Kainatın sır perdesi aralanacak

“Parçacık hızlandırıcılarıyla atom altı parçacıkları çarpıştırarak maddenin nasıl oluÅŸtuÄŸuna iliÅŸkin birçok sırrın anlaşılmasını saÄŸlamak” amacıyla gerçekleÅŸtirilecek “Yüzyılın Deneyi”nin yapılacağı Avrupa Nükleer AraÅŸtırma Merkezi`nde (CERN), 50`yi aÅŸkın Türk bilim adamı yer alıyor.

Türk bilim adamlarının çalışmaları ile ilgili bilgi veren Yıldız Teknik Üniversitesi (YTÜ) Öğretim Üyesi Prof. Dr. Metin Subaşı, Türkiye`den Ankara, Boğaziçi, Çukurova, Doğuş, Ortadoğu Teknik ve Yıldız Teknik üniversitelerinin, CERN`de yapılan çalışmalarda üye olarak yer aldığını, bunların dışında bazı üniversitelerin de bu üye üniversiteler kanalı ile deneylere katılma olanağı bulduklarını bildirdi.

2007`de uçak kazasında hayatını kaybeden Prof. Dr. Engin Arık`ın 30 senedir bu konuda çalıştığını, hayalinin Türkiye`nin CERN`e tam üye olarak katılımı olduğunu ifade eden Prof. Dr. Subaşı, CERN`e ülke bazında tam üye olmak için 15-20 milyon dolar gibi bir paranın her sene ödenmesi gerektiğini söyledi.

Türkiye`de yüksek enerji fiziği alanında büyük bir potansiyelin olup olmadığı tartışmalarıyla ülke olarak üyeliğin geciktirildiğini öne süren Metin Subaşı, şunları kaydetti:
“Merkeze ülke olarak üye olunsaydı 50 deÄŸil, belki 250 Türk bilim adamı orada olabilirdi. Çünkü çok yetenekli, çalışkan ve yaratıcı gençlerimiz var. Hiçbir ülkede yok bu potansiyel. Ayrıca, CERN`e ödenen bu parayı baÅŸlangıçta CERN, o ülke için harcıyor. Bu para ile o ülkedeki yüksek enerji fiziÄŸi alanındaki çalışmaları destekliyor, alt yapı oluÅŸmasına katkı saÄŸlıyor. Daha da önemlisi CERN, bir üye ülke için sadece fizik çalışmalarına katılmak anlamını taşımıyor. CERN`e üyelik, ülkenin ekonomik ve teknolojik geliÅŸmesine de katkı saÄŸlıyor.

Ãœye ülkeler, CERN`deki deney sistemlerinin kurulmasında gerekli malzeme ve cihazları temin ederek, ülkelerine hem ekonomik açıdan ödemelerinin çok üstünde gelir temin edebiliyor, hem de yüksek teknolojinin ülkelerinde geliÅŸtirilmesine katkı saÄŸlayabiliyorlar.”

CERN`DE NELER OLUYOR?

Nükleer reaksiyonların ancak yüksek enerjilerde oluÅŸtuÄŸunu, yüksek enerjinin ise atom altı parçacıkları çok yüksek hızlara getirecek “hızlandırıcı” denilen makineler kullanılarak elde edildiÄŸini anlatan Prof. Dr. Subaşı, büyük yatırım gerektiren yüksek enerji fiziÄŸi alanındaki çalışmalar için birçok Avrupa ülkesinin bir araya gelerek kurdukları CERN`e, bilim adamlarının projeleriyle katıldığını söyledi.

Subaşı, CERN`de yapılan çalışmalara ilişkin şu bilgileri verdi:

“Bugün, atomun bir çekirdek ve etrafında dolanan elektronlardan ve de çekirdeÄŸin, proton ve nötronlardan oluÅŸtuÄŸunu biliyoruz. Proton ve nötronların ise `kuark` ve `gluon` ismi verilen parçacıklardan oluÅŸtuÄŸunu öngörüyoruz. Kuarklar, `kuvvet taşıyıcı` olan gluonlarla çekirdek içinde hapsolmuÅŸ durumda bulunduklarından, bugüne kadar serbest olarak gözlenebilmiÅŸ deÄŸillerdir. Ä°ÅŸte, atomdan kuarklara uzanan bu süreç CERN`de deneysel ortamda tersinden izlenecek. Yani protonlar ve nötronlar Büyük Hadron Çarpıştırıcısı`nda (LHC), güneÅŸtekinin 100 bin misli sıcaklıkta `eriyerek`, kuarkların ve gluonların serbest kalmasına, dolayısıyla gözlenebilmelerini olanaklı kılacaklar. Böylece, evrenin oluÅŸumu sırasında meydana geldiÄŸi düşünülen büyük patlama `Big Bang`, 13 TeV kütle merkezi enerjisindeki protonlar çarpıştırılarak, laboratuvarda, 10-15 metre çaplı küre hacmi gibi küçük bir hacim içinde oluÅŸturulmuÅŸ olacak. Dolayısıyla, patlamadan sadece saniyenin milyonda biri uzunluÄŸunda bir süre sonra oluÅŸacak kuark-gluon ortamından, yoÄŸunlaÅŸmayla, proton ve nötronun oluÅŸumunu, yani, maddenin nasıl kütle edindiÄŸini öğrenmiÅŸ olacağız. Tabii, beklenenler gözlenemezse, öngörülerimizin arkasındaki teorilerimiz iflas etmiÅŸ olacak, yeni teoriler yaratılması gerekecek.”

FÄ°ZÄ°K BÄ°LÄ°MÄ°NDE TAM BÄ°R KIRILMA NOKTASINDAYIZ

Büyük patlamayı resmedecek deney sonrasında çok mikro düzeyde bir maddenin oluÅŸacağını, çarpışma olduÄŸu zaman “Büyük Patlama”da olduÄŸu gibi etrafa parçacıkların saçılacağını kaydeden Prof. Dr. Subaşı, ÅŸunları anlattı:

“ALICE deneyinde, ALICE detektör sisteminin merkezinde bu patlama olacak. Detektör sistemi, 16-20 metre çapında binlerce ton ağırlığında dev bir sistem. Detektörler soÄŸan kabuÄŸu gibi, biri diÄŸerini sarmalayacak ÅŸekilde kat kat yapılmış, her biri çeÅŸitli parçacıkları tanımlayacak yetenekte. DiÄŸer bir deyiÅŸle, patlamadan yani çarpışmalardan çıkan parçacıklar ne kadar yüksek enerjide olurlarsa olsunlar bu detektörlerin içinde geçerken mutlaka bir iz bırakacaklar, yani, kendilerini ifÅŸa edecekler. Proton `eriyip` kuark ve gluonların serbest kaldığını, ortama çıkacak `acayip parçacıkları` detektörlerde bıraktıkları izlerden tanımlayarak öğreneceÄŸiz.. Ve diyeceÄŸiz ki, `evet, kuark vardır`. EÄŸer tersi olursa bildiÄŸimiz ÅŸeylerin doÄŸru olmadığını anlayacağız. Yani, fizikte tam kırılma noktası diyebileceÄŸimiz bir noktadayız.”

DÖRT TEMEL SORU
Türkiye’nin de aralarında bulunduÄŸu Avrupa ülkelerinin yanı sıra ABD, Hindistan, Rusya ve Japonya’nın da iÅŸtirak ettiÄŸi 3,76 milyar Euro’luk proje, minik parçacık fiziÄŸinin yıllardır kafa patlattığı dört büyük soruya cevap bulmaya çalışacak.

Bu sorular ÅŸunlar:
Higgs bozonunu bulmak, süpersimetrinin sırrını ortaya çıkarmak, madde ve antimaddeyi anlamak ve Büyük Patlamadan hemen sonra saniyenin binde birindeki sürede ortaya çıkan şartları yeniden yaratmak.

* Higgs bozonu:
Ä°stikrarsız karaktere sahip parçacığa, adeta “ilahi parçacık” gözüyle bakılıyor, zira birçok araÅŸtırmacı bu parçacığı teorik olarak inceledi, ama ÅŸimdiye kadar hiç kimse onu göremedi. Bozon, onu 1964 yılında “tümdengelim” (dedüksiyon) yöntemiyle ortaya çıkaran Ä°ngiliz fizikçisi Peter Higgs’in adını taşıyor. Bozonun varlığını deneyle kanıtlamak, parçacık fiziÄŸinde bilinenleri özetleyen “standart modelin” eksik halkasını bulmak anlamına gelecek.

Higgs bozonu, kütlenin nasıl kazanıldığının anlaşılmasını sağlayacak. Bazı parçacıkların niçin kütleden mahrum olduğu da böylelikle anlaşılabilecek.

* Süpersimetre:
Bu kavram, son yılların en esrarengiz keÅŸiflerinden biriyle ilgili. Şöyle ki, görünen madde evrenin sadece yüzde 4′ünü oluÅŸturuyor. Kainatın yüzde 23′ü karanlık madde, kalan yüzde 73′ü de karanlık enerjiden teÅŸekkül ediyor. Bu konunun aydınlatılması; karanlık maddenin, “nötralino” adı verilen süpersimetrik parçacıklardan oluÅŸtuÄŸunu gösterebilecek.

* Madde ve antimaddenin esrarı:
Enerji maddeye dönüşürken, bir parçacık ve zıt kutuplu elektrik yüküne sahip bir yansıması, bir başka deyişle antiparçacığı oluşuyor. Parçacık ve antiparçacık bir araya gelecek olursa birbirlerini yok ediyor ve enerji ortaya çıkıyor. Mantık, madde ve antimaddenin evrende eşit miktarda bulunması gerektiğini söylese de, antimadde nadir bulunuyor.

* Büyük Patlamadan sonra saniyenin binde birindeki şartları yeniden oluşturmak:
O sırada madde, kuark ve glüonlardan oluÅŸan bir çeÅŸit “yoÄŸun ve sıcak çorba” olarak ortaya çıktı. Çorba soÄŸuyup yoÄŸunlaşırken, kuarklar; protonlar, nötronlar ve diÄŸer kompozit parçacıkları oluÅŸturdu. LHC, ağır iyonları birbirleriyle çarpıştırarak bir anlık da olsa, GüneÅŸ çekirdeÄŸindekinden 100 bin kat daha yüksek sıcaklık elde etmeye çalışacak. Bu çarpışmalar sırasında kuarklar ortaya çıkacak. AraÅŸtırmacılar, serbest kalan kuarkların maddeyi oluÅŸturmak için ne ÅŸekilde ve nasıl birleÅŸtiklerini gözlemleyebilecek.

SONSUZ KÜÇÜK VE SONSUZ BÜYÜK
* LHC çarpıştırıcısı “hadron” ailesinden hidrojen protonlarını, ışık hızının yüzde 99,999′uyla 27 kilometrelik tünele fırlatacak.
* Yerin 100 metre altında saniyede 1 milyar proton çarpışması meydana gelirken, yer üstündeki 3 bin bilgisayar saniyede 100 kadar çarpışmayı analiz edecek. Toplanacak veriler, deÄŸiÅŸik ülkelerde CERN’le baÄŸlantılı araÅŸtırma merkezlerine anında iletilecek.
* Tünel dünyanın en soÄŸuk “buzdolabı” olacak, zira süper iletken mıknatısları eksi 271,3 dereceye kadar soÄŸutuldu. Eksi 273,15 mutlak sıfır kabul ediliyor.
* Tünel boyunca sıralanan dört çarpıştırıcı devasa boyutlarda. En büyükleri Atlas, 25 metre çapında, 46 metre boyunda bir silindir. Ağırlığı 7 bin ton kadar. 3 bin kilometreyi bulan kablolarla sarmalanmış halde. Silindirin yerleştirilebilmesi için, 300 bin ton taş ve toprak kazıldı, 50 bin ton beton döküldü. Atlas, bir yıl içinde, dünyanın en büyük kütüphanesi olan Kongre Kütüphanesindeki 3 milyar kitaptakinden 160 kat fazla veri toplayacak.
* Proton huzmesi, 10 saatte tünel içinde 10 milyar kilometre kadar yol almış olacak ki, bu, Yer’den Neptün’e gidiÅŸ geliÅŸ mesafesine eÅŸit. Tam yoÄŸunluÄŸa erdiÄŸinde, her proton huzmesi, saatte 1600 kilometre hız yapabilen bir otomobil için gerekli enerjiyi üretir hal gelecek.
* Çarpışmalar 14 “tera elektron volt” enerji ortaya çıkaracak. Bu, çok yoÄŸun enerji demek. Bu sayede bir an için de olsa, GüneÅŸ’tekinden 100 bin kat fazla sıcaklıklar elde edilebilecek.

Kaynak: ntvmsnbc, haber34

Evrenin oluşumu ile ilgili Big bang teorisi hakkında bilgi için tıklayınız.

Etiket: big bang, BİLİM, büyük patlama, cern, cern deneyi, kainatın sırrı