Akdeniz tabanında çalışan KM3NeT/ORCA nötrino teleskobunun ilk verileri, göreliliğin temel bir ilkesini sınamak için kullanıldı. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics’in kasım sayısında yayımlanan araştırmada ekip, 5.828 aday nötrino olayını inceledi. Sonuç, incelenen etkiler için ilkeden sapmaya işaret etmedi. Bunun yerine, böyle bir sapma varsa hangi büyüklükte olabileceğine yeni deneysel sınırlar koydu.
Nötrinolar, maddeyle çok seyrek etkileşen parçacıklar. ORCA suya batırılmış ışık algılayıcılarıyla çalışıyor. Bir nötrino etkileşimi sonucunda ortaya çıkan yüklü bir parçacık, suda ilerlerken kısa bir ışık izi bırakabiliyor. Birden çok algılayıcıya ulaşan ışığın zamanı ve dağılımı, araştırmacıların olayın yönü ve enerjisi hakkında çıkarım yapmasına yardım ediyor.
Çalışmada atmosferde oluşan nötrinoların aday olayları kullanıldı. Ekip, parçacıkların geliş yönü ve enerjisine bağlı gözlem dağılımını, çeşitli fiziksel varsayımlarla yapılan hesaplarla karşılaştırdı. Aradıkları olası sapma Lorentz değişmezliği adı verilen ilkeyle ilgili. Bu ilke, fizik yasalarının sabit hızla hareket eden gözlemciler için aynı biçimde geçerli olmasını öngörüyor.
Araştırma ilk altı algılayıcı dizisiyle yaklaşık 1,4 yılda toplanan verilere dayanıyor. Ön baskı martta duyurulmuştu. Bu hafta öne çıkan gelişme sonuçların dergi sayısında yayımlanması. Ekip, müon ve tau nötrinolarıyla ilgili bazı olası etkiler için doğrudan sınırlar belirlediğini bildiriyor. Ölçümün sınırladığı etkiler, tüm olası görelilik sapmalarını kapsayan tek bir sayı oluşturmuyor.
Bu tür bir testin değeri, yalnızca olağan dışı bir şey bulmasına bağlı değil. Bir varsayım, ölçümlerde görülmesi gereken kadar büyük bir etki öngörüyorsa ve o iz yoksa, o büyüklükteki etki gözlemle bağdaşmayabilir. Daha küçük etkiler için ise daha fazla veri ve farklı gözlemler gerekir. İşbirliği daha geniş bir ORCA düzeni ve gelecekte yüksek enerjili nötrinoların da kullanıldığı başka testler planlıyor.
Yüzeydeki bir teleskop ışığı doğrudan gökyüzünden alır. ORCA’da ise su, nadir parçacık etkileşimlerinin geride bıraktığı ışığın ölçüldüğü ortam. Bu fark, algılayıcıların neden geniş bir deniz tabanı alanına yayıldığını açıklıyor.
Bir sonraki karşılaştırmada önemli olan, daha fazla algılayıcıyla aynı tür olayların ne kadar iyi ayrılabildiği ve sınırların hangi olası etkiler için daraldığı olacak. Böylece denizin dibindeki teleskop, görelilikle ilgili iddiaları ölçülebilir sorulara dönüştürmeye devam edebilir.