How to build a dark matter detector - Jenna Saffin

Çeviri: Cahid Atik Gözden geçirme: Figen Ergürbüz

More than two kilometers below the surface of northern Ontario,

Kuzey Ontario'da yüzeyin 2 kilometreden daha fazla aşağısında,

suspended in 345,000 liters of ultra-pure water,

345 bin litre ultra saf suyun içinde askıda duran

there’s a perfect sphere.

mükemmel bir küre var.

It contains 3600 kilograms of liquid argon,

-180 santigrat dereceye kadar soğutulmuş

cooled to -180 degrees Celsius.

3600 kilogram sıvı argon içeriyor.

Scientists continuously monitor this chamber from above ground,

Karanlıkta bir ışık parıltısı arayan bilim insanları,

looking for a glimmer of light in the darkness.

yeryüzünden sürekli bu odayı izliyor.

Because down here,

Çünkü burada,

deep beneath the Earth’s surface and cocooned in a watery shield,

Dünya yüzeyinin derinliklerinde ve sulu bir katmanla sarmalanmış hâlde,

that light would indicate the presence of one of the universe’s greatest mysteries:

bu ışık, evrenin en büyük gizemlerinden birinin varlığının göstergesi olurdu :

dark matter.

karanlık madde.

All the matter we can see, planets, stars and galaxies,

Görebildiğimiz tüm madde, gezegenler, yıldızlar ve galaksiler

doesn’t create enough gravitational pull

evrenin daha geniş yapısını açıklamak için

to explain the universe’s larger structure.

yeterince yer çekimi kuvveti oluşturmuyor.

It’s dark matter, which is estimated to make up 25% of the known universe.

Karanlık maddenin, bilinen evrenin yüzde 25'ini oluşturduğu tahmin ediliyor.

But despite its prevalence,

Fakat frekansına rağmen,

so far we haven’t been able to detect it directly.

şimdiye kadar karanlık maddeyi doğrudan saptayabilmiş değiliz.

It’s no small challenge.

Bu oldukça zorlu bir görev.

Dark matter was so named because it doesn’t interact with any type of light,

Karanlık madde, görülebilen ya da görülemeyen herhangi bir ışıkla

visible or otherwise,

etkileşmediğinden bu adı almıştır,

which means our usual observation tools

ki bu bizim alışılagelmiş gözlem araçlarımızın,

simply don’t work when trying to observe it.

onu gözlemlemekte işe yaramadığı anlamına gelir.

But while dark matter may not be visible in the electromagnetic spectrum,

Fakat karanlık madde, elektromanyetik spektrumda görülebilir olmasa da

it’s still matter,

hâlâ bir maddedir,

so we should be able to measure its interactions with other matter.

bu yüzden de onun, diğer maddelerle etkileşimlerini ölçebiliyor olmalıyız.

And if our current model of physics is correct,

Mevcut fizik modelimiz doğruysa

billions of sub-atomic dark matter particles

milyarlarca atomaltı karanlık madde molekülü

are passing through the Earth every second.

her saniye, Dünya'dan geçiyor.

Despite the prevalence of dark matter,

Karanlık maddenin frekansına rağmen

its interactions are predicted to be rare and extremely weak.

etkileşimlerinin aşırı derecede zayıf ve seyrek olduğu tahmin ediliyor.

To detect these interactions,

Bu etkileşimleri saptamak için

dark matter experiments need to be incredibly sensitive.

karanlık madde deneylerinin inanılmaz derecede hassas olması gerekiyor.

With such sensitive equipment,

Bu derece hassas ekipmanlarla,

the ever-present background radiation on Earth’s surface

Dünya'nın yüzeyinde hep var olan arka plan ışıması

would create so much noise in the data

veride, o kadar çok parazit yaratırdı ki

that any dark matter particles would be completely overwhelmed.

bu, karanlık madde partiküllerini tamamen bastırırdı ve şehrin işlek bir caddesinde

It would be like trying to hear a pin drop on a busy city street.

yere düşen bir iğnenin sesini duymak için çabalamak gibi olurdu.

To solve this problem,

Bu problemi çözmek için

scientists have had to dig deep into the Earth.

bilim insanları Dünya'nın derinliklerine inmek zorunda kaldı.

Dark matter experiments are set up in specialized underground labs,

Karanlık madde deneyleri, özelleştirilmiş yeraltı laboratuvarlarında oluşturuluyor,

either in mines or inside mountains.

madenlerde ya da dağların içerisinde.

The rock that makes up the Earth’s crust works like a filter,

Dünya'nın kabuğunu oluşturan kaya bir filtre gibi çalışır,

absorbing radiation and stopping disruptive particles.

radyasyonu emer ve yıkıcı parçacıkları durdurur.

The ultra-pure water in which the detector is suspended

Dedektörün askıya alındığı ultra saf su, buna

adds an additional layer of radiation filtering.

ek bir radyasyon filtreleme katmanı ilave eder.

This shielding ensures that only the particles scientists are looking for

Bu koruma, bilim insanlarının aradığı moleküllerin

can make their way into the detectors.

dedektörlere girmesini sağlar.

Once these particles reach an experiment’s inner vessel,

Bu parçacıklar, deneyin iç kanalına ulaştığında

scientists have a chance of detecting them.

bilim adamları onları yakalama şansına sahip olur.

The detector media are chosen because they’re exquisitely sensitive detectors

Bu dedektörler, çok iyi arındırılabilen

that can be purified extremely well.

hassas dedektörler oldukları için özellikle seçilir.

These could be a liquid noble gas,

Bunlar sıvı soygazlar olabilir,

germanium

germanyum

and silicon crystals,

ve silikon kristalleri

a refrigerant,

veya bir soğutucu

or other materials.

ya da diğer materyaller.

When radiation interacts, it leaves tell-tale signs,

Radyasyon etkileşime girdiğinde bunu açığa çıkaran işaretler bırakır,

such as light or bubbles,

ışık ya da kabarcıklar gibi,

which can be picked up by the sensors inside the detector.

ki bunlar sensörler aracılığıyla dedektörün içine alınabilir.

The detector media are held in a central chamber made of glass

Dedektör ortamı camdan veya özel bir akrilik türünden yapılmış

or a special type of acrylic.

merkezi bir odada tutulur.

These chambers have to be able to hold the substance inside

Bu odalar, maddeyle etkileşime girmeksizin

without interacting with it

içeride tutmak zorundadır,

while withstanding incredible pressure from the water outside.

diğer yandan dışarıdaki sudan kaynaklanan inanılmaz baskıya dayanmak zorundadır.

The inner vessel is surrounded by powerful sensors

İç kanal, ışığın en ufak çarpışmalarını ya da

designed to detect even the tiniest blips of light,

tek bir kabarcığın neden olduğu ses titreşimlerini bile yakalayacak

or the sound vibrations caused by a single bubble.

şekilde tasarlanmış güçlü sensörlerle çevrilidir.

Each sensor records data 24/7,

Her sensör 7/24 veri kaydeder

and experiments run for months and years at a time,

ve deneyler aylarca ve yıllarca sürer,

generating terabytes of data every day.

her gün terabaytlarca veri ortaya çıkar.

Building dark matter detectors is as much a feat of engineering

Karanlık madde dedektörleri yapmak fiziğin başarısı olduğu kadar

as it is a feat of physics.

mühendisliğin de başarısıdır.

By the time an experiment is ready to start collecting data,

Bir deney, veri toplamaya başlamak için hazır olduğunda

years or decades of work and investment have already gone into it,

yıllar ya da on yıllar boyunca devam eden ve milyonlarca dolara mâl olan

to the tune of tens of millions of dollars.

iş ve yatırım çoktan başlamıştır.

As of 2017, no dark matter particles have been directly detected.

2017 itibariyle, karanlık madde parçacıkları doğrudan tespit edilmedi.

That’s not entirely surprising.

Bu tamamen şaşırtıcı değil.

Physicists expect these interactions to be incredibly rare and difficult to detect.

Fizikçiler, bu etkileşimlerin tespit edilmesinin inanılmaz derecede

nadir ve zor olacağı görüşündeler.

In the meantime,

scientists continue to develop new technologies

Bu sırada, bilim insanları yeni teknolojiler geliştirmeye ve

and increase detector sensitivity,

dedektör hassasiyetini arttırmaya devam ederek

closing in on where dark matter is hiding.

karanlık maddenin saklandığı yere gittikçe yaklaşıyorlar.

And when they find it,

Onu buldukları zaman,

we’ll finally be able to bring the universe’s darkest secrets into the light.

evrenin en karanlık sırlarını, nihayet aydınlığa kavuşturabileceğiz.