Fizikçiler Neden Yerin 2 Kilometre Altında Karanlık Madde Arıyor?
Gözlemlenebilir evreni inceleyen gökbilimcilerin söyleyebildiği kadarıyla, evrenin yalnızca yaklaşık yüzde 5’i maddeden oluşuyor. Geri kalanı ya da ezici çoğunluğu karanlık madde (yaklaşık yüzde 27) ve karanlık enerjiden (yaklaşık yüzde 68) oluşuyor.
Karanlık madde, kendi ışığını yaymayan ve normal maddeyle yalnızca kütleçekim yoluyla etkileşime giren, galaksilerde ve galaksi kümelerinde kanıtlarını görebildiğimiz görünmez maddedir. Ancak normal maddeden beş kat daha fazla olduğu düşünüldüğünde, bilim insanları elbette varlığına dair doğrudan kanıt arayışındalar.
Karanlık madde yıldızlarda ve galaksilerde gördüklerimizi açıkladığı için belki de sezgisel olarak onu bulmaya yönelik bir yaklaşım yeraltına yönelmektir.
Dünya çapında fizikçilerin, nötrinoların etkilerini ölçmek gibi diğer şeylerin yanı sıra, Zayıf Etkileşen Büyük Parçacıkların (WIMP’ler) işaretlerini aradıkları birkaç yeraltı tesisi var. Buradaki fikir, WIMP’lerin uzayda hareket ederken her zaman Dünya’dan geçiyor olması gerektiği, dolayısıyla onları tespit etmek için sadece bu zayıf etkileşimleri yakalayacak kadar hassas dedektörlere ihtiyacımız olduğu.
Santa Barbara’daki California Üniversitesi’nde Fizik Doçenti olan Hugh Lippincott, The Conversation için kaleme aldığı bir yazıda, “[Stanford LUX-ZEPLIN deneyinde], iki devasa elektrik şebekesi sıvı hacmi boyunca bir elektrik alanı uyguluyor ve bu da serbest kalan elektronları sıvının yüzeyine doğru itiyor” dedi.
“Yüzeye ulaştıklarında, ksenon gazı ile dolu olan sıvının üzerindeki boşluğa çekiliyorlar ve ikinci bir ışık parlaması yaratmak için başka bir elektrik alanı tarafından hızlandırılıyorlar. İki büyük ışık sensörü dizisi bu iki ışık parlamasını toplar ve birlikte araştırmacıların gerçekleşen etkileşimin konumunu, enerjisini ve türünü yeniden yapılandırmasına olanak tanır.”
Bu dedektörler etkileyici ve karanlık maddenin ne olduğunu bulamasalar bile, ne olmadığını sınırlamaya yardımcı olabilirler. Ancak sorun şu ki, bunları yüzeye yerleştirirseniz çok fazla gürültü tespit edeceklerdir.
Lippincott sözlerine şöyle devam etti: “Ancak Dünya’da sürekli olarak çevremizdeki eser elementlerden (özellikle uranyum ve toryum) ve uzaydan gelen kozmik ışınlardan kaynaklanan düşük, tehlikeli olmayan seviyelerde radyoaktivite ile çevriliyiz.” “Karanlık madde arayışındaki amaç, karanlık maddeyi görebilmesi için mümkün olduğunca hassas bir dedektör inşa etmek ve karanlık madde sinyalinin arka plandaki radyoaktivitenin üzerinde görülebilmesi için mümkün olduğunca sessiz bir yere koymaktır.”
Bu nedenle karanlık madde dedektörleri yerin derinliklerine yerleştiriliyor. Kanada’nın Ontario eyaletinde bilim insanları, dünyanın en derin temiz laboratuvarı olan SNOLAB’a ulaşmak için yerin 2 kilometre (1,24 mil) altına günlük bir yolculuk yapmak, ardından çalışan bir madenin içinde daha fazla yürümek zorundadır.
Güney Dakota’daki Black Hills’in derinliklerinde bulunan LUX-ZEPLIN deneyinden kaydedilen olaylar, yüzeyde tespit edilebilecek trilyonlarca olayın çok altında, günde beş civarındadır. Ancak bilim insanları bu olayların potansiyel nedeni olarak karanlık maddeyi göz ardı ettiler. Ancak deneylerin devam etmesiyle birlikte, yerin derinliklerinde evrenin tüm kayıp maddeleri için kanıt bulabileceklerine dair umut var.
Kaynak: https://www.iflscience.com
Derleyen: Figen Berber
Çin’de Karanlık Maddeyi İncelemek İçin Dünyanın En Derin Laboratuvarı İnşa Edildi