Kainatın sır perdesi aralanacak
13,7 milyar yıl önceki Büyük Patlama’dan sonra şartlar oluşturularak kainatın sır perdesi aralanmaya çalışılacak. Güneştekinden 100 bin kat yüksek sıcaklık elde edilecek. Dört temel soruya cevap aranacak...
PARİS - Dünyanın en büyük parçacık
hızlandırıcısı “Büyük Hadron Çarpıştırıcısı” (LHC), 13,7 milyar yıl
önce meydana geldiği düşünülen Büyük Patlama’dan hemen sonraki
başlangıç şartlarını oluşturarak maddenin sır perdesini aralayabilmek
için çarşamba günü faaliyete geçiriliyor.
Aralarında Türklerin de bulunduğu 5 binden fazla fizikçi ve mühendisin
10 yılı aşkın süredir üzerinde çalıştığı proje, son yılların en büyük
bilim projesi olarak gösteriliyor.
Kısaca LHC olarak anılan
laboratuvarı inşa eden Avrupa Nükleer Araştırma Kurumu (CERN) Genel
Müdürü Robert Aymar, Büyük Hadron Çarpıştırıcısının “dünya görüşümüzü
ve kainata bakışımızı değiştirebilecek sonuçlar üreteceğinden emin
olduğunu” belirtti.
LHC, Fransa-İsviçre sınırında, Cenevre
yakınlarında, yerin 100 metre altında 27 kilometrelik dairevi bir tünel
olarak inşa edildi.
Deney başladıktan sonra, tünel çevresinde
bulunan 4 büyük algılayıcıdan ikisi Atlas ve CMS, “Higgs bozonunun
izini sürecek.” Bu parçacığın diğer bazı parçacıklara kütle
kazandırdığı düşünülüyor. Bu deneyde Higgs bozonu tespit edilemezse
teorik fizik alt üst olabilir.
CERN Müdürü Aymar, Higgs’den
başka bilinenlerden çok daha ağır, çok daha fazla sayıda parçacık
bulunacağını düşünüyor ve “Biz bu parçacıklara karanlık madde diyoruz”
dedi. Aymar’a göre, LHC kainatın yüzde 23’ünü oluşturan bu karanlık
maddenin “ne menem bir şey” olduğunun anlaşılmasını sağlayacak. Bilim
adamlarına göre, evrenin yüzde 4’ü bildiğimiz maddeden meydana geliyor,
kalan bölüm ise karanlık enerjiden ibaret.
LHCb adı verilen
üçüncü algılayıcı ya da gözlem istasyonu, Büyük Patlama anında maddeyle
eşit miktarda olduğu düşünülen antimaddenin nereye gittiğini bulmaya
çalışacak. Alice algılayıcısı da kurşun iyonlarının çarpışmasıyla
ilgilenecek ve kainatın ilk mikrosaniyeleri sırasında, daha protonlar
oluşmadan ortaya çıkan “kuark ve glüon çorbasını” bir lahza için de
olsa yeniden yaratmaya çalışacak. Çarşamba günü ilkin ilk ışın huzmesi
için 100 milyar protonluk paketler hızlandırıcıya atılacak.
Birincisinin tersi istikamette olacak şekilde ikinci demetin devreye
sokulmasıyla çarpışma başlayacak.
DÖRT TEMEL SORU
Türkiye’nin
de aralarında bulunduğu Avrupa ülkelerinin yanı sıra ABD, Hindistan,
Rusya ve Japonya’nın da iştirak ettiği 3,76 milyar Euro’luk proje,
minik parçacık fiziğinin yıllardır kafa patlattığı dört büyük soruya
cevap bulmaya çalışacak.
Bu sorular şunlar:
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:
İstikrarsız
karaktere sahip parçacığa, adeta “ilahi parçacık” gözüyle bakılıyor,
zira birçok araştırmacı bu parçacığı teorik olarak inceledi, ama
şimdiye kadar hiç kimse onu göremedi. Bozon, onu 1964 yılında
“tümdengelim” (dedüksiyon) yöntemiyle ortaya çıkaran İngiliz fizikçisi
Peter Higgs’in adını taşıyor. Bozonun varlığını deneyle kanıtlamak,
parçacık fiziğinde 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 keşiflerinden biriyle ilgili. Şöyle
ki, görünen madde evrenin sadece yüzde 4’ünü oluşturuyor. Kainatın
yüzde 23’ü karanlık madde, kalan yüzde 73’ü de karanlık enerjiden
teşekkül ediyor. Bu konunun aydınlatılması; karanlık maddenin,
“nötralino” adı verilen süpersimetrik parçacıklardan oluştuğunu
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 oluşan bir çeşit “yoğun ve sıcak
çorba” olarak ortaya çıktı. Çorba soğuyup yoğunlaşırken, kuarklar;
protonlar, nötronlar ve diğer kompozit parçacıkları oluşturdu. LHC,
ağır iyonları birbirleriyle çarpıştırarak bir anlık da olsa, Güneş
çekirdeğindekinden 100 bin kat daha yüksek sıcaklık elde etmeye
çalışacak. Bu çarpışmalar sırasında kuarklar ortaya çıkacak.
Araştırmacılar, serbest kalan kuarkların maddeyi oluşturmak için ne
şekilde ve nasıl birleştiklerini 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, değişik ülkelerde CERN’le bağlantılı
araştırma merkezlerine anında iletilecek.
Tünel dünyanın en soğuk “buzdolabı” olacak, zira süper iletken
mıknatısları eksi 271,3 dereceye kadar soğutuldu. 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 gidiş geliş mesafesine eşit. Tam
yoğunluğa erdiğinde, 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
yoğun enerji demek. Bu sayede bir an için de olsa, Güneş’tekinden 100
bin kat fazla sıcaklıklar elde edilebilecek.
