Fizikçiler, IceCube nötrino teleskobunun, kuantum düzeyinde yerçekimi çalışmasında “yeni bir fiziğin” varlığını gösterebilecek üç farklı nötrino türünü birbirine dönüştürme sürecinde herhangi bir anormallik tespit etmediğini söylüyor. Bu gözlemlerin sonuçları Nature Physics dergisindeki bir makalede yayınlandı.
“IceCube verilerinde nötrino salınımlarında önemli bir anormallik bulamadık. [превращениях одних типов этих частиц в другие их вариации], bu, kuantum düzeyinde yerçekimi kuvvetinin çalışmasında teorisyenler tarafından bilinmeyen özelliklerin varlığını potansiyel olarak gösterecektir. Ayrıca uzay-zamanın yapısında çeşitli kusurların varlığına dair hiçbir iz bulamadık.‘, araştırmacılar kaydetti.
Nötrinolar, çevreleyen madde ile yalnızca yerçekimi ve sözde zayıf etkileşimler yoluyla etkileşime giren en hafif ve en çok sayıda temel parçacıktır. Geçen yüzyılın ortalarında, fizikçiler bu tür parçacıkların üç “tür” olduğunu keşfettiler – tau, elektron ve müon nötrinoları ve antinötrinolar.
Biraz sonra, bilim adamları, farklı türlerdeki nötrinoların periyodik olarak birbirine dönüşebileceğini keşfettiler. Nötrino salınımları olarak adlandırılan bu sürecin varlığı gerçeği, bu parçacıkların standart parçacık fiziği modeline uymayan sıfır olmayan bir kütleye sahip olduğunu gösterir. Bu kütleyi belirlemek için, şu anda Japon Hyper-Kamiokande tesisi ve Amerikan DUNE projesi gibi yeni büyük nötrino dedektörleri inşa ediliyor.
Şimdiye kadar, bilim adamlarını nötrinoların davranışlarında ve dönüşümlerinde “yeni fizik” aramak için başka yaklaşımlar aramaya zorlayan bu dedektörler inşa edilmedi. Örneğin, Atlanta (ABD) Ignazio Taboada’daki Georgia Institute of Technology’de profesör tarafından yönetilen bir grup fizikçi, kuantum düzeyinde yerçekimi kuvvetinin çalışmasının özelliklerinde anormallikleri araştırmak için nötrino salınımlarını kullandı.
Fizikçilerin belirttiği gibi, geçmişte bilim adamları, madde Büyük Patlama’dan hemen sonraki duruma aktarılmadıkça kuantum yerçekiminin tezahürlerinin güvenilir bir şekilde görülemeyeceğine ve çalışılamayacağına inanıyorlardı. IceCube nötrino teleskop ekibi, bu kuralın, milyarlarca yıl boyunca ekstragalaktik kaynaklardan Dünya’ya seyahat eden yüksek enerjili nötrino salınımları tarafından ihlal edilebileceğine dair teorik kanıtlar keşfetti.
Bu fikirlerin rehberliğinde bilim adamları, IceCube’un faaliyetinin ilk sekiz yılında – 2010’dan 2018’e kadar topladığı tüm veri setini inceledi ve farklı nötrino varyasyonlarının bu parçacıkların diğer türlerine dönüşüm sıklığını belirledi. Bundan sonra, bu verileri, kuantum düzeyinde yerçekimi kuvvetinin çalışmasında farklı anomalilere izin veren standart model ve “yeni fiziğin” yedi farklı versiyonunu kullanarak nötrino salınımlarının hesaplanmasının sonuçlarıyla karşılaştırdılar.
Alternatif seçeneklerin hiçbirinin, çok geniş bir parametre aralığında kuantum yerçekiminde önerdikleri anomalilerin varlığının olasılığını dışlayan gerçek ölçüm verileriyle çakışmadığı ortaya çıktı. Profesör Taboada ve meslektaşları, bu, nötrinoların özelliklerinde “yeni fizik” için daha fazla araştırma alanını önemli ölçüde daraltıyor.