Beykozlu
Member
astronomi
Nötrino gözleriyle görülen Samanyolu
Samanyolu’nu ve yeşil auroraları gösteren yıldızlı bir gece gökyüzüne sahip “IceCube” laboratuvarının görünümü. Fotoğraf
© Yuya Makino/IceCube/NSF/dpa
Nötrinolar oldukça utangaç arkadaşlardır. Güney Kutbu’ndaki bir dedektör şimdi ilk kez kendi galaksimizden gelen bu kadar yüksek enerjili nötrinoları tespit etti.
Antarktika buzundaki bir kilometreküp “IceCube” dedektör sisteminde on yıldır yapılan ölçümlerin yardımıyla, uluslararası bir araştırma ekibi ilk kez Samanyolu’muzdan yüksek enerjili nötrinoları tespit etmeyi başardı. Daha önce, “IceCube” uzak galaksilerden yalnızca yüksek enerjili nötrinoları kaydetmişti. Teorik değerlendirmeler Samanyolu’ndan gelen benzer parçacık radyasyonunu tahmin etse de, gökbilimciler şimdiye kadar boşuna aradılar. Science dergisindeki bilim adamlarının bildirdiğine göre, yalnızca modern makine öğrenimi yöntemlerinin kullanılması, dedektör tarafından toplanan verilerde sinyali görünür hale getirdi.
Nötrinolar oldukça utangaç arkadaşlardır: Sıradan madde ile nadiren etkileşime girerler. Uçucu parçacıkları tespit etmek için, mümkün olduğu kadar saf ve nötrinolarla reaksiyona girebilen maddelerden oluşan büyük miktarlarda madde gereklidir. Böyle bir madde, örneğin sudur – ve Antarktika’nın buzunda, yeterince saf bir biçimde büyük miktarlarda bulunur. Bir nötrino, nadiren bir su molekülü ile reaksiyona girerse, buzun içinde neredeyse ışık hızında yarışan ve ışık yayan, sözde Cherenkov radyasyonu olan elektrik yüklü parçacıklar oluşur.
Nötrinolar nereden geliyor?
Araştırmacılar “IceCube” ile bu ışığı arıyorlar. Bu – adı her şeyi söylüyor – bir buz küpü. Devasa bir buz küpü: Kenar uzunluğu bir kilometredir. “IceCube” projesinin fizikçileri, toplam 5160 ışık amplifikatörünü bir kilometreküp Antarktika buzunun 2,5 kilometre derinliğine kadar batırdı. Bu şekilde, sadece Çerenkov ışığını yakalamakla kalmaz, aynı zamanda geldiği yönü ve dolayısıyla nötrinoların çıkış yönünü de belirleyebilirler.
Nötrinolar, nükleer fizikte, örneğin güneşin içindeki nükleer füzyonda önemli bir rol oynar. Ancak “IceCube”ün aradığı nötrinolar milyonlarca ila milyarlarca kez daha enerjiktir ve yıldız patlamalarında ve uzak galaksilerdeki süper kütleli karadeliklerin yakınında üretilirler. Ancak Samanyolu’muzda da kozmik ışınların gaz ve tozla etkileşimi, gama ışınlarıyla birlikte yüksek enerjili nötrinolar üretmelidir. Ancak bu gama radyasyonu uydu gözlemevlerinden tespit edilebilse de, galaktik nötrinoların aranması şimdiye kadar başarısız oldu.
Gürültüyü filtreledi
Sorun: Kozmik radyasyon ayrıca Dünya atmosferinde nötrinolar üretir – ve bu gürültü Samanyolu’ndan gelen ve aranan sinyalin üzerine bindirilir. Ancak “IceCube” araştırmacıları yöntemlerini geliştirerek Samanyolu’ndaki nötrinoları görünür hale getirmeyi başardılar. Bilim adamları bir yandan güney göğünden ve dolayısıyla Samanyolu’nun merkezi yönünden gelen olayları filtrelediler.
Kayıtlı nötrinoların kesin kaynağını belirlemek için, öncelikle TU Dortmund’da geliştirilen makine öğrenimine dayalı bir yöntem kullanıldı. TU Dortmund’dan Mirco Hünnefeld, “Bu iyileştirilmiş yöntemler, değerlendirme için öncekinden yaklaşık on kat daha fazla nötrino kullanabildiğimiz ve daha iyi yönlü çözünürlük sağlayabildiğimiz anlamına geliyordu” dedi. “Sonuçta, analizimiz önceki arama yöntemlerinden üç kat daha hassastı.”
Bu şekilde değerlendirilen “IceCube” verileri, ilk kez Samanyolu’nun “nötrino gözleriyle” görüneceği görüntüsünü sağlıyor. IceCube araştırmacısı Steve Sclafani, “Ve bu görüntü, Samanyolu ve kozmik ışınlar hakkında şimdiye kadar bildiklerimizi doğruluyor” dedi. Ama bu sadece başlangıç. “IceCube” veri toplamaya devam ediyor ve yöntemler daha da geliştirilecek. “IceCube” projesinden Denise Caldwell, “Böylece daha iyi ve daha iyi çözünürlüklü bir görüntü elde ediyoruz,” diye açıkladı. Bu şekilde, bilim adamları nötrinoların tam olarak nereden kaynaklandığını bulmak istiyorlar. “Ve tabii ki Samanyolu’muzda daha önce bilinmeyen, daha önce hiç görülmemiş yapıları da keşfetmeyi umuyoruz.”
dpa
#Konular
Nötrino gözleriyle görülen Samanyolu
Samanyolu’nu ve yeşil auroraları gösteren yıldızlı bir gece gökyüzüne sahip “IceCube” laboratuvarının görünümü. Fotoğraf
© Yuya Makino/IceCube/NSF/dpa
Nötrinolar oldukça utangaç arkadaşlardır. Güney Kutbu’ndaki bir dedektör şimdi ilk kez kendi galaksimizden gelen bu kadar yüksek enerjili nötrinoları tespit etti.
Antarktika buzundaki bir kilometreküp “IceCube” dedektör sisteminde on yıldır yapılan ölçümlerin yardımıyla, uluslararası bir araştırma ekibi ilk kez Samanyolu’muzdan yüksek enerjili nötrinoları tespit etmeyi başardı. Daha önce, “IceCube” uzak galaksilerden yalnızca yüksek enerjili nötrinoları kaydetmişti. Teorik değerlendirmeler Samanyolu’ndan gelen benzer parçacık radyasyonunu tahmin etse de, gökbilimciler şimdiye kadar boşuna aradılar. Science dergisindeki bilim adamlarının bildirdiğine göre, yalnızca modern makine öğrenimi yöntemlerinin kullanılması, dedektör tarafından toplanan verilerde sinyali görünür hale getirdi.
Nötrinolar oldukça utangaç arkadaşlardır: Sıradan madde ile nadiren etkileşime girerler. Uçucu parçacıkları tespit etmek için, mümkün olduğu kadar saf ve nötrinolarla reaksiyona girebilen maddelerden oluşan büyük miktarlarda madde gereklidir. Böyle bir madde, örneğin sudur – ve Antarktika’nın buzunda, yeterince saf bir biçimde büyük miktarlarda bulunur. Bir nötrino, nadiren bir su molekülü ile reaksiyona girerse, buzun içinde neredeyse ışık hızında yarışan ve ışık yayan, sözde Cherenkov radyasyonu olan elektrik yüklü parçacıklar oluşur.
Nötrinolar nereden geliyor?
Araştırmacılar “IceCube” ile bu ışığı arıyorlar. Bu – adı her şeyi söylüyor – bir buz küpü. Devasa bir buz küpü: Kenar uzunluğu bir kilometredir. “IceCube” projesinin fizikçileri, toplam 5160 ışık amplifikatörünü bir kilometreküp Antarktika buzunun 2,5 kilometre derinliğine kadar batırdı. Bu şekilde, sadece Çerenkov ışığını yakalamakla kalmaz, aynı zamanda geldiği yönü ve dolayısıyla nötrinoların çıkış yönünü de belirleyebilirler.
Nötrinolar, nükleer fizikte, örneğin güneşin içindeki nükleer füzyonda önemli bir rol oynar. Ancak “IceCube”ün aradığı nötrinolar milyonlarca ila milyarlarca kez daha enerjiktir ve yıldız patlamalarında ve uzak galaksilerdeki süper kütleli karadeliklerin yakınında üretilirler. Ancak Samanyolu’muzda da kozmik ışınların gaz ve tozla etkileşimi, gama ışınlarıyla birlikte yüksek enerjili nötrinolar üretmelidir. Ancak bu gama radyasyonu uydu gözlemevlerinden tespit edilebilse de, galaktik nötrinoların aranması şimdiye kadar başarısız oldu.
Gürültüyü filtreledi
Sorun: Kozmik radyasyon ayrıca Dünya atmosferinde nötrinolar üretir – ve bu gürültü Samanyolu’ndan gelen ve aranan sinyalin üzerine bindirilir. Ancak “IceCube” araştırmacıları yöntemlerini geliştirerek Samanyolu’ndaki nötrinoları görünür hale getirmeyi başardılar. Bilim adamları bir yandan güney göğünden ve dolayısıyla Samanyolu’nun merkezi yönünden gelen olayları filtrelediler.
Kayıtlı nötrinoların kesin kaynağını belirlemek için, öncelikle TU Dortmund’da geliştirilen makine öğrenimine dayalı bir yöntem kullanıldı. TU Dortmund’dan Mirco Hünnefeld, “Bu iyileştirilmiş yöntemler, değerlendirme için öncekinden yaklaşık on kat daha fazla nötrino kullanabildiğimiz ve daha iyi yönlü çözünürlük sağlayabildiğimiz anlamına geliyordu” dedi. “Sonuçta, analizimiz önceki arama yöntemlerinden üç kat daha hassastı.”
Bu şekilde değerlendirilen “IceCube” verileri, ilk kez Samanyolu’nun “nötrino gözleriyle” görüneceği görüntüsünü sağlıyor. IceCube araştırmacısı Steve Sclafani, “Ve bu görüntü, Samanyolu ve kozmik ışınlar hakkında şimdiye kadar bildiklerimizi doğruluyor” dedi. Ama bu sadece başlangıç. “IceCube” veri toplamaya devam ediyor ve yöntemler daha da geliştirilecek. “IceCube” projesinden Denise Caldwell, “Böylece daha iyi ve daha iyi çözünürlüklü bir görüntü elde ediyoruz,” diye açıkladı. Bu şekilde, bilim adamları nötrinoların tam olarak nereden kaynaklandığını bulmak istiyorlar. “Ve tabii ki Samanyolu’muzda daha önce bilinmeyen, daha önce hiç görülmemiş yapıları da keşfetmeyi umuyoruz.”
dpa
#Konular