HANGİ NÖTRİNO EN AĞIR? JUNO BİR YANA EĞİLİYOR

Nötrinoları yakalamak bilindiği gibi zordur. Yol boyunca tür değiştirdikleri — “salınım” yaptıkları — keşfi, kütleleri olduğunu kanıtladı. Üç tür (ya da “çeşni”) nötrino vardır ve her biri üç kütle durumunun bir karışımıdır. Fizikçiler bu kütlelerin birbirinden ne kadar uzak olduğunu ölçtü. Hâlâ hangi sırayla geldiklerini bilmiyorlar.

Geriye iki seçenek kalıyor. Normal sıralamada üçüncü kütle durumu birinciden ağırdır; ters sıralamada daha hafiftir. Hızlandırıcı demetleriyle ve atmosferden gelen nötrinolarla yapılan deneyler soruyu, maddenin salınımları nasıl büktüğü üzerinden yoklar; ama verdikleri yanıt başka bilinmeyenlerle iç içe geçmiştir. Jiangmen Yeraltı Nötrino Gözlemevi (JUNO) soruya farklı yaklaşıyor: nükleer reaktörlerden çıkan antinötrinoların saf, boşluktaki salınımı üzerinden.

Bir tepenin altında dev bir küre

JUNO, Çin’in Guangdong eyaletinde Dashi Tepesi’nin altında, 650 metre kayanın altında yer alıyor. Kalbinde, yaklaşık 17.600 büyük ve 25.600 küçük ışık algılayıcısının gözlediği akrilik bir kürenin içinde 20.000 ton sıvı sintilatör — bir parçacık geçtiğinde parıldayan bir sıvı — bulunuyor.

Antinötrinolar, ortalama 52,5 kilometre uzaklıktaki Yangjiang ve Taishan nükleer santrallerinin sekiz reaktör çekirdeğinden geliyor. Biri bir protona çarptığında bir pozitron ve bir nötron üretir. Pozitronun parlaması enerjiyi verir; nötronun bir an sonra yakalanması olayı doğrular.

Bu uzaklıkta enerji tayfı, üzerinde hızlı dalgacıklar bulunan yavaş bir dalga taşır. Kütle sıralaması dalgacıklarda saklıdır. Onları okumak olağanüstü bir enerji çözünürlüğü — dedektörün merkezinde yaklaşık %3,5 — ve herhangi bir salınımdan önceki reaktör tayfının kusursuz bilinmesini gerektirir. Ekip bunun için ilk kez, bir Taishan çekirdeğinin hemen yanına yerleştirilmiş küçük bir dedektör olan TAO’yu kullandı.

8.294 olayın enerji tayfı: veriler (siyah), salınım olmasaydı görülecek olanın (gri) çok altında kalıyor. — Şekil 3, JUNO Collaboration (2026), arXiv:2609.37895.

207 gün, 8.294 antinötrino

Analiz, 30 Ağustos 2025’ten 18 Mayıs 2026’ya kadar 207,2 günlük veriyi kapsıyor — ilk JUNO analizinin üç katından fazla. Kör olarak yapıldı ve üç bağımsız grup analizi paralel olarak yürüttü; sonuçlar tutarlıydı.

• Yavaş dalgayı yöneten “güneş” parametreleri %2,1 ve %1,1 hassasiyete ulaşıyor: dünyanın en hassas ölçümleri, şimdi yeniden iyileştirilmiş hâlde.
• Büyük kütle aralığı Δm²₃₁, JUNO tarafından ilk kez yaklaşık %1 hassasiyetle ölçülüyor: sıralama normalse +2,509 × 10⁻³ eV², tersse −2,482 × 10⁻³ eV².

Bu miktarda veriyle JUNO tek başına bu aralık için hâlâ birkaç olası çözüm görüyor; Daya Bay deneyinin daha önceki bir ölçümü doğru olanı seçiyor, hassasiyeti ise JUNO belirliyor.

“Normal”e doğru bir ipucu

İki sıralamayı tartmak için ekip, hızlandırıcı deneylerinin ölçtüğü kütle aralığı değerlerini ekledi. Reaktör ve hızlandırıcı sonuçları arasındaki gerilim ters hipotez altında daha büyük. Sonuç: bilinmeyen CP fazının değeri ne olursa olsun, ters sıralama 2,1 sigma ile (yaklaşık %2’lik bir p-değeri) daha az olası. Bağımsız bir Bayesçi analiz, normal sıralama lehine 10,18’e 1 olasılık veriyor.

Üstte: her sıralama için simüle edilmiş deneylere karşı ölçülen değer (kesikli çizgi). Altta: normal sıralama lehine 10,18 faktörlü Bayesçi analiz. — Şekil 8, JUNO Collaboration (2026), arXiv:2609.37895.

İş birliği bunu JUNO’dan gelen ilk “işaret” olarak niteliyor. Gerçek bir keşif çok daha yüksek bir anlamlılık ve daha fazla yıllık veri gerektiriyor. Bu arada dedektör, Dünya’nın içindeki uranyum ve toryumdan gelen antinötrinolar olan jeonötrinoların akısını da ölçtü; yazarların tanımına göre bugüne kadar toplanmış en büyük aday örneğiyle.

JUNO İş Birliği, aralarında Pekin’deki Yüksek Enerji Fiziği Enstitüsü’nün de bulunduğu 62 kurumu sıralıyor.