İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi, 2026 Nobel Fizik Ödülü’nü Antarktika’nın derin buzullarını evreni izleyen devasa bir göze dönüştüren Belçikalı-Amerikalı teorik fizikçi Francis Halzen’e verdi. Wisconsin-Madison Üniversitesi profesörü olan Halzen, “IceCube Nötrino Gözlemevi’nin inşasına yaptığı belirleyici katkılar ve evrensel kökenli yüksek enerjili nötrinoları keşfi” nedeniyle ödülü tek başına kazandı.
Akademi tarafından “uzayın hayalet elçileri” olarak nitelendirilen nötrinolar, modern astrofiziğin sınırlarını genişleterek bilim dünyasını Büyük Patlama’nın ilk saniyesine kadar götürebilecek yeni bir astronomi çağının kapısını araladı.
Işığın geçemediği engelleri aşan “hayalet” parçacık
Modern astrofizik bin yıldır gökyüzünü gözlemleyen optik teleskopların ve elektromanyetik dalgaların ötesine geçmeyi amaçlıyor. Işık, uzaydaki yoğun gaz ve toz bulutları ya da kara deliklerin çevresindeki aşırı yoğun maddeler tarafından emilip yön değiştirirken; elektrik yükü bulunmayan ve kütlesi sıfıra yakın olan nötrinolar tüm bu engelleri saydam bir camdan geçercesine aşıyor.
Yüzyılı aşkın süredir cevabı aranan “kozmik ışınların kökeni” sorusunun çözüm anahtarı da bu parçacıklarda yatıyor. Uzayda protonlar manyetik alanlar sebebiyle saparken, nötrinolar hedeflerine düz bir ok gibi ilerliyor. Bu özellik, bilim insanlarının nötrinoların rotasını geriye doğru takip ederek kaynağını noktasal olarak tespit etmesine olanak tanıyor.
Antarktika’nın 1400 metre derinliğindeki dedektör: IceCube
Fizikçi Francis Halzen, nötrinoların maddeyle neredeyse hiç etkileşime girmemesi sorununu aşmak için Antarktika buzulunun derinliklerini bir dedektör olarak kullanma fikrini geliştirdi:
- Sıcak su sondajları: Bilim insanları yüksek basınçlı sıcak su kullanarak kutup buzullarında kilometrelerce derinlikte kuyular açtı.
- Derinlik ve saflık: Yüzeydeki hava kabarcıklarının ışığı dağıtması engeli aşılarak, 1400 metreden daha derinlerdeki tamamen berrak ve kristalize buz tabakasına ulaşıldı.
- 5 binden fazla optik göz: 1 kilometreküp hacmindeki buzul bloğuna yerleştirilen 86 kablo üzerine 5 bin 160 adet optik sensör yerleştirildi. Nötrinoların buz atomuyla çarpışması sonucu yayılan zayıf mavi “Çerenkov ışıması” bu sensörlerle elektrik sinyaline dönüştürüldü.
Gözlemevi, 2013 yılında güneş sistemi dışından gelen ilk yüksek enerjili kozmik nötrinoları saptayarak varlıklarını tescilledi. 2018 yılında ise 4 milyar ışık yılı uzaklıktaki devasa bir kara deliğe sahip “TXS 0506+056” blazarından fırlatılan bir nötrinonun kaynağı, dünya genelindeki teleskopların eş zamanlı yönlendirilmesiyle ilk kez doğrudan tespit edildi.
Büyük Patlama’nın ilk saniyesine pencere açılıyor
Işık tabanlı mevcut gözlemler, evrenin yaklaşık 380 bin yıllık olduğu döneme ait “Kozmik Mikrodalga Arka Plan Işıması”ndan daha geriye gidemiyor; çünkü o tarihten önce evren aşırı sıcak ve opak bir yapıya sahipti.
Nötrinolar ise evrenin henüz 1 saniyelik olduğu, sıcaklığın 10 milyar dereceyi bulduğu ilk anlarda serbest kalarak uzaya dağıldı. Halzen’in açtığı kozmik nötrino astronomisi çığırı, bilim insanlarının bu ilksel nötrino kalıntılarını doğrudan okuyarak evrenin doğum anındaki parçacık yapısını ve fizik yasalarının başlangıcını çözmesine imkan tanıyacak.
