Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 26 °C
Gök Gürültülü

Görünmez Olanı Ölçmek: En Büyük Sorularına Cevap Bulmak İçin Evrenin En Küçük Parçacıklarını Aramak

24.03.2021
156
Görünmez Olanı Ölçmek: En Büyük Sorularına Cevap Bulmak İçin Evrenin En Küçük Parçacıklarını Aramak

Parçacık fizikçisi Lindley Winslow, en büyük sorularına yanıt bulmak için evrenin en küçük parçacıkları arıyor.

2000’li yılların başında parçacık fiziği alanına girdiğinde, Lindley Winslow görünmeyeni ölçmek için büyük bir deneyin merkezine süpürüldü.

Bilim adamları, Kamioka Sıvı Sintilatör Antineutrino Dedektörü veya Japon Alpleri’nin derinliklerinde bir mağara madeninde inşa edilen bina boyutunda bir parçacık dedektörü olan KamLAND‘ı sonlandırıyordu. Deney, nötrinoları – sıradan maddeden milyarlarca geçen atom altı parçacıkları tespit etmek için tasarlandı.

Nötrino Parçacıkları Sanatçılar Konsepti

Nötrinolar, parçacıkların etkileşime girdiği ve bozunduğu her yerde üretilir. Büyük patlama süpernovalarda yıldızların ölümüne, Madde ile nadiren etkileşime girerler ve bu nedenle onları yaratan ortamların bozulmamış habercileridir.

2000 yılına gelindiğinde bilim adamları, güneş de dahil olmak üzere çeşitli kaynaklardan nötrinoları gözlemlediler ve parçacıkların salınarak farklı “tatlara” dönüştüğünü varsaydılar. KamLAND, Japonya’nın yakınlardaki nükleer reaktörleri tarafından üretilen nötrinolardaki salınımı, mesafe ve enerjinin bir fonksiyonu olarak gözlemlemek için tasarlandı.

Winslow, lisansüstü okuldan önceki yaz KamLAND çabasına katıldı ve Japonya’da aylar geçirerek dedektörün çalışmaya hazırlanmasına ve ardından veri toplanmasına yardımcı oldu.

Lindley Winslow

MIT parçacık fizikçisi Lindley Winslow, en büyük sorularına yanıt bulmak için evrenin en küçük parçacıklarını arıyor. Kredi bilgileri: M. Scott Brauer

Winslow, “Güçlendirilmiş kara kruvazörlerinde madene, bir şelalenin yanından geçip uzun bir tünelden aşağıya manuel şanzımanı sürmeyi öğrendim, sonra dedektörün tepesine dik bir yokuş tırmanmak zorunda kaldık,” diyor Winslow.

2002’de deney, nötrino salınımlarını ilk kez tespit etti.

2016’da keşif için Temel Fizikte Çığır Açan Bilimsel işbirliğinin bir parçası olan Winslow, “Bilimde dünyada başka hiç kimsenin bilmediği bir şeyi bildiğiniz anlardan biriydi” diyor.

Bu deneyim, Winslow’un kariyer yolunu şekillendirmede çok önemliydi. 2020 yılında fizik profesörü olarak görev yaptı. İLE, nötrinoları aramaya, KamLAND ve tasarımında payı olduğu diğer parçacık tespit deneyleriyle devam ediyor.

Winslow, “Ölçmesi çok ama çok zor olan şeyleri ölçmenin zorluğunu seviyorum” diyor. “Motivasyon, en küçük yapı taşlarını keşfetmeye çalışmaktan ve yaşadığımız evreni nasıl etkilediklerinden geliyor.”

İmkansızı ölçmek

Winslow, Pennsylvania’daki Chadds Ford’da büyüdü ve yakındaki ormanları ve akarsuları keşfetti ve ayrıca ata binmeyi, hatta lisede rekabetçi bir şekilde binmeyi öğrendi.

Üniversite için astronomi okumak amacıyla gözünü batıya dikti ve önümüzdeki on yılı mutlu bir şekilde geçirdiği Berkeley’deki California Üniversitesi’ne kabul edildi, önce fizik ve astronomi alanında lisans, ardından yüksek lisans ve doktora derecesi aldı.

Üniversitenin ortalarında Winslow, parçacık fiziğini ve zor parçacıkları tespit etmek için yapılan büyük deneyleri öğrendi. Bir lisans araştırma projesi arayışı, onu Stanford Üniversitesi kampüsünün altında yürütülen bir deney olan Cryogenic Dark Matter Search veya CDMS ile tanıştırdı. CDMS, ultra saf bakırla sarılı dedektörlerdeki zayıf etkileşimli büyük parçacıkları veya WIMPS’i (karanlık maddeden oluştuğu düşünülen varsayımsal parçacıkları) tespit etmek için tasarlandı. Winslow, ilk araştırma projesi için, deneyin gelecek nesli için bakır örneklerini analiz etmeye yardımcı oldu.

Winslow, “Bakır tedarik etmekten, imkansızı ölçmek için nasıl bir deney inşa edileceğini bulmaya kadar tüm bu parçaların birlikte nasıl çalıştığını görmekten hoşlandım,” diyor.

Kuantum mekaniği profesörü ve nihai tez danışmanı tarafından kolaylaştırılan KamLAND ile daha sonraki çalışmaları, nötrinoları ve diğer temel parçacıkları aramak için deneyler tasarlaması için ona daha fazla ilham verdi.

“Küçük parçacıklar, büyük sorular”

Winslow, doktorasını tamamladıktan sonra, MIT’de fizik profesörü olan Janet Conrad ile doktora sonrası bir pozisyon aldı. Conrad’ın grubunda Winslow, laboratuvarın birincil projelerinin ötesinde fikirleri keşfetme özgürlüğüne sahipti. Bir gün, nanokristaller hakkında bir video izledikten sonra Conrad, atom ölçeğindeki malzemelerin parçacık tespitinde yararlı olup olmayacağını merak etti.

“Bu nanokristaller gerçekten harika.” Dediğini hatırlıyorum. Onlarla ne yapabiliriz? Git!’ Ve ben de bunu düşündüm ”diyor Winslow.

Kısa süre sonra bir fikirle geri geldi: Ya ilginç izotoplardan yapılan nanokristaller sıvı sintilatörde çözülerek daha hassas nötrino tespitini gerçekleştirebilseydi? Conrad bunun iyi bir fikir olduğunu düşündü ve Winslow’un projeyi devam ettirmek için hibe aramasına yardımcı oldu.

2010 yılında Winslow, L’Oréal for Women in Science Fellowship ödülüne layık görüldü ve bir dedektörde çalışmayı planladığı kuantum noktaları (bir tür nanokristal) için NuDot adını verdiği nanokristal deneyine verdiği bir burs kazandı. Doktorasını bitirdiğinde, Los Angeles’taki California Üniversitesi’nde bir fakülte pozisyonunu kabul etti ve burada NuDot için planlar yapmaya devam etti.

Soğuk pazarlık

Winslow, nötrino arayışının yeni bir hedef etrafında döndüğü bir dönemde, UCLA’da iki yıl geçirdi: nötrino içermeyen çift beta bozunması, eğer gözlemlenirse nötrino’nun da kendi antiparçacığı olduğunu kanıtlayacak varsayımsal bir süreç. Evrenin neden antimaddeden daha fazla maddeye sahip olduğunu açıklayın.

MIT’de fizik profesörü ve bölüm başkanı Peter Fisher, çift beta bozunmasını araştırması için birini işe almak istiyordu. İşi karşılığında pazarlık yapan Winslow’a teklif etti.

Winslow, “İstediğim şeyin seyreltme buzdolabı olduğunu söyledim” diye hatırlıyor. Bunlardan birinin taban fiyatı küçük değil ve parçacık fiziğinde çok şey istiyor. Ama ‘bitti!’ Gibiydi. “

Winslow, 2015 yılında MIT fakültesine katıldı ve laboratuvarına, çift beta bozunması ve diğer ilginç parçacıklardan ısı imzaları aramak için makroskopik kristalleri millikelvin sıcaklıklarına kadar soğutmasına izin verecek yeni bir seyreltme buzdolabını kurdu. Bugün NuDot ve yeni nesil KamLAND üzerinde çalışmaya devam ediyor ve aynı zamanda nötrinoless çift beta bozunmasını gözlemlemek için tasarlanmış çok daha büyük bir seyreltme buzdolabıyla İtalya’da yapılan devasa bir yeraltı deneyi olan CUORE’un kilit üyelerinden biri.

Winslow ayrıca Hollywood’a damgasını vurdu. 2016 yılında, MIT’ye yerleşirken, UCLA’daki bir meslektaşı onu “Ghostbusters” filminin yeniden yapımı için danışman olarak tavsiye etti. Set tasarım departmanı, filmin karakterlerinden birinin, bir parçacık fizikçisinin laboratuarının nasıl sahneleneceği konusunda fikirler arıyordu. Winslow, “Temizlenmesi gereken büyük miktarda hurdaya sahip bir laboratuvarı miras aldım – bazıları paslanmaya başlayan eski bilimsel ekipmanlarla dolu devasa kasalar,” diyor. “[The producers] laboratuvarıma gelip ‘Bu mükemmel!’ dedi. Ve sonunda gerçekten eğlenceli bir iş birliği oldu. “

2018 yılında, MIT fizikçisi Jesse Thaler ve eski yüksek lisans öğrencisi Yonatan Kahn PhD ’15 ile birlikte başka bir varsayımsal parçacığı tespit etmek için ABRACADABRA adlı bir düşünce deneyi tasarlayan MIT’de, teorisyen Benjamin Safdi’ye yaklaştığında çalışmaları şaşırtıcı bir şekilde değişti. eksen, bir magnetarı simüle ederek – bir tür nötron yıldızı Etkileşimli eksenleri kısaca tespit edilebilir hale getirmesi gereken yoğun manyetik alanlarla. Safdi, Winslow’un buzdolabını duydu ve fikri test etmek için içinde bir dedektör yapıp yapamayacağını merak etti.

Tamamen yeni bir deney tasarlama fırsatını kaçıran Winslow, “MIT olan mükemmelliğin bir örneğiydi” diye hatırlıyor. ABRACADABRA dedektörü, ilk başarılı çalışmasında eksen kanıtı rapor etmedi. Ekip, Winslow’un istikrarlı büyüyen dedektörlerine katkıda bulunmak için şimdi daha büyük hassasiyetle daha büyük sürümler tasarlıyor.

“Grubumun önümüzdeki 25 yıl için vizyonunun bir parçası: küçük parçacıkları tespit edebilecek büyük deneyler yapmak, büyük soruları yanıtlamak,” diyor Winslow.

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.