Büyük Hadron Carpistiricisi
Büyük deney öncesi birkac senedir takip ettigim konu hakkinda ögrendigim bilgileri sizinle paylasmak istedim. "Large hadron collider" baslikli girdilerimi arayarak konu hakkindaki Ingilizce girdilerimi bulabiirsiniz.
-LHC: Deneyin yapildigi duzenegin adi Buyuk Hadron Carpistiricisi. Hadron Proton ve benzeri parcaciklarin genel adi. Bu duzenegin su ana kadar calisan parcacik hizlandiricilarindan bir farki yok, senkronize halde calisan hizlandirici elektrik ve döndürücü manyetik alanlar ile kursun iyonlari ile protonlari yerin altinda 27 kilometrelik bir torus icinde hizlandirildiktan sonra cok hassas olcum aletlerinin oldugu bir noktada carpistiriliyor. Isik hizina yakin hizlarda carpisan bu parcaciklar oncelikle enerjiye donusuyor. Bu enerji yogunlugu Big Bang'den hemen sonrraki enerji yogunluguna yakin. Bu kadar yogun enerji tipki Big Bang'den sonra oldugu gibi parcaciklara donusuyor. Olusan parcaciklarin biraktiklari izler -elektrik ve manyetik alandaki degisimleri izleyerek- bilim adamlarinin pesinde oldugu olcumler. Bu olcumlere gore asagidaki uc konu hakkinda sonuclar cikarmaya calisacak fizikciler.
-Higgs bozonu: Evrende 4 cesit guc var. Isik, ve radyo dalgalari halinde kendini gosteren elektro manyetik guc, ki bu guc elektron ile cekirdegi bir arada tutan gucun ta kendisi. Bir diger guc Kuvvetli Guc, ki bu da proton ve nötronlari bir arada tutan kuvvet. Bunun yaninda Zayif Güc radyoaktiviteye sebep vermekte. Son olarak bu guclerin en zayifi olan yercekimi var. 1970lerin sonunda matematiksel olarak Zayif guc ile Elektromanyetik gucun ayni gucun farkli yuzleri olduklari kanitlandi. Ancak ortada bir sorun var. Elektromanyetik guc foton alisverisi ile aciklanabilirken, zayif guc foton benzeri Z parcaciklarinin degisimi ile aciklaniyor. Foton'un kutlesi bulunmazken, Z parcaciklarinin kutlesi binlerce elektron duzeyinde. Nasil oluyor da ayni gucu tasiyan parcaciklar farkli kutleye sahip oluyorlar. 1960larda Iskoc fizikci Higgs bu sorunu teorik olarak tum evreni kaplayan bir Higgs alani ile aciklamaya giristi. Buna gore fotonlar bu alanla Z parcaciklarina gore farkli bir etkilesime girerek kutlesiz kalirken, Z bozonlari bu alan ile girdikleri etkilesim ile kutle kazaniyorlar. Kutleyi maddenin ataletsizligi olarak aciklamak mumkun. Analoji kurmak gerekirse fotonlar bir Higgs halisinin uzerinde kayarken, Z parcaciklari bu haliya yapisiyor. Her alanin bir parcacigi oldugu icin bu carpismalarda fotonlar ve Z parcaciklariyla etkilesime giren Higgs parcaciklari bulunacagi dusunuluyor. Bu parcaciklarin bulunmasi halinde Guclu kuvveti de birlestirecek Super Simetri modellerinin onunun acilmasi mumkun. Eger bu parcaciklar bulunamaz ise Parcacik Fiziginin temeli olan ve bu gucleri aciklayan standard modelin revize edilmesi gerekli olacak.
-Antimadde - Madde dengesi: Bildigimiz maddeyle ayni kutleye sahip ancak ters elektrik yukune ve cekirdek spin'ine sahip maddeye anti madde deniyor. Kozmosun cesitli yerlerinden yapilan gozlemler Anti maddenin varligini kanitliyor. Ancak sorun neden anti maddenin daha az oldugunda. Eger ayni duzeyde anti madde olmus olsaydi madde anti madde etkilesimi enerji ile sonuclandigindan su an bu satirlari okuyamiyor olacaktiniz. Evrenin baslangicindaki kosullar yaratilinca neden madde'nin anti maddeye gore daha ustun bastigini da takip edebilecek fizikciler ve bu temel soruya da bir cevap verebilecegiz.
-Karanlik Madde: Galaksilerin dairesel donus hizlari gorunur kutlelerinden daha fazla kutleye sahip olmalari gerektigini soyluyor. Evrenin su anki genisleme hizi da ayni yonde. Ayrica son gunlerde yapilan galaksi gruplari carpismalari analizleri yine gorunur maddeden daha fazla madde olmasi gerektigini soyluyor. Bildiginiz gibi madde isigi kirmakta. Carpisan galaksilerin arkalarinda kalan galaksilerden gelen isigin ne kadar kirildigini olcerek, bu carpisma bolgelerinde ne kadar madde oldugu olculebiliyor. ve gorunen Maddeden daha fazla madde olmasi sonucu doguyor. Yani elektro manyetik alanlarla etkilesmeyen bir madde turu var. Buyuk Hadron Carpistiricisinda enerji ve momentumun korunmasi prensibi ile bu gorunmeyen parcaciklarin varligi kanitlanip, ozellikleri olculebilecek.
Bu büyük deneyde Türkiye'den ODTÜ'nün katilmis olmasi bir mezun olarak beni gururlandirdi, bunu da saklayamayacagim.
-LHC: Deneyin yapildigi duzenegin adi Buyuk Hadron Carpistiricisi. Hadron Proton ve benzeri parcaciklarin genel adi. Bu duzenegin su ana kadar calisan parcacik hizlandiricilarindan bir farki yok, senkronize halde calisan hizlandirici elektrik ve döndürücü manyetik alanlar ile kursun iyonlari ile protonlari yerin altinda 27 kilometrelik bir torus icinde hizlandirildiktan sonra cok hassas olcum aletlerinin oldugu bir noktada carpistiriliyor. Isik hizina yakin hizlarda carpisan bu parcaciklar oncelikle enerjiye donusuyor. Bu enerji yogunlugu Big Bang'den hemen sonrraki enerji yogunluguna yakin. Bu kadar yogun enerji tipki Big Bang'den sonra oldugu gibi parcaciklara donusuyor. Olusan parcaciklarin biraktiklari izler -elektrik ve manyetik alandaki degisimleri izleyerek- bilim adamlarinin pesinde oldugu olcumler. Bu olcumlere gore asagidaki uc konu hakkinda sonuclar cikarmaya calisacak fizikciler.
-Higgs bozonu: Evrende 4 cesit guc var. Isik, ve radyo dalgalari halinde kendini gosteren elektro manyetik guc, ki bu guc elektron ile cekirdegi bir arada tutan gucun ta kendisi. Bir diger guc Kuvvetli Guc, ki bu da proton ve nötronlari bir arada tutan kuvvet. Bunun yaninda Zayif Güc radyoaktiviteye sebep vermekte. Son olarak bu guclerin en zayifi olan yercekimi var. 1970lerin sonunda matematiksel olarak Zayif guc ile Elektromanyetik gucun ayni gucun farkli yuzleri olduklari kanitlandi. Ancak ortada bir sorun var. Elektromanyetik guc foton alisverisi ile aciklanabilirken, zayif guc foton benzeri Z parcaciklarinin degisimi ile aciklaniyor. Foton'un kutlesi bulunmazken, Z parcaciklarinin kutlesi binlerce elektron duzeyinde. Nasil oluyor da ayni gucu tasiyan parcaciklar farkli kutleye sahip oluyorlar. 1960larda Iskoc fizikci Higgs bu sorunu teorik olarak tum evreni kaplayan bir Higgs alani ile aciklamaya giristi. Buna gore fotonlar bu alanla Z parcaciklarina gore farkli bir etkilesime girerek kutlesiz kalirken, Z bozonlari bu alan ile girdikleri etkilesim ile kutle kazaniyorlar. Kutleyi maddenin ataletsizligi olarak aciklamak mumkun. Analoji kurmak gerekirse fotonlar bir Higgs halisinin uzerinde kayarken, Z parcaciklari bu haliya yapisiyor. Her alanin bir parcacigi oldugu icin bu carpismalarda fotonlar ve Z parcaciklariyla etkilesime giren Higgs parcaciklari bulunacagi dusunuluyor. Bu parcaciklarin bulunmasi halinde Guclu kuvveti de birlestirecek Super Simetri modellerinin onunun acilmasi mumkun. Eger bu parcaciklar bulunamaz ise Parcacik Fiziginin temeli olan ve bu gucleri aciklayan standard modelin revize edilmesi gerekli olacak.
-Antimadde - Madde dengesi: Bildigimiz maddeyle ayni kutleye sahip ancak ters elektrik yukune ve cekirdek spin'ine sahip maddeye anti madde deniyor. Kozmosun cesitli yerlerinden yapilan gozlemler Anti maddenin varligini kanitliyor. Ancak sorun neden anti maddenin daha az oldugunda. Eger ayni duzeyde anti madde olmus olsaydi madde anti madde etkilesimi enerji ile sonuclandigindan su an bu satirlari okuyamiyor olacaktiniz. Evrenin baslangicindaki kosullar yaratilinca neden madde'nin anti maddeye gore daha ustun bastigini da takip edebilecek fizikciler ve bu temel soruya da bir cevap verebilecegiz.
-Karanlik Madde: Galaksilerin dairesel donus hizlari gorunur kutlelerinden daha fazla kutleye sahip olmalari gerektigini soyluyor. Evrenin su anki genisleme hizi da ayni yonde. Ayrica son gunlerde yapilan galaksi gruplari carpismalari analizleri yine gorunur maddeden daha fazla madde olmasi gerektigini soyluyor. Bildiginiz gibi madde isigi kirmakta. Carpisan galaksilerin arkalarinda kalan galaksilerden gelen isigin ne kadar kirildigini olcerek, bu carpisma bolgelerinde ne kadar madde oldugu olculebiliyor. ve gorunen Maddeden daha fazla madde olmasi sonucu doguyor. Yani elektro manyetik alanlarla etkilesmeyen bir madde turu var. Buyuk Hadron Carpistiricisinda enerji ve momentumun korunmasi prensibi ile bu gorunmeyen parcaciklarin varligi kanitlanip, ozellikleri olculebilecek.
Bu büyük deneyde Türkiye'den ODTÜ'nün katilmis olmasi bir mezun olarak beni gururlandirdi, bunu da saklayamayacagim.
Comments