Avustralya'daki Sydney Üniversitesinden fizikçi Theresa Fruth, ekranındaki veriyi ilk gördüğü anı tek bir cümleyle anlatıyor: "İşte, bu o olabilir."

O dediği şey, elli yıldır aranıyor. Ve gerçekse insanlık ilk kez evrenin büyük kısmına dokunmuş olacak.

Fizik, evrende gördüğümüz her şeyi olağanüstü bir hassasiyetle açıklamaya çalışıyor. Yıldızları, atomları, ışığı, kendi bedenimizi... Ama bütün bu açıkladığımız madde, evrendeki toplam maddenin sadece yüzde 15'i.

Geri kalan yüzde 85 ve bu kısım hiçbir teleskoba görünmüyor, ışıkla etkileşime girmiyor, elimizi içinden geçirsek dahi fark etmiyoruz.

Çünkü galaksiler o kadar hızlı dönüyor ki görünen yıldızlar ve gaz bulutları tek başına onları bir arada tutmaya yetmiyor. Görünmeyen başka bir kütle, bu eksik çekimi sağlıyor.

Adına karanlık madde diyoruz. Aslında bu isim, “Ne olduğunu henüz bilmiyoruz.” demenin bilimsel hali.

Sessizliği inşa etmek için

Karanlık maddeyi yakalamanın yolu, tuhaf biçimde, hiçbir şeyin olmadığı bir yer oluşturmaktan geçiyor.

ABD’nin Güney Dakota eyaletinde, kapanmış bir altın madeninin yaklaşık bir buçuk kilometre altında dev bir dedektör var. Adı LUX-ZEPLIN, kısaca LZ. İçinde 10 tondan fazla, neredeyse kusursuz saflıkta sıvı ksenon (renksiz ve kokusuz bir soy gaz) bulunuyor. Sıcaklığı eksi 108 derecenin altında tutuluyor. Çevresindeki yüzlerce ışık algılayıcısı, oluşabilecek en küçük ışık parlamalarını bile yakalayabilecek kadar hassas.

Bütün bu mühendislik tek bir amaç için: Gürültüyü kesmek.

Çünkü Dünya’nın yüzeyinde her saniye sayısız parçacık çevremizden geçiyor. Kozmik ışınlar, kayalardaki doğal radyoaktivite ve havadaki bazı atomlar, dedektörün aradığı sinyali kolayca maskeleyebilir. Karanlık maddenin bırakacağı iz ise bunların yanında neredeyse bir fısıltı kadar zayıf. O fısıltıyı duyabilmek için dedektör yerin bir buçuk kilometre altına kuruldu.

39 kurumdan 250 bilim insanı, yıllardır bu sessizliği bekliyor.

Bir kere

Deney, 220 gün boyunca topladığı veriyi inceledi. Ekip, daha önce bakmadığı bir enerji aralığında tek bir sıra dışı olaya rastladı.

Bir şey, ksenon atomunun çekirdeğine çarpmış ve geride açıklanması zor bir iz bırakmıştı.

LZ ekip liderlerinden Carmen Carmona, bu sinyalin bilinen bir kaynaktan gelip gelmediğini anlamanın aylar sürdüğünü söylüyor. Deneyde görev alan fizikçi Eric Dahl ise bunun, yirmi yıllık karanlık madde araştırmalarında gördüğü en ilginç tekil olay olduğunu belirtiyor.

Yine de bilim insanları temkinli. Sonuç, “keşif” demek için yeterince güçlü değil. Üstelik bu, deneyin toplayacağı verinin yalnızca dörtte biri. Kalan veriler, bu sinyalin gerçekten yeni bir parçacığa mı işaret ettiğini, yoksa istatistiksel bir rastlantı mı olduğunu gösterecek.

Asıl sürpriz ne?

İlk bakışta tek bir sinyal gibi görünüyor. Ama asıl ilginç olan, bıraktığı iz.

Çünkü bu çarpışma, bilim insanlarının beklediğinden çok daha yüksek enerji taşıyor. Eğer gerçekten karanlık maddeye aitse bu parçacığın kütlesi protonunkinin en az 200 katı olabilir.

Bu da yıllardır kurulan tabloya pek uymuyor.

Fizikçiler uzun zamandır karanlık maddeyi belirli özelliklere sahip bir parçacık olarak arıyordu. Dedektörler de yıllarca tam o özelliklere göre tasarlandı. Ama sonuç hep aynıydı: Hiçbir şey.

Şimdi ortaya çıkan bu tek sinyal, rahatsız edici bir ihtimali gündeme getiriyor.

Belki de yanlış yerde aramıyorduk. Yanlış tarifi takip ediyorduk.

Duvara yaklaşıyoruz, daha büyük dedektörler gerek

Dedektörler her yıl daha hassas hale geliyor. Ama bir noktadan sonra başka bir sorun başlıyor. Bu yarışın bir tavanı var ve adı nötrino sisi. Güneş’ten ve uzaydan gelen nötrinolar, karanlık maddenin sinyaline çok benzeyen izler bırakıyor. Yani dedektör ne kadar iyi olursa olsun, evren de kendi “gürültüsünü” üretiyor.

Bu yüzden artık daha büyük dedektörler yapmak tek başına yeterli değil.

Tam bu sırada gökyüzüne de yeni bir göz gönderildi. NASA'nın Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu 30 Ağustos'ta fırlatıldı, şu anda Dünya'dan 1,5 milyon kilometre uzaktaki L2 noktasına doğru yol alıyor. Gökyüzünü Hubble'dan yaklaşık bin kat hızlı tarayacak, günde 1,4 terabayt veri gönderecek. Roman karanlık maddeyi yakalamaya çalışmayacak; milyarlarca galaksinin dağılımından onun kütleçekim izini haritalayacak.

Biri yerin bir mil altında tek bir çarpışmayı bekliyor. Diğeri uzayın derinliğinde milyarlarca galaksiyi sayıyor. Önümüzdeki on yılda bu iki yöntem birbirini ya doğrulayacak ya da çürütecek.

Neden önemli?

Karanlık maddenin ne olduğunu bulmak, yalnızca yeni bir parçacık keşfetmek demek değil. Evrenin büyük bölümünün neden görünmediğini anlamak demek.

Şimdilik elimizde tek bir iz var. Bir buçuk kilometre kayanın altında, on ton sıvı ksenonun içinde kaydedilmiş tek bir çarpışma.

Belki de hiçbir şey. Belki de 50 yıldır aranan ilk işaret. Ve bütün hikaye, bir fizikçinin ekrandaki o tek sinyale bakıp kurduğu aynı cümlede düğümleniyor:

“İşte, bu o olabilir.”

Kaynaklar: Berkeley Lab, Penn State, Northwestern Now, UNIVERSITY OF LIVERPOOL, ABC NEWS AUSTRALIA, LUX-ZEPLIN (LZ) COLLABORATION ve NASA.