Catalog

CERN’DE ANTİMADDE ÜRETİLDİ Bilimin en büyük gizemlerinden biri çözülüyor CERN’de (European Organization for Nuclear Research) gerçekleştirilen ALPHA deneyinde antihidrojen atomları üretildi ve belirli bir yerde hapsedildi. Antihidrojenin ayrıntılı bir şekilde incelenmesinin yolunu açan bu çalışma, bilim insanlarının madde ve antimaddeyi karşılaştırmalarına da olanak sağlayacak. ile temasını keser. ALPHA deneyi saniyenin orda biri kadar kısa bir süre antihidrojen atomlarının hapsolabileceğini ortaya koyuyor. Bu süre de antihidrojen atomlarını incelemek için yeterli. ALPHA deneyi sırasında yaratılan binlerce antiatomun içinden 38 tanesi kapana kıstırılarak incelenmeye alındı. karak içinde sabit ve nötr antimadde atomları bulunduğunu bilmek hem çok şaşırtıcı hem de çok heyecan verici” diye konuşan Aarhus Üniversitesi’nden Jeffrey Hangst, “Antimaddenin içinde ne gibi bir giz barındırdığını anlamamız için çok çalışmamız gerekiyor” diyor. CERN’deki antimadde programında son gelişmelerden biri olan ASACUSA deneyi, antihidrojen atomu üretmek için yepyeni bir tekniği devreye sokuyor. Physical Review Letters isimli bilim dergisinde yakında yayımlanması beklenen makalede Cusp adı verilen kapanda antihidrojenin başarı ile üretildiği bildiriliyor. Cusp, ışın üretiminde bir ön aşamadır. ASACUSA, yeterli yoğunluğa sahip ışınların incelenebilecek kadar uzun yaşadığı noktaya erişinceye kadar bu tekniği geliştirmeyi planlıyor. Kaynak: Nature: Trapped antihydrojen CERN Courier: Keeping antihydrojen: the ALPHA trap A ntimadde bilimin en büyük gizemlerinden biri. Madde ve onun karşıtı olan antimadde taşıdıkları zıt yükler dışında birbirinin aynısıdır. Bunlar karşılaştıkları zaman birbirlerini yok ederler. Big Bang denilen Büyük Patlama sırasında madde ve antimaddenin aynı miktarda üretilmiş olduğu düşünülüyor. Ancak dünyamızın maddeden yapıldığını biliyoruz. Bu durumda antimaddenin yok olmuş olması gerekiyor. Bilim insanları antimaddeye ne olduğunu anlamak için çeşitli yöntemlerden yararlanarak madde ve antimaddenin özellikleri arasındaki farkı keşfetmeye soyundu. Bu yöntemlerden biri, fiziğin en iyi bilinen sistemlerinden biri olan, hidrojen atomunu alıp karşıtı olan antihidrojen atomu ile karşılaştırmaktı. Hidrojen atomu bir proton ve bir elektrondan oluşurken, antihidrojen bir antiproton ve bir pozitrondan oluşur. Bu araştırmanın yürütülebilmesi için dünyadaki en uygun laboratuvar ise CERN’deki düşükenerji antiproton tesisidir. ‘DOĞA ANTİMADDEYE HÜKMEDİYOR’ “Hiç kimsenin anlamadığı bir şekilde doğa antimaddeye hükmediyor. İşte bu nedenle ALPHA cihazına ba ANTİMADDE BUGÜN PET TARAMALARINDA KULLANILIYOR CERN fizikçilerinden Alvarode Rujula ve Rolf Landua antimadde konusunda en sık sorulan soruları şöyle yanıtlıyor: (Kaynak: http://press.web.cern.ch/livefromcern/antimatter/) Antimadde ne işe yarar? Antimaddenin farklı kullanım alanları vardır. Bunların başında farklı hastalıkların teşhisinde kullanılan Pozitron Emisyon Tomografi (veya PET tarama) cihazı gelir. Daha başlangıç aşamasında olduğumuz için gelecek 10 yıl içinde antimaddenin nerelerde kullanılabileceği hakkında tahminde bulunmak çok zor. Antimaddeden silah üretilebilir mi? Silah üretmek için çok büyük miktarlarda antimadde gereklidir ve bunların üretilmesi için milyonlarca yıl gerekir. taşır. Ancak bir araya getirildiklerinde ortaya sıfır çıkar. Bunları ayırt etmenin en iyi yolu nötron ile antinötronu yan yana koymak ve birbirlerini nasıl yok ettiklerini izlemektir. Antifotonlar hakkında ne diyeceksiniz? Fotonların yükü sıfırdır ve içlerinde yük taşıyan başka nesneler yoktur. Dolayısıyla fotonu antifotondan ayırt etmek mümkün değildir. Fotonlar ve antifotonlar aynı şeydir. Başka bir deyişle bir foton kendinin antiparçacığıdır. Kütleçekimi antimaddeyi nasıl etkiler? Kütleçimi kuvveti nesneden gelen enerjiye bağlıdır. Hem madde, hem de antimadde pozitif enerjiye sahip olduğu için kütleçekimi ikisine de aynı şekilde etki eder. Antimaddeden ve maddeden yapılmış iki nesne zemin üzerinde durur; antimaddeden yapılmış olan havada uçmaz. Hızlandırıcının tek bir devrinde kaç tane antimadde üretilebilir? CERN’de her devirde (dakikada bir tane) 50 milyon antiproton üretilir. Bu da birkaç yüz antihidrojen atomu yapar. Bu rakam bazı hızlandırıcı çeşitlerinde 10 misli daha fazla olabilir. Çok fazla bir miktar gibi görünse de gram bazında ifade edildiğinde yılda gramın milyarda birine eşittir. Antimadde üretmenin maliyeti nedir? Son 10 yılda CERN’in üretimini göz önüne alırsak (gramın yaklaşık milyarda biri) maliyet birkaç yüz milyon İsviçre Frankı civarındadır. AD*den yeni sonuçlar elde etmek ne kadar zaman alır? AD (Antiproton deseleratörantiproton hız kesici) ile ilgili deneylerin kurulumu 3 yılda tamamlandı. Şimdi deney için koşullar hazır. Antihidrojenin üretimini ve nasıl depolanacağını anlamak bir veya iki yılı bulabilir. Ancak o zaman atom ve antiatomun karşılaştırıldığı ilk çalışmalar yapılabilir. Bu da günümüzden iki veya üç yıl sonra gerçekleşebilir. *AD antiproton üretir, bir araya toplar, soğutur, hızını keser ve en sonunda deneyde kullanılmaya hazır hale getirir. Ayna bobin Vakum duvarı Oktupol Yakalama kutusundan gelen antiprotonlar Yok etme dedektörü Elektrotlar Aküden gelen pozitronlar Antimadde nasıl depolanır? Antiparçacıklar ya negatif ya da pozitif elektrik yükü taşırlar. Dolayısıyla bunlar bizim “kapan” dediğimiz yerlerde saklanır. Bu kapanlar, elektrik ve manyetik alan açısından uygun bir yapılanmaya sahiptir. Kuşkusuz bunların, madde parçacıkları ile çarpışmaması için iyi bir vakum içinde saklanması gerekir. Antiatomlar elektriksel olarak nötr haldedir, ancak sahip oldukları manyetik özellikler yüzünden “manyetik şişeler” içinde saklanmaları gerekir. Antimadde neye benzer? Madde ve antimadde birbirinin aynısıdır. Bir nesneye bakmak demek, nesneden gelen fotonları görmek anlamına gelir. Ne var ki fotonlar hem antimaddeden, hem de maddeden gelir. Eğer çok uzaklarda antimaddeden yapılmış bir galaksi varsa, yalnızca ışığına bakıp, maddeden mi yoksa antimaddeden mi yapılmış olduğunu ayırt edemezsiniz. Çevrenizde antimadde olmadığından nasıl emin olursunuz? Eğer çevremizde antimadde varolsaydı, çıkarttığı ışığı görebilirdik. Ama göremiyoruz. Uzayda antimadde (antiyıldızlar veya antigalaksiler) olasılığına ilişkin bilim insanları Evren’in maddeden yapılmış olduğuna inanıyor. Ama bundan %100 emin değil. İşte bu nedenle CERN’de antimadde konusunda çalışmalar yapılıyor. Bir parçacık ile antiparçaçık arasındaki tek fark taşıdığı yük ise bir nötronu bir antinötrondan nasıl ayırt edebibilirsiniz? Nötronlar kuarklardan yapılırken, antinötronlar antikuarklardan oluşur. Kuarklar ve antikuarklar birbirina zıt yükler ŞEKİL: (Nature): ALPHA cihazı içinde antihidrojen atomlarının üretildiği ve hapsolduğu bölge. ANTİHİDROJEN PROGRAMININ GEÇMİŞİ Antihidrojen programının geçmişi çok eskilere dayanır. 1995 yılında dokuz adet antihidrojen atomu CERN’de yapay olarak üretilmişti. Daha sonra 2002 yılında ATHENA ve ATRAP adı verilen deneyler antihidrojenin büyük miktarlarda üretilmesinin mümkün olduğunu gösterdi. ALPHA’dan alınan sonuçlar bu yolda atılmış en son adımdır. Antihidrojen atomları CERN’deki bir vakumda yaratılıyor. Ancak bu atomların çevresi normal madde ile kuşatılmıştır. Madde ve antimadde karşılaştıkları zaman birbirlerini yok ettikleri için antihidrojenin ömrü çok kısadır. Ancak bunun uzatılabileceği düşünülüyor. Bunun için güçlü ve karmaşık manyetik alanlardan yararlanılır. Manyetik alanlar bunları hapsederek madde CBT 1236/8 26 Kasım 2010