Antarktika'dan Antimadde ve Karanlık Madde Arayışı İçin GAPS Spektrometresinin Fırlatılması

16 Aralık 2025 tarihinde, nadir görülen kozmik antimadde çekirdeklerini tespit etme misyonuyla yola çıkan devasa bir bilimsel balon, Antarktika'nın buzlu topraklarından havalandı. Genel Antipartikül Spektrometresi (GAPS) olarak bilinen bu cihaz, ABD Ulusal Bilim Vakfı'na ait McMurdo İstasyonu yakınlarındaki Ross Buz Sahanlığı'ndan, NASA'nın uzun süreli balon fırlatma kampanyası kapsamında gökyüzüne gönderildi.

Bu kritik bilimsel görev, Dünya yüzeyinden yaklaşık 36 kilometre yükseklikte, yani 120.000 fit irtifada çalışma hedefine ulaşmayı amaçlıyor. Bu yükseklikteki seyrek atmosfer, parçacıkların kaydı için ideal koşulları sağlıyor. GAPS deneyi, evrenin kütlesinin tahminen yüzde 80'inden fazlasını oluşturduğu düşünülen karanlık maddenin parçacık doğasına dair ilk dolaylı kanıtları sunabilecek olan anti-deuteronları tespit etmek üzere ayarlandı. Yeni Zelanda Standart Saati ile 16 Aralık'ta sabah 05:30'da gerçekleşen başarılı kalkış, kıta çevresinde dolaşacak çok haftalık gözlem sürecini başlattı.

GAPS, anti-parçacıkları tanımlamak için yenilikçi bir metodoloji kullanıyor. Bu yöntem, egzotik bir atomun oluşumuna, ardından X-ışınları yayarak bozunmasına ve son olarak yok oluş (annihilation) sonucu ortaya çıkan pion-proton izinin kaydedilmesine dayanıyor. Manyetik spektrometrelerle yapılan deneylerin aksine bu konsept, düşük enerjili anti-protonlar ve anti-deuteronlar için yüksek hassasiyet sunarken, arka plan gürültüsünü önemli ölçüde bastırıyor. Güney Kutbu yakınındaki düşük jeomanyetik sertlik kesimi, cihazın hassasiyetini, birçok karanlık madde teorisinin tam da bu aralıkta ortaya çıkması gerektiğini öngördüğü düşük enerjili anti-deuteronlara karşı daha da artırıyor.

GAPS projesi, uluslararası bir işbirliğinin ürünüdür. Geliştirilmesinde başı Hawaii Üniversitesi, Manoa çekiyor; bu çabaya Columbia Üniversitesi, Kaliforniya Üniversitesi, Los Angeles ve Northeastern Üniversitesi gibi kurumların yanı sıra Japonya, İtalya ve Çin'den ortaklar da katıldı. Proje lideri Profesör Stefan von Doetinchem, bu deneyin Hawaii'yi modern fiziğin en büyük gizemlerinden birini çözme yolunda ön saflara taşıdığını vurguladı. Teknolojinin önceki testleri arasında 2005'te Japonya'daki KEK hızlandırıcısında konseptin doğrulanması ve Haziran 2012'de prototipin (pGAPS) uçuş testi yer alıyor.

Bu misyon, NASA'nın daha geniş kapsamlı bir kampanyasının parçasıdır. Aynı zamanda, daha düşük maliyetle umut vadeden araştırmaları desteklemeyi amaçlayan NASA'nın Astrofizik Öncüleri programı kapsamında seçilen ilk proje olan PUEO (Ultra Yüksek Enerji Gözlemleri Yükü) cihazı da fırlatılmıştır. PUEO nötrinoları kaydetmeye odaklanırken, GAPS antimaddeye yoğunlaşarak evreni incelemede çok yönlü bir yaklaşım sergiliyor. Birkaç haftaya yayılması beklenen veri toplama süreci, karanlık madde modelleri için emsalsiz kısıtlamalar sağlayacaktır. GAPS'ten elde edilecek sonuçlar ya kozmik anti-deuteronun ilk kesin tespitine yol açacak ya da bunların oluşumunu öngören geniş bir model yelpazesini devre dışı bırakacaktır.