Japonya'nın Gifu eyaletindeki Hida şehrinde, bir dağın bin metre derinliğinde bilim dünyasının en dikkat çekici yapılarından biri bulunuyor. Kamioka madeninin kalbinde yer alan Süper-Kamiokande adlı tesis, evrenin en zor tespit edilen parçacıklarından nötrinoları gözlemlemek amacıyla tam 50 bin tonluk ultra saf su deposuna sahip.
Dev bir gözlemevi kuruldu
Bu devasa silindir şeklindeki tankın iç ve dış yüzeylerini kaplayan yaklaşık 13 bin özel ışık sensörü, bir gözlemevi gibi çalışarak evrenin gizemlerini aydınlatmaya katkı sağlıyor. Tesisin en kritik noktası, kullanılan suyun olağanüstü derecede saf olması. İçindeki tüm yabancı maddelerden arındırılmış bu özel su, ışığı kusursuzca ileterek sensörlerin en ufak bir ışık parlamasını bile yakalamasına olanak tanıyor.
Nötrinolar ve ışık hızından hızlı etkileşimler
Her saniye vücudumuzdan ve Dünya'dan sessizce geçen trilyonlarca nötrinonun su molekülleriyle etkileşimi sonucu, ışık hızından daha hızlı elektriksel yükler oluşuyor. "Çerenkov radyasyonu" olarak bilinen bu ani ışık patlamaları, sensörler tarafından kaydediliyor. Bilim insanları bu verileri kullanarak nötrinoların enerji seviyesini ve hareket yönünü hesaplayabiliyor. Dahası, 2020'den beri suya eklenen gadolinyum sülfat sayesinde, eski süpernova kalıntılarından gelen nötrinolar çok daha yüksek bir hassasiyetle takip ediliyor.
Doğal kalkanla veri kirliliği engelleniyor
Tesisin bin metre derinlikte konumlandırılması tesadüf değil. Yüzeydeki kozmik ışınların neden olduğu gürültü ve veri kirliliği, kayaların oluşturduğu doğal kalkan sayesinde engelleniyor. Bu sayede yalnızca maddelerin içinden süzülüp gelen nötrinolar dedektörlere ulaşabiliyor. 1998'de bu tesiste elde edilen bulgular, nötrinoların kütleye sahip olduğunu kanıtlayarak fizik alanında büyük bir devrim yarattı ve Japon bilim insanı Takaaki Kajita'ya 2015 Nobel Fizik Ödülü'nü kazandırdı. Bu keşif, evrenin temel yapı taşlarını açıklayan Standart Model'i yeniden değerlendirmeyi gerektirdi.
Geleceğin gözlemevi Hiper-Kamiokande
Yaklaşık otuz yıldır Güneş, atmosfer ve uzaydaki süpernova patlamalarından kaynaklanan nötrinoları inceleyen Süper-Kamiokande, yerini çok daha büyük bir tesise bırakmaya hazırlanıyor. Aynı bölgede inşaatı tamamlanan ve 260 bin ton su kapasitesine sahip olacak Hiper-Kamiokande'nin yapımına başlanıyor. Mevcut tesisten sekiz kat daha büyük olacak bu yeni gözlemevinin 2027 sonunda suyla doldurulması ve 2028'de tam kapasite veri toplamaya başlaması öngörülüyor. Hiper-Kamiokande, evrende maddenin neden antimaddedan daha fazla olduğu ve evrenin oluşumu gibi temel sorulara yanıt arayacak.
