Nötrino adı elektriksel olarak nötr olan temel parçacık anlamına gelir. Nötrinoların bir kütlesi olduğu ancak çok küçük olan bu kütlenin diğer atomaltı parçacıklara göre de oldukça az olduğu düşünülmektedir. Nötrinolar, leptonlar olarak adlandırılan elektron, müon ve taular gibi birer leptondur. Her birinin anti parçacığı da olmak üzere üç tür nötrino vardır: elektron nötrinoları, müon nötrinoları ve tau nötrinoları.
Nötrinolar nötr yani elektrik yüklü olmadıklarından, elektromanyetik alandan etkilenmezler. Yalnızca atomaltı kuvvetler ve çekimden etkilenirler. Her iki kuvvet, nötrinoları çok az etkilediği için, nötrinolar maddenin içinden geçerler.
Nötrinoların tarihçesine biraz bakarsak, nötrinolar 1931 yılında Wolfgang Pauli tarafından, olması gereken bir tanecik olarak ortaya atılmıştır. Özellikle bazı radyoaktif bozulmalarda enerjinin korunmuyor olması nedeniyle, bu enerjiye karşılık gelen ve etkilenmeyen bir parçacık olarak önerilmiştir. 1934'te Enrico Fermi radyoaktif bozunmalarla ilgili kuram geliştirmiş ve nötrinoları da bu kuramın içinde tanımlamıştır. 1959'da Clyde Cowan ve Fred Reines 1956 yılında yaptıkları deneyin sonucunda nötrinoların bulunduğunu duyurmuşlardır ve 1995'te Nobel Fizik Ödülü almışlardır. 1962'de CERN'de müon nötrinoları bulunmuştur. 1968'de Güneş'te üretilen nötrinolar ilk kez bir deneyde, beklenenin altında bir sayıda olsa da, belirlenebilmiştir. 1979'da 3. tür nötrino bulunmuştur. Bundan sonrasında çeşitli deneylerle nötrinolarla ilgili bulgular iyileştirilmiştir.
Evrendeki nötrinoların büyük çoğunluğu, evrenin oluşum aşamalarında, bundan 15 milyar yıl önce üretilmiştir. Günümüzde ise nükleer santrallerde, nükleer bomba patlatıldığında, genel atmosferik olaylar sırasında, yıldızların doğumu, çarpışmaları ve ölümleri sırasında, özellikle de süpernova patlamalarında üretilmeye devam etmektedirler.
Nötrinolar birçok farklı etkileşimle üretilebilirler. Örneğin, uranyum gibi radyoaktif bir çekirdekte bulunan bir nötron bozunarak bir proton ve bir elektron açığa çıkarır. Bu nötron bozunmadan önce "durmakta" olduğu için, fizikte momentumun korunumu olarak bilinen yasaya göre sonuçta ortaya çıkan parçacıkların toplam momentumu da sıfır olmalıdır. Ancak proton ve elektronun momentumları toplamı sıfır değildir. Bu nedenle momentumu dengeleyecek bir parçacığa daha gereksinim vardır. İşte bu parçacık nötrinodur.
Evrenin başlangıcında çok büyük miktarlarda üretilmiş olan nötrinolar, madde ile çok nadiren etkileşmeleri nedeniyle evrende üretildikleri gibi bulunmaktadırlar. Kütleleri çok küçük olmasına karşın miktarlarının çok olması nedeniyle evrenin toplam kütlesine katkılarının büyük olduğu ve evrenin gözlenen genişlemesine etkilerinin olduğu düşünülmektedir.
Nötrinolar yeni Bir Nobel Fizik Ödülü getirdi
Nötrinoların ne olduğu ile ilgili 50 yıldır bilinenlerin bazılarının yanlış olduğunu yani nötrinoların salınım yaptığını ve kütlesi olduğunu gösteren iki fizikçi, Japon Takaaki Kajita ve Kanadalı Arthur B. McDonald 2015 Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldüler. Önceden, fotonlardan sonra evrende en bol bulunan parçacıklar olan nötrinoların kütlesi olmadığı düşünülmekteydi. Bu iki fizikçi, nötrinoların, yaklaşık olarak elektron kütlesinin milyonda biri bir kütleye sahip olduğunu belirlediler.
Nötrinoları çözümleyebilmek aslında evrenin işleyişini daha iyi anlamak anlamına geliyor. Özellikle yeryüzünde yaşamın kaynaklarından en önemlisi olan Güneş'ten gelen ışınım, atom birleşmeleriyle üretilir ve bu işlemler sırasında nötrinolar da üretilir. Nötrinoları belirlemek, neredeyse hiçbir madde ile etkileşmiyor olmalarından dolayı çok zordur. Tüm vücudumuzdan saniyede milyarlarca nötrino geçer ve biz bundan hiçbir biçimde etkilenmeyiz.
Nobel Fizik Ödülü'nü alan fizikçiler yaptıkları deneyle üç tip nötrinonun, salınımlar yoluyla birbirine dönüşebildiğini göstermişlerdir. Kuantum Mekaniği'ne göre parçacıklar aslında aynı zamanda dalga gibi davranırlar. Bu deneyle bu da onaylanmıştır. Bu, daha önce fotonların davranışıyla deneysel olarak gösterilmişti.
Parçacık fizikçileri açısından bu bulgu bir dönüm noktasını temsil etmektedir. İşin ilginç yanı, nötrinolarla ilgili halen bildiklerimiz sınırlıdır. Bu deneyle ancak bir özelliği belirlenebilmiştir.
Yaşadığımız çağda, bilimsel olanakların git gide artması ve çok daha duyarlı algılayıcıların üretilmesiyle, birçok dalda çok daha duyarlı deneyler yapılabilmektedir. Bunun sonucu olarak, son on yıllarda birçok bilinmeyen çözümlenebilmiştir. Bunun bir nedeni de, ülkelerin bilime yaptıkları yatırımdır. Ülkemizde ise ne yazık ki bilime yapılan yatırım, olması gerekenin çok altında kaldığı için, bu tür başarılara ülkemiz biliminsanları çok daha zor imza atabilmektedirler. Dileğimiz, gelecekte bilime verilen önemin katlanarak artmasıdır.
