Fizik, görünmez, hatta görülmesi imkansız şeylerle dolu. Atom altı parçacıkların çoğu, bizim onları görmemizi sağlayacak olan ışık parçacığı, fotonla etkileşime girdiğinde bizim gözlemek istediğimiz şeyden başka bir şeye dönüşüyor veya görmek istediğimiz yerde olmuyor.
Buna kuantum mekaniğinde “ölçme problemi” deniyor. Ölçmeye çalıştığınız şey ile ölçüm aletleriniz birbiriyle ilişkiye geçiyor ve ölçümü bozuyor çünkü.
Peki görünmez olan bu şeyleri nasıl göreceğiz?
Fizikçiler bu görünmezleri dolaylı yollardan “gözlemenin” her seferinde yaratıcı bir yolunu bulmayı başarıyorlar.
Bu görünmez şeylerden birinin adı “nötrino.”
Evrende bol miktarda olan, siz bu cümleyi okumayı bitirene kadar yaklaşık 100 bin tanesi vücudunuzun içinden geçip gidecek olan bu minik parçacığı gözlemek için dünya milyarlarca dolar harcıyor. Yerin binlerce metre altında, denizlerin altında, Antarktikada buzların altında çok pahalı gözlem istasyonları inşa ettik, sırf bu minicik şeyi görmek, daha doğrusu o minicik şeyin minicik kütlesini ölçebilmek için.
Nötrinonun kütlesini bilmek önemli; bu sayede karanlık madde ve karanlık enerji bilmecelerini de çözebileceğimizi, evrendeki kayıp maddeyi daha daraltacağımızı varsayıyoruz.
Son olarak Almanya’da bir deney yapıldı. Deneyin yöntemi görünmezin nasıl görünür kılınabileceğine yaratıcı bir örnek.
Üç hidrojenden oluşan ve adına “trityum” denen bir madde var. Trityum o adar istikrarsız, yani kısa ömürlü bir madde ki, çabucak helyuma dönüşüveriyor. Bu dönüşüm sırasında da bir nötronunu (nötrino değil, karıştırmayın) kaybediyor; o nötron bir elektrom ve bir anti-nötrino olarak dışarı çıkıyor.
Teorik olarak o dışarı çıkan elektron ile anti-nötrinonun ağırlığının (kütlesinin) nötronun ağırlığına eşit olması gerek.
Nötrinoyu ve anti-nötrinoyu gözleyemiyoruz ama elektronlar yeterince büyük, onları dolaylı yoldan gözleyebiliyoruz.
Almanya’da Karlsruhe Institute of Technology’deki bilim insanları, KATRIN adı verilen deneylerinde oturdular ve trityumdan çıkan elektronları saydılar. 259 günde tam 36 milyon elektron saydılar. Sonra kağıdı kalemi önlerine çekip toplama çıkarma yaptılar ve nötrino için (ve anti-nötrino için) olabilecek en büyük kütleyi buldular: 0.45 elektron volt.
Bu birim, parçacık fizikçilerin atom altı parçacıklar için kullandıkları kütle birimi. Ve bu haliyle nötrinonun kütlesi elektronun kütlesinin milyonda biri kadar.
İşin ilginci daha önce de aynı deneyde, yani KATRIN deneyinde yine nötrinonun sahip olabileceği en yüksek kütle hesaplanmış, o zaman 0,8 elektronvolt bulunmuştu. Şimdi son deney bu kütleyi yarı yarıya azalttı anlayacağınız.
Bilim bir görünmezi daha görünür yaptı.
