İnsanoğlunun yaklaşık 1 milyon yıldır yeryüzünde olduğu tahmin ediliyor. Yeryüzündeki bu uzun ömrümüze rağmen maddenin tam olarak ne olduğu keşfedilemedi. Atom denilen parçacıkların varlığının bulunması maddenin üzerindeki esrarı bir parça kaldırdıysa da atomu oluşturan parçacıkların ne olduğu, atom içerisindeki hareketleri, momentumları problemler çözüm bekliyor. Bu problemlere çözüm bulmak için 20. yüzyılda yeni yeni gelişen bir bilim olan parçacık fiziği, maddenin yapısını oluşturan bu tanecikler arasındaki ilişkiyi konu alır.Günümüzde parçacık fiziğinin en önemli deney parçası hızlandırıcılardır. Maddenin yapısının derinlerine inmek için hızlandırıcı adı verilen deney düzenekleri kurulmasının en iyi yol olduğu Ernest Lawrance’ın kiklotronu icadından sonra anlaşıldı.
Ernest Lawrance
Ancak hızlandırıcılar öylesine büyük ve pahalıydı ki Avrupa’nın bu düzenekleri tek başına kurması ve bu teknolojiyi elde etmesi ancak 20. yüzyılın 2. yarısında gerçekleşti. Avrupalı fizikçiler 1954’te İsviçre Cenova’da merkezi bir laboratuar kurmaya karar verdiler ve böylece CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) kurulmuş oldu. Bu tarihten sonra CERN yüksek enerji fiziğindeki teknik ve bilimsel gelişmelerde başrolü oynamaya başladı. CERN ‘in kurulmasından sonra parçacık fiziği bilgilerimiz hızla gelişti ve pek çok atomaltı denilen parçacık keşfedildi.
CERN logosu
Hızlandırıcılarda parçacıklar elektromıknatıslarla hızlandırılıyor ve bir engele çarptırılıyorlardı. Çarpmışmadan sonra etrafa saçılan parçacıkların momentumlerı ölçülerek veriler toparlanıyor ve inceleniyordu. Büyük hızlandırıcılar macerasının başlamasından hemen sonra fizikçiler fark ettiler ki hızlandırılmış bir parçacık demeti sabit bir hedefe çarptığında, enerjinin çoğu hedefin geri tepmesinde harcanıyor ve asıl amaç olan parçacık çalışmaları ve parçacıkların etkileşim araştırmaları için geriye sadece küçük bir yüzde kalıyor, bu da gerçekçi sonuçlar vermeyebiliyordu. Bunun yerine eğer iki parçacık demeti birbiriyle kafa kafaya çarpıştırılırsa geri tepme için hiç enerji harcanmayacak, tüm enerji deneye kalacaktı. Bu düşünce ile çarpıştırıcı denilen deney düzenekleri kullanılmaya başlandı ve çarpıştırıcılar, atom hakkındaki bilgilerimizi sınırların çok ötesine taşıdı.
LHC’deki mıknatıslar….
Diğer laboratuarlar elektronları çarpıştırmaya yoğunlaşırlarken, CERN protonlar üstünde çalışıyordu. Bu elektron çarpıştırmaya göre daha zor ve yüksek teknoloji isteyen bir işti. Ancak CERN fizikçileri pek çok teknolojik zorluğun da üstesinden gelerek ilk proton-proton kafa kafaya çarpışmasını 1971 yılında gerçekleştirdiler.Dünya parçacık fiziği tarihinde çok önemli bir yerde bulunan CERN’in bu gün 20 asil ve Türkiye’nin de aralarında bulunduğu 8 gözlemci üyesi vardır.CERN’de yüzlerce bina, 3000 kişilik destek personeli ve nöbetleşe kısa süreler için çalışan 2500 kadar fizikçi vardır. Bunlardan 100 kadarı teorik fizikçilerdir. Diğerleri ise, teorisyenlerin fikirlerinin tecrübe edildiği deney düzeneklerinin (mekanizmalarının) projelerini hazırlayan, yapımını sağlayan ve deneyleri yürüten tatbikatçılardır.CERN, parçacık fiziği alanında olduğu gibi günlük hayatın daha çok içinde yer alan bazı buluşlarda da etkili olmuştur. Örneğin; web kavramı, CERN’de bir bilgisayar programcısı olan Tim Berners Lee’nin HTML adlı bilgisayar dilini bulup geliştirmesiyle oluşmuştur.
çarpışma sonrası parçacıkların hızını ölçecek dedektör
Bu günlerde CERN’de ayrı bir hareketlilik yaşanıyor:LHC (Large Hadron Collider) projesi. Bu ay CERN’ de gerçekleştirilmesi planlanan deney için 9 milyar $ harcanarak İsviçre – Fransa arasına yerin 100 metre altında 3,8 metre çapında 27 km’lik bir tünel oluşturuldu. Burada dünyanın en güçlü mıknatısları ile en büyük parçacık hızlandırıcı kuruldu.LHC tünelinde gerçekleştirilecek 5 deneyle büyük bir sırrın aydınlanması bekleniyor. Bu deneyler;CMS(Compact Muon Spectrometer): 22m boyunda bir düzenek ile VAR olduğu düşünülen ancak keşfedilmemiş Higgs bozonu ve Süpersimetri teorileri incelenecek hem de hassasiyet ölçümleri (top kuark) yapılacak.LHCb(Large Hadron Collider-beauty): Bu deney özellikle Taban Kuark içeren ağır parçacıkların b-hadronunundaki etkileşimler sonucu maruz kaldıkları CP bozunumu ile ilgili parametreleri ölçmeyi amaçlar.Bu iki önemli deneyin yanında diğer 3 deneyde Alice, Atlas ve Totem deneyi vardır. Ancak en önemli keşiflerin yapılabileceği ve benim de asıl anlatmak istediğim deney Atlas deneyidir.Atlas deneyi ile kainatın oluşmasına yol açan Büyük Patlama (Big Bang) laboratuar ortamında oluşturularak incelenek. Böylece evrenin sürekli genişlemesine neden olan enerjiye ve karadeliklerin varlığına ilişkin ipuçları elde edilecek. Cihaz devreye girdiğinde -271 dereceye kadar soğutulmuş süper mıknatıslarla ışık hızına ulaştırılacak olan protonlar karşı yönden gelecek aynı hızdaki protonlarla çarpıştırılacak. Çarpışma sonrası ortaya saçılan parçacıkların momentumları Atlas dedektörü tarafından hesaplanarak atomun yapısı hakkında daha geniş bilgi elde edilecek. ODTÜ CMS ekibi başkanı Doç. Dr. Meltem Serin ve Prof. Dr. Mehmet Zeyrek CMS projesiyle atom, molekül ve canlı yapısının nasıl oluştuğuna dair yeni sonuçlar bekledikleriniaçıklıyor. Bu, bilinen fizik kuramlarının da gelişebileceği ya da değişebileceği anlamına geliyor.
kara maddenin evrendeki gezegenleri sahip olduğu konumunu koruması için gereken kütle çekim enerjisini veren ancak görünmeyen madde olarak tanımlanıyor
Evrenin yüzde 27’sini oluşturan ve ‘karanlık madde’ olarak tanımlanan enerji biçimi hakkında bilgiye erişilmesi de hedefler arasında. Deney sonucunda aranan parçaciklar bulunursa şu ana kadar Albert Einstein `in teorisinden bildigimiz üç boyut ve zamanin haricinde 11 yeni boyutun daha çıkabileceği tahmin ediliyor. Ancak tüm bu bilgilere ulasabilmek için ise Atlas detektörünün saniyede olusturacagi 60 milyon gigabyte `lik veri selini kontrol etmek gerekiyor. ABD `li yazilim sirketi Oracle verilerin hem depolanmasi hem de gerektiginde dünyanin farkli 11 bölgesinde bulunan bilim merkezinde kullanilabilmesi için yeni yazilimlar gelistirdi. Zira LHC `nin ürettigi bir yillik bilgiyi DVD `lere kaydedip saklamak istenildiginde DVD adedi Dünya`dan Ay`a kadar uzanip sonra tekrar geri (760 bin kilometre) dönecek kadar çok oluyor. LHC’de bu deneyler gerçekleştirilirken deney sonucu oluşan kara delikler ile gizemli cisimlerin dünyayı yok edeceği ve oluşan zaman tünellerinde zamanda yolculuk edileceği söylense de LHC fizikçileri bunların olmayacağını söylemektedir. Tüm bu heyecan verici araştırma sonucunda insanlık nasıl var olduğunu anlamaya bir adım daha yaklaşmış olacak.deneyin resmi adresideneyin yapıldığı tünelden resim galerisi
