Nötrinolar, parçacık fiziğinin standart modelinde yer alan çok yaygın temel parçacıklardır. Özelliklerinin ölçülmesi, evrenin doğumunun, yıldızların ömrü ve temel parçacıklar arasındaki etkileşimlerin daha doğru modellerinin yaratılmasına izin verir. Açık soruların bazıları nötrino’nun mutlak kütlesini ve nötrinoların kendi antipartikülleri olup olmadığını içerir.
“Nötrinoların kütlesi ve antipartikül doğası, atomik çekirdeklerin radyoaktif beta ve çift beta bozulmalarının ölçülmesiyle incelenebilir. Bu tür çalışmalar için onlarca uygun çekirdekler vardır. Q değerinde salınan enerji, bir çekirdeğin çalışmalarda bir çekirdek kullanılıp kullanılamayacağını etkiler,” diyor doktora araştırmacısı Jouni ruots yapılandır.
Jyfltrap Penning Trap ile Q-Değer Ölçümleri
Doktora Tez çalışması, Ruotsainen iki çift beta çürüyen ve bir beta çürüyen çekirdeğin Q değerlerini belirledi. Bu amaçla, Jyväskylä Üniversitesi’ndeki Hızlandırıcı Laboratuarında bulunan Jyfltrap çift penning tuzağını kullanarak çürüme ebeveyn ve kızı çekirdeğinin kütle farkını ölçtü.
“Tuzağın güçlü manyetik alanında, çekirdek dairesel bir yolda hareket eder. Faz görüntüleme iyon-siklotron-rezonans yöntemini kullanarak iki çekirdeğin devrim frekanslarını ölçerek, bir milyarda bir kısımdan daha iyi bir hassasiyetle göreceli kütle farkını belirleyebiliriz.
Nötrino çalışmaları için çekirdeklerin uygunluğu
Ölçülen Q değerleri kullanılarak, bozulmalar için yarı ömürler Jyväskylä Üniversitesi Nükleer Teori Grubu ile işbirliği içinde hesaplanmıştır. Bu çürümelerin yarı ömürleri tipik olarak uzun olduğundan, hesaplanan yarı ömürler, nötrino kütlesini belirlemeyi amaçlayan gelecekteki bir deneyde gözlemlenebilecek çürüme sayısını belirlemek için kullanılır.
“Bu çalışmada ölçülen çift beta çürüyen çekirdeklerin yarı ömürleri o kadar uzundur ki, nötrino veya antipartikül doğasının kütlesini mantıklı bir zaman diliminde belirlemek için yeterli bozulma gözlenemez. Silver-1110 izotopunun izomerinin diğer özellikleri ile birlikte mükemmel bir aday için mükemmel bir aday haline getirir.
Ruotsainen, Doktora tezini “Jyfltrap Penning tuzağını kullanarak” nötrino fiziği için yüksek hassasiyetli Q-değeri ölçümlerini “10/10/2025 Cuma günü saat 12’de Ylistölrinne Oditoryumu FYS1’de savunuyor. Rakip Profesör Lutz Schweikhard (Universität Greifswald) ve Custos Profesör Anu Kankinen. Etkinliğin dili İngilizce.
