Nötrino ismini Enrico Fermi koymuştur ve İtalyanca “küçük nötr olan” anlamına gelir. Fizik tarihinde nötrinoya ilk kez Nobel verilmiyor. Reaktör nötrinolarının yakalanması, müon nötrinosunun keşfi, Güneş’ten ve bir süpernovadan gelen nötrinoların ölçülmesi ve nötrino salınımları daha önce Nobel ile ödüllendirilmişti. Ama bu seferki farklı. Bu kez ödüllendirilen nötrinonun kendisinden çok, onu yepyeni bir teleskop olarak kullanma fikridir. Evrene yüzyıllardır ışıkla bakarız ama ışık yolda toza ve gaza takılıp soğurulur. Uzaydan gelen elektrik yüklü kozmik ışınlar ise galaksilerin manyetik alanlarında yön değiştirdikleri için Dünya’ya ulaştıklarında nereden geldiklerini artık söyleyemezler. Nötrino ise yüksüzdür ve neredeyse hiçbir şeyle etkileşmez. Bir karadeliğin çevresinde doğduğu andan bize ulaşana kadar milyarlarca yıl boyunca dümdüz yol alır. Bunu zarfı hiç açılmadan, adresi hiç silinmeden elimize ulaşan bir mektup gibi düşünebilirsiniz. Ama bu mektubu okumak inanılmaz zordur. Şu an siz bu satırları okurken saniyede trilyonlarca nötrino vücudunuzun içinden hiçbir iz bırakmadan geçip gidiyor.
***
1972’den beri Wisconsin-Madison Üniversitesi’nde çalışan Halzen, 1980’lerde Sovyet bilim insanlarının Antarktika’da radyo alıcılarıyla nötrino arama planlarını duyunca çılgınca görünen bir fikre kafa yorar: Güney Kutbu’nun binlerce yıldır biriken berrak buzunu dev bir dedektöre çevirmek. 1987’de öncül deney AMANDA üzerinde çalışmaya başlarlar. Buz beklenenden berraktır ve ışık soğurulmadan yüzlerce metre yol alabilir. Bu cesaret verici sonuçlar daha büyüğünün yolunu açar. 2011’de tamamlanan IceCube’da sıcak suyla buzda açılan 86 kuyuya, 1450 ile 2450 metre derinlikler arasına 5160 ışık algılayıcı yerleştirilir. Yani yaklaşık bir milyar ton buz adeta bir göze dönüşür. Çok nadiren bir nötrino buzdaki bir atom çekirdeğiyle etkileştiğinde müon gibi yüklü bir parçacık ortaya çıkar. Bu parçacık buzda, ışığın o ortamdaki hızından daha hızlı ilerlediği için arkasında mavi bir ışık konisi bırakır. Buna Çerenkov ışıması diyoruz. Hızlı giden bir teknenin suda bıraktığı V şeklindeki dalga izinin ışıktan bir benzeridir bu. Algılayıcılar bu ışığın nereye ve ne zaman ulaştığını kaydederek nötrinonun enerjisini ve geldiği yönü hesaplar.
İşin zor kısmı IceCube’un her gün atmosferde üretilen 100 milyondan fazla parçacık görmesidir. Uzaydan gelen birkaç nötrinoyu bunların arasından ayıklamak samanlıkta iğne aramaktan bile zordur. Ama sabır meyvesini verir. 2013’te fizikçilerin Susam Sokağı karakterlerinden esinlenerek Bert ve Ernie adını verdiği, enerjileri yaklaşık bir katrilyon elektronvolt olan iki nötrino, Güneş Sistemi’nin çok ötesinden geldiği anlaşılan ilk yüksek enerjili nötrinolar olur. 2017’de yaklaşık 4 milyar ışık yılı uzaklıktaki jeti doğrudan bize dönük dev bir karadelikten gelen bir nötrino yakalanır. 2022’de 47 milyon ışık yılı uzaklıktaki NGC 1068 galaksisi bir nötrino kaynağı olarak belirlenir, ardından kendi galaksimiz Samanyolu’nun ilk nötrino haritası çıkarılır. Böylece evrene ışıktan farklı bir gözle bakan nötrino astronomisi doğmuş olur.
***
Ödül büyük bir başarıyı taçlandırsa da nötrinolar bizi peşinden koşturmaya devam ediyor. Salınımlar nötrinoların bir kütlesi olduğunu söylese de bu kütlenin değerini bilmiyoruz. Almanya’daki KATRIN deneyi şimdilik sadece bir üst sınır verebildi. Üç nötrino çeşidinin kütlelerinin hangi sırayla dizildiği sorusuna Çin’deki JUNO deneyi cevap arıyor. Belki de en heyecan verici soru nötrinonun kendi karşıt parçacığı olup olmadığıdır ve bunun cevabı henüz hiç gözlenmemiş nötrinosuz çift beta bozunumunda saklı. ABD’deki DUNE ve Japonya’daki Hyper-Kamiokande ise nötrinolarla karşıt nötrinoların farklı davranıp davranmadığını ölçecek. Önceki yazımda bahsettiğim sol elli nötrinolar meselesi ve evrende neden antimaddeden daha fazla madde olduğu sorusu tam bu noktada birbirine bağlanır. Bir de henüz kimsenin göremediği, varlığı hala tartışmalı steril nötrinolar var. Bu arada yarış da kızışıyor. Akdeniz’in derinliklerine kurulan Avrupa’nın KM3NeT dedektörü bugüne kadar görülmüş en yüksek enerjili nötrinoyu kaydetti ve çok daha büyük IceCube-Gen2 de yolda. Türk Antarktika Bilim Seferleri kapsamında Horseshoe Adası’nda kozmik müon ölçümleri yapmış biri olarak (ki o buzların ortasında hassas bir dedektörü çalışır halde tutmanın ne demek olduğunu iyi bilirim), Halzen ve ekibinin Güney Kutbu’nda başardığı şeye ayrıca hayranlık duyuyorum. Yazımı yine fiziği hayata bağlayarak bitireyim. Hayatın en önemli mesajları bazen nötrinolar gibidir. İçimizden sessizce geçip giderler, çoğu zaman fark etmeyiz bile. Onları duyabilmek için bir kilometreküplük buz kadar sabır, dinginlik ve karanlık gerekir belki. Pauli tespit edilemez bir parçacık önerdiği için hayıflanmıştı. Bugün ise o parçacık buzun içinden evrenin en uzak köşelerinden haber getiriyor. Yeter ki dinlemeyi bilelim.