MIT ekibi nötrino lazerini eledi: geri tepme ve fermiyon doğası yolu kapatıyor
Wolfgang Ketterle ile Hanzhen Lin ve Yu-Kun Lu, Physical Review Letters'ta yayımlanan iki makalede geçen yılın nötrino lazeri önerisinin kurulamayacağını gösterdi. Nötrino yayan atom Mach 10 hızıyla geri tepiyor ve yoğuşuktan hemen ayrılıyor; ikinci makaleye göre bir fermiyonun yayılması, yoğuşukta bir sonraki nötrinonun hangi yöne gitmemesi gerektiğini söyleyen ters bir iz bırakıyor. Öneriyi ortaya atan Joe Formaggio, fikrin sınanmasını bilimsel sürecin gereği sayıyor.
Bilim··Gece
Geri tepen atom yoğuşuğu anında terk ediyor
Wolfgang Ketterle ile doktora sonrası araştırmacılar Yu-Kun Lu ve Hanzhen Lin, Physical Review Letters'ta birbirini tamamlayan iki makale yayımladı; ikisi de nötrino lazerinin kurulamayacağını gösteriyor. Ketterle'ye göre bir nötrino, görünür bir ışık parçacığının yaklaşık 1 milyon katı enerji taşıyor. 1 milyon elektronvoltluk bir nötrino yayan atom Mach 10 hızıyla geri tepiyor; bu hızla geri tepen atom yoğuşuğu neredeyse anında terk ediyor ve arkasında hiçbir kuantum izi birikmiyor. Yoğuşuk, yayılan nötrinonun izini hemen yitiriyor, bozunum da güçlenmeden sürüyor. Ekip süperışımayı betimleyen modeli radyoaktif atomlara ve nötrinolara uyguladı; parçacıkların yayıldığı enerji aralığını, bozunan atomun geri tepmesini ve yoğuşuğun devinimini hesaba katan bu çözümlemede ele alınan her senaryoda süperışıma ortaya çıkmadı.[1], [2]
Fermiyon yayınımı ters bir iz bırakıyor
İkinci makale, geri tepme sorunu aşılsa bile önerinin ayakta kalmadığını gösteriyor. Ketterle'ye göre geri tepen atomun yoğuşukta bıraktığı iz, bir sonraki nötrinonun hangi yöne yayılmayacağını söylüyor. Ekip bunu karşı bellek diye adlandırıyor ve ters ilintiyi nötrinonun temelde bir fermiyon olmasına bağlıyor. Fermiyonlarla bozonlar, evrendeki maddeyi kuran iki temel parçacık sınıfı: fotonlar gibi bozonlar tam sayı spinli, elektronlarla nötrinolar gibi fermiyonlar yarım tam sayı spinli. Ketterle, süperışımanın bir bellek etkisine dayandığını, yayılan parçacığın bozon ya da fermiyon olmasının bu bağlamda önemsiz sayıldığını, oysa fermiyon yayınımı doğru betimlendiğinde ortaya çıkan karşı belleğin yoğuşuğu süperışımadan alıkoyduğunu söylüyor.[1], [2]
Önerinin kaynağı: nanokelvin bulutu ve 86 günlük yarı ömür
Öneri geçen yıl ortaya atıldı: radyoaktif atomlardan oluşan bir bulut nanokelvin sıcaklıklara, yıldızlararası uzayın sıcaklığının milyarda birine soğutulacak, Bose-Einstein yoğuşuğu haline gelen atomlar uyum içinde bozunacak ve lazer benzeri bir nötrino demeti çıkacaktı. Öneriyi MIT'den Joe Formaggio ile o sırada Texas Üniversitesi Arlington'da bulunan, şimdi Manchester Üniversitesi'nde çalışan Ben Jones yaptı; örnek senaryolarında radyoaktif rubidyum atomlarının yarı ömrü 86 günden bir dakikaya iniyordu. Radyoaktif atomlardan bugüne kadar Bose-Einstein yoğuşuğu elde edilmedi. Formaggio, yeni bir fikir paylaşıldığında onu didiklemenin topluluğun görevi olduğunu, bilimsel sürecin böyle işlediğini söylüyor. Ketterle Bose-Einstein yoğuşuklarını 1995'te ortaklaşa keşfetti ve bu çalışmayla 2001 Nobel Fizik Ödülü'nü paylaştı.[1], [2]
