'Karanlık madde'nin izi mağarada sürülüyor

İtalya’da insan yapımı derin bir mağarada, bilim insanları evrendeki en gizemli maddelerden biri olan karanlık maddeye ışık tutmaya çalışıyor.

Gran Sasso Ulusal Laboratuarı, gelişkin bir fizik merkezinden ziyade James Bond filmlerindeki kötü adamların sığınağına benziyor.

İtalya’nın en yüksek dağı Gran Sasso’nun derinliklerinde yer alan mağaranın girişi devasa bir çelik kapıyla kaplı.

Mağaranın üstünde yığılı 1400 metre yüksekliğindeki kayalar, mağarayı dünyanın yüzeyine sürekli düşen kozmik ışınların etkisinden koruyor; bilim insanlarına, en tuhaf fizik olgularını anlamaları için gereken “sessiz” ortamı sağlıyor.

Evrenin ne kadarını biliyoruz?

Mağaranın içine inşa edilmiş üç büyük salonda çeşitli deneyler yapılıyor. Bunlara en son eklenen çalışma ise DarkSide50 adıyla anılan ve bilim insanlarının karanlık maddeyi anlamalarını sağlayacak olan deneyleri içeriyor.

Evrende var olan şeylerin sadece %4’ünü biliyor ve görebiliyoruz.

Bilim insanları geri kalanın esrarengiz iki biçimde ortaya çıktığına inanıyor.

Evrenin %73’ünün karanlık enerjiden oluştuğuna inanılıyor. Karanlık enerji, her yere nüfuz eden ve evrenin daralmasını engelleyen bir tür anti-yerçekimi olarak işlev gören bir enerji.

Geri kalan %23’ün ise karanlık madde biçiminde ortaya çıktığına inanılıyor.

Karanlık madde nedir?

Ancak sorun şu ki bugüne kadar kimse bu maddeyi görmüş değil.

Londra Üniversitesi’nde parçacık fizikçisi Dr Chamkaur Ghag, karanlık maddenin parçacık biçiminde olduğuna inandıklarını belirterek şöyle açıklıyor:

“Şeyleri inşa etmekle alakalı normal parçacıklar var: Proton, nötron ve elektronlar. Karanlık maddenin de bir parçacık olduğunu düşünüyoruz; kolay algılayamadığımız tuhaf bir madde biçimi. Bunun nedeni ise elektromanyetik gücü hissetmemesi, ışığın ona çarparak geri yansımamasıdır; bu maddeyle karşılıklı bir etkileşimimiz sözkonusu olamıyor.”

Fizikçiler bu karanlık maddeye, zayıf etkileşimli büyük kütleli parçacıklar anlamında WIMPS diyor.

Her saniye bunların milyonlarcası hiçbir iz bırakmadan etrafımızdan geçip gidiyor.

Fakat ender de olsa bunlardan biri “normal” bir maddeye çarpabiliyor: DarkSide50 ile de bunu tespit etmeye çalışıyorlar.

Deney ne içeriyor?

Ev büyüklüğünde bir hazne içerisine konan büyük bir metal kürede sintilatör adı verilen bir parçacık detektörü bulunuyor.

Bu küre 50 kg likid argon ve kalın bir argon gazı tabakası içeriyor.

Dr Ghag şöyle devam ediyor: “Eğer bir karanlık madde parçacığı gelip argona çarparsa seken atomda bir enerji artımı oluşuyor ve hemen bundan kurtulmak istiyor. Argonda bu ışık atımıyla, foton salınımıyla oluyor. Fakat burada enerji yüklenmesi de oluyor, bazı elektronlar serbest kalıyor ve yükselerek gaz tabakasında yüzmeye başlıyor. Gaza çarptıklarında ise ışık parıltısı görüyorsunuz.”

Bugüne kadar karanlık madde avı sonuçsuz kaldı.

Ama DarkSide50 ile yeniden cevap aranmaya başlandı. Bu deneye ek olarak ABD’nin Güney Dakota eyaletinde de başka bir detektör işlemeye başlayacak. Önümüzdeki yıllarda bu parçacıkların ilk deneysel verilerine ulaşmaya çalışan yeni çalışmalar başlatılacak.

DarkSide50 ekibinden Aldo Ianni, “Karanlık madde günümüzde büyük bir bilimsel hedef olarak duruyor. Evrenin bugün anlamadığımız büyük bölümünü anlamamızı sağlayacak. Karanlık maddenin olduğunu biliyoruz, ama neden müteşekkil olduğunu anlamamız gerekiyor” diyor.

'Evren anlayışımız değişebilir'

Gran Sasso Ulusal Laboratuarı müdürü Profesör Stefano Ragazzi ise “Farklı deneyler arasında rekabet sözkonusu. Herkes onu ilk bulan olmak istiyor” diyor.

Ama bu deneyler sonunda hiçbir şeye ulaşmama, karanlık maddenin WIMPSler halinde olmama ihtimalini de kabul ediyor.

Ragazzi, “Yanlış bir hipotez de öne sürüyor olabiliriz; karanlık madde düşündüğümüzden tümüyle farklı bir şey de olabilir. Ama asıl, karanlık maddeyi bulamamak onu bulmaktan daha ilginç olabilir.

Önümüzdeki birkaç hafta DarkSide50 tam teçhizatla donatılmış olarak işlemeye, tanklara saf su dolmaya başlayacak ve bilim insanları beklemeye geçecek.

Dr Ghag, belirsizliklere rağmen, karanlık maddeyi bulmanın getirisinin yüksek olacağını düşünüyor.

“Karanlık maddeyi bulursak doğanın en iyi gizlenmiş sırrını çözmüş, evrenin dörtte birini oluşturan şeyi bulmuş oluruz. Bu durum evren, onun oluşumu ve evrimi konusundaki anlayışımızı değiştirecektir” diyor.