Evrenin En Gizli Kalmış Sırrı

Şöyle bir düşün: elinde tuttuğun telefon, masadaki kahve fincanı, hatta kendi vücudun... Bunların hepsi evrendeki toplam maddenin sadece yüzde 5'i. Geri kalan yüzde 95? İşte orası tam bir bilinmez.

Evet, yanlış duymadın. Gördüğümüz, dokunduğumuz, algılayabildiğimiz her şey — galaksiler, yıldızlar, gezegenler, sen, ben — evrenin街 büyük bir kısmını oluşturmuyor. Geri kalanı bir tür gizemli madde olmalı. Hiç görmediğimiz, dokunmadığımız, doğrudan tespit edemediğimiz bir şey. Ama varlığından eminiz çünkü yerçekimi bu madde olmadan çalışmazdı. Galaksiler paramparça olurdu.

Bilim insanları bu gizemli şeye karanlık madde diyor ve neredeyse yüz yıldır ne olduğunu çözmeye çalışıyorlar.

İyi haber mi? Belki sonunda bir ipucuna yaklaşıyoruz.

Yerin Altında, Sessizce

Güney Dakota'daki eski bir altın madeninde, yerin yaklaşık bir buçuk kilometre altında ilginç bir şeyler oluyor.

Orada dev bir tank var. İçinde 10 ton aşırı saf sıvı ksenon barındırıyor. (Ksenon, elektrik verdiğinde mavi ışık saçan soy gaz.) Tank, kozmik ışınlardan ve diğer parazitlerden korunmak için katman katman zırhlarla çevrili.

Bu düzenek LUX-ZEPLIN deneyinin kalbi. Kısaca LZ diyelim.

Neden bu kadar uğraşmışlar? Çünkü karanlık madde parçacıkları — varsa tabii — zaman zaman ksenon atomlarıyla çarpışmalı. Bu çarpışmalar hassas dedektörlerin yakalayabileceği küçük ışık parıltıları üretmeli. Ne kadar derinde ve ne kadar sessiz ortamda çalışırsan, bir şeyleri tespit etme şansın o kadar artıyor.

İşte LZ sonunda bir şey tespit etti.

Açıklanamayan Tek Sinyal

Araştırmacılar 220 günlük veriyi analiz ettiler ve karşılarında tek bir olay buldular. Sıradan maddeden gelmeyen, beklenmedik bir etkileşim.

Neden önemli? Bu olay, karanlık madde sinyallerinin görünmesi gereken tam o bölgede gerçekleşti. Arka plan gürültüsü kaynakları — radyoaktif bozunma, kozmik ışınlar falan — dikkatle hesaba katıldı ve tümü hariç tutuldu. Ekip aylarca verileri kontrol etti, tekrar tekrar.

Brown Üniversitesi'nden ve LZ sözcüsü Profesör Rick Gaitskell diyor ki: "Verilerde bu olayı görmek bizi gerçekten heyecanlandırıyor. Tek bir olayla sonuçtan önde olmak istemiyoruz, karanlık madde gördük demiyoruz. Ama ilginç bir şey gördük."

İşte bu. Dikkatli iyimserlik. Doğru bilimsel tutum. Aceleci sonuçlara varmamak.

Peki Bu Ne Anlama Geliyor?

Eğer bu sinyal gerçekten karanlık maddeyse, muhtemelen WIMP dedikleri parçacıklardan biriyle karşı karşıyayız. Zayıf Etkileşimli Masif Parçacık — Türkçeye oturmasa da anlamlı. Karanlık madde için en güçlü adaylar bunlar. Normal maddeyle neredeyse hiç etkileşime girmiyorlar, sadece yerçekimi ve zayıf nükleer kuvvet aracılığıyla.

Bu sinyalin kaynağı olabilecek varsayımsal WIMP, bir protonun en az 200 katı ağırlığında. Parçacık fiziği standartlarına göre oldukça iri bir şey yani. Üstelik şu ana kadarki en basit modellerin ötesinde bir etkileşime işaret ediyor.

Ya karanlık maddeyi bulduk, ya da bildiğimiz maddeyle ilgili daha önce bilmediğimiz yeni bir etkileşim türü keşfettik. İkisi de heyecan verici.

Heyecanı Bastırma Zamanı

Tamam, muhtemelen "karandan maddeyi bulduk" diye sosyal medyayı güncelleme planların var. Biraz sabret.

Parçacık fiziğinde keşif ilan etmek için 5-sigma önemlilik gerekiyor. Bu, sonucun rastgele gürültü olma olasılığının yüzde 0.00003'ten az olması demek. LZ sinyalinin şu anki değeri 2.6 sigma. Yani yüzde 0.5 ihtimalle aldatıcı bir işaret.

Yani ilginç, ama kesin değil.

Şöyle düşün: mutfak zemininde kaybettiğin bir lens arıyorsun. Parlak bir şey görüyorsun. Lens mi? Belki. Ekmek kırıntısı mı? Olabilir. Geçen gece atıştırdığın bir şeyden kalan folyo parçası mı? Bu da olabilir. Emin olmak için alıp bakman lazım.

LZ ekibi daha fazla veriye ihtiyaç duyuyor. Şanslıyız ki, karanlık madde arayışında dünyanın en büyük veri setini topladılar ve durmak niyetinde değiller.

Sırada Ne Var?

Deney sürmeye devam edecek, gün gün veri biriktirecek. Eğer o gizemli sinyal tekrar ortaya çıkarsa — ya da daha iyisi, benzer olaylar birikmeye başlarsa — önemlilik değeri o meşhur 5-sigma eşiğine doğru tırmanacak.

Veya sinyal kaybolup gidecek ve istatistiksel bir aksilik olduğu ortaya çıkacak. Bu da bilimin doğal bir parçası. Bazen null sonuç da en az keşif kadar değerli.

Her halükarda şu işte güzel bir şey var: bir buçuk kilometre yeraltında, inanılmaz saf sıvı ksenonla çevrili, evrenin büyük çoğunluğunu oluşturan görünmez şeyleri arıyoruz. Evren tuhaf ve biz onu anlamaya çalışmaktan vazgeçmiyoruz.

LZ gerçekten karanlık maddeyi mi gördü, onu zaman gösterecek. Ama şimdilik, fizikçilerin dünya genelinde yakından takip ettiği tek bir açıklanamayan sinyal var.

Meraklı kal. Evren her zaman sürprizlerle dolu.