Bilim adamları, nötrino kütlesini araştıran yeni bir deneysel test için İsviçre’nin Cenevre yakınlarında bulunan CERN’deki (Avrupa Nükleer Araştırma Örgütü’nün Fransızca kısaltması) LHC Kompakt Müon Solenoid (CMS) dedektörünü kullandılar.
Nötrinolar veya ” hayalet parçacıklar “, elektronlara benzer, ancak elektrik yükü olmayan ve ufacık, sıfıra yakın bir kütleye sahip atom altı parçacıklardır. Yeni çalışma, LHC’nin önceki çalışmasından elde edilen verileri kullandı. (Nisan ayında, yükseltme ve bakım için uygulanan üç yıllık bir kapatmanın ardından parçacık hızlandırıcı yeniden başlatıldı.)
Bu deney, nötrino’nun neden bu kadar küçük bir kütleye sahip olduğu sorusunu yanıtlamak için yapıldı.(Nötrino o kadar küçük bir kütleye sahiptir ki, bilim adamları tarih boyunca hiç kütlesi olmayabileceğini öne sürmüşlerdir.)
Nükleer füzyon yoluyla yıldızların içinde üretilen nötrinolar, yıllardır tam olarak anlayamadığımız garip ve gizemli parçacıklardır. Tüm evrendeki en yaygın parçacıklardan biri olduklarını biliyoruz. Her saniye insan vücudunun her santimetrekaresinden yaklaşık 100 milyar nötrino geçtiği tahmin edilmektedir.
Parçacık fiziğinin mevcut Standart Modeli’ne göre, bilinen tüm temel parçacıkları ve evrendeki dört kuvvetten üçünü tanımlayan bir teoriye göre, elektronlar gibi temel parçacıklar kütlelerini Higgs bozonu parçacığı olarak bilinen bir alanla etkileşime girerek kazanırlar. Higgs alanı. Ama nötrino bu kurallara göre oynamaz; Higgs alanı nötrinonun minimum kütlesini açıklayamaz.
Bu deneyle araştırmacılar, bazı araştırmacıların nötrino kütlesini açıklayabileceğini düşündüğü “tahterevalli modeli” denen şeyi test etti. Bu teoride, hafif bir nötrino (bilinen bir parçacık), bir tahterevallideki daha ağır ortak gibi davranan, hafif parçacığı yukarı kaldıran ve ona çok hafif kütlesini veren varsayımsal bir ağır nötrino ile eşleşir.
Ancak tahterevalli modelinin çalışması için, yeni araştırmayı açıklayan bir bilgilendirmeye göre, dahil olan nötrinoların esasen Majorana parçacıkları adı verilen kendi antimadde parçacıkları olması gerekir. Antimadde parçacıkları, karşılık gelen parçacıkların kütlesine sahiptir, ancak zıt bir elektrik yüküne sahiptir. ( Örneğin elektronun antimadde eşdeğeri pozitrondur.)
Bu nedenle, tahterevalli modelini bu deneyle test etmek için araştırmacılar, LHC’deki yüksek enerjili parçacık çarpışmalarında Majorana nötrinolarını bulmaya çalıştılar. Ekip, bu çarpışmalardan veri toplamak için CMS dedektörünü kullandı. Çalışma yeni olmasına rağmen, bu verileri üreten çarpışmalar 2016 ve 2018 yılları arasında gerçekleşti.
Ekip verilerde Majorana nötrinolarına dair herhangi bir kanıt bulamadı. Ancak topladıkları veriler tahterevalli modelinde yeni sınırlar koymalarına yardımcı oldu.
Şimdi, bu LHC’deki eski çarpışmalardan yeni bir çalışma olsa da, tesis tekrar açıldığında, parçacık hızlandırıcı bu yaz yeni çarpışmalar yapmaya hazır ve araştırmacılar “daha fazla veri toplamayı ve tahterevalliyi denemeyi dört gözle bekleyebilirler.
