Doktora öğrencisi Olivia Valentino, yerin binlerce metre altındaki bir kara madde dedektörü üzerinde çalışmanın çalışmanın nasıl bir şey olduğunu paylaşıyor.
Chris Patrick
Imperial College London’da parçacık fiziği okuyan İtalyan doktora öğrencisi Olivia Valentino, son üç ayının büyük bir bölümünü yerin 4.850 metre altında geçirdi. Bunun nedeni, eskiden Kuzey Amerika’nın en derin altın madeni olan Sanford Yeraltı Araştırma Tesisi’nde bulunan LUX ZEPLIN deneyinin bir parçası olması. Kısaca LZ olarak adlandırılan deney, dünya çapında kara madde arayışındaki en büyük dedektör.
Dolaylı kanıtlar kara maddenin evrenimizdeki kütlenin büyük bir bölümünü oluşturduğunu gösterse de bu görünmez madde hiçbir zaman doğrudan tespit edilemedi. Valentino, misafir öğrenci olarak LZ kara madde dedektörünün bakımına yardım ederek ve verilerini analiz ederek araştırmaya katılıyor.
Valentino kısa bir süre önce, 31 Ekim ve civarında düzenlenen yıllık bir kutlama olan Karanlık Madde Günü kapsamında bir etkinlikte halkla konuştu. Symmetry, yerin neredeyse bir mil altında çalışmanın nasıl bir şey olduğu hakkında daha fazla bilgi edinmek için kendisiyle görüştü.
Fizik okumaya karar verdiğinizde bir madende çalışacağınızı hiç hayal etmiş miydiniz?
Asla. Ama geçmişteki ben bugünkü beni görse gurur duyardı.
LZ dedektörü üzerinde çalışmak için ne sıklıkla yeraltına iniyorsunuz?
Haftada dört gün yeraltına iniyorum.
LZ dedektörü neden yeraltında bulunuyor?
Kara madde nadiren etkileşime girer. Bu nedenle dedektöre gelen başka herhangi bir şeyin sinyalini mümkün olduğunca en aza indirmek istiyoruz. Yüzeyde, uzaydan gelen kozmik ışınlar her yerdedir. Eğer bu ışınlar dedektöre ulaşırlarsa kara maddeye dair herhangi bir sinyali gizlerler. Yeraltına indiğimizde, üzerimizdeki binlerce metrelik kaya, dedektörü tüm bu kozmik ışınlardan korur.
LZ dedektörüne nasıl ulaşıyorsun?
Çok erken kalkmam gerekiyor. Genellikle sabah 6:30 civarında. Önce diğer LZ çalışanlarıyla birlikte kişisel koruyucu ekipman odasına gidip tulum, çelik burunlu bot, sert bir kask ve gözlük giyiyoruz. Bu teçhizatlar hem bizi hem de dedektörü koruyor. Tulumlar, içimizdeki giysilerin madende kirlenmesini ve dedektörü kirletmesini önlüyor.
Giyindikten sonra bir servis aracı bizi madene indirecek olan kafes asansöre götürüyor. Sabah asansörü sabah 7:30’da kalkıyor. Normal bir asansörden çok servis asansörüne benziyor. Bazen küçük bir kaya kafese çarpıyor ve küçük bir ses çıkarıyor. Başlangıçta bu beni korkutuyordu ama artık dikkat etmiyorum. Sanırım yeraltındaki her şey için bu geçerli. Başlangıçta üzerimde 5.000 fit yükselikte kaya olduğunu bilmek biraz stresliydi. Artık öyle değil.
Kafes; kafes operatörleri, LZ ve diğer deneylerde çalışan insanlar ve tünellerin bakımını yapan altyapı teknisyenleriyle dolu. Aşağı inmek yaklaşık 12 dakika sürüyor. Yeraltına indiğimizde bizi inanılmaz bir sıcak ve toprak kokusu karşılıyor. Açık, iyi aydınlatılmış bir koridordan geçiyoruz ve bizi küçük, karanlık bir tünelden geçirerek LZ dedektörünün bulunduğu mağaraya götüren trene doğru biraz yürüyoruz.
Oraya vardığınızda nasıl hissediyorsunuz?
Büyük LZ mağarası temelde bir laboratuvar. Tamamen aydınlık, klimalı bir yer. Bir kahve makinemiz ve tost makinemiz bile var. Ama bazı duvarlar taş.
LZ dedektörü büyük bir silindirden ibaretmiş gibi görünüyor çünkü sadece onu tutan su tankını görebiliyoruz. Bu tank onu dış zeminden daha fazla koruyor.
LZ deneyinde hedef görevi gören büyük bir sıvı ksenon tankı var. Kara maddenin gelip hedefteki ksenon atomlarından biriyle etkileşime girip girmediğini görmeyi amaçlıyoruz. Bu gerçekleşirse, iki bilardo topunun çarpışması gibi ksenonun geri tepmesine neden olacak ve bu da kara maddenin bir sinyali olarak tespit edebileceğimiz bir ışık üretecek.
Yeraltına indiğiniz günlerde nasıl çalışıyorsunuz?
Gerçekten günden güne göre değişiyor. Bilim insanları ve mühendislerin üzerinde çalıştıkları, asıl deneye bağlı alt projeleri var. Ben burada öğrenci olarak bulunuyorum yani öğreniyorum ve desteğe ihtiyacı olanlara yardım ediyorum.
İşimin büyük bir kısmı dedektördeki ksenonu sirküle eden kompresörlerin bakımını yapmak. Ayrıca çok sayıda rutin kontrol ve kalibrasyon yapıyoruz.
Her şey yolundaysa ve dedektörde yapacak bir şey yoksa veri analizi üzerinde çalışıyorum. Bu da dizüstü bilgisayarımın başında oturup LZ’nin verilerinde kara madde sinyali aramak anlamına geliyor.
Yeraltında bir günün sonu nasıl bitiyor?
Yukarıya çıkan kafes saat 16:30’da kalkıyor, biz de her gün saat 16:00’da çalışmalarımızı bitiriyoruz. Yukarı çıkmak, aşağı inmenin tersi gibi: Tulumlarımızı giyiyoruz, trene biniyoruz, yürüyoruz, kafese biniyoruz. Yukarı çıkmak sadece altı dakika sürüyor çünkü daha hızlı.
Yukarı çıkmak güzel. Güneş’ten gelen doğal ışığı görmeyi seviyorum ve şimdi kış geliyor. Yukarı çıktıkça hava daha da soğuyor.
LZ’de çalışan lisansüstü öğrencileri hep birlikte bir evde yaşıyor ve sonrasında birlikte takılıyoruz. Salı günleri tüm LZ çalışanları trivia oynuyor. Çok sosyal, hoş bir grup.
Neden kara maddeyi tespit etmeye çalışıyorsunuz?
Kara maddenin tam olarak ne olduğunu bilmiyoruz. Evrende birbirini tutmayan bir dizi gözlem olduğunu biliyoruz. Örneğin galaksilerin dönüşü, görünür maddeye dayanarak olmasını beklediğimiz gibi değil. Bu bize, bu dönüşe katkıda bulunan daha büyük bir şey olduğunu söylüyor. Kara maddenin varlığı tüm bu gözlemleri açıklayabilir. LZ gibi deneyler bunu tespit etmeye çalışıyor.
LZ kara maddeyi bulursa harika olacak. Buluş gerçekleşirse hikâye burada bitmeyecek. Bu kez de onun hakkında mümkün olduğunca çok şey öğrenmek isteyeceğiz. Eğer kara maddeyi LZ ile göremezsek bu sadece onu aramak için daha fazla zorlamamız gerektiği anlamına gelecek ve yeni nesil deneylere yol açacaktır.
Kaynak: Bu metin, www.symmetrymagazine.org adresindeki Dark Matter Day Q&A: Olivia Valentino başlıklı yazıdan çevrilmiştir. Başlık tarafımızca değiştirilmiştir.
Görsel: Pexels / Pixabay
