Katalog

Cenevre’de kurulan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı Fizikçiler B.H.Ç.'nin “Küçük Siyah Delikler” üreten bir fabrika olabileceğini ileri sürerken, korkulacak bir şey olmadığını belirtiyor çünkü bunların hemen radyasyon enerjisine dönüşerek buharlaşacakları güvencesini veriyorlar. Prof. Dr. Bahattin Baysal, TÜBA, Türkiye Bilimler Akademisi 1 9 Temmuz 2007 günlü NATURE dergisinde İsviçre'nin Cenevre şehri yakınlarında kurulmakta olan büyük fizik aleti ile ilgili yazıları okuduğumda on yıl önceki günleri anımsadım. Bu konuyu CBT okuyucularına özetleyerek duyurmanın yararlı olacağını sanıyorum (1). Ağustos 1997'de, 36. Uluslararası Saf ve Uygulamalı Kimya Kongresi (IUPAC) Cenevre'de toplandı. İstanbul'da iki yıl önce düzenlediğimiz 35. IUPAC Kongresi'nin “bilimsel yöneticisi” olduğum için ben de davetli kimyacılar arasındayım. Kongre'de bildirimi sunduktan sonra, Cenevre Gölü kıyısındaki kahvelerden birinde oturuyor, ileride göl içindeki büyük fıskiyeye bakıyorum. Şehir gazetesinde o günlerde yapılan ilginç bir “çekirdek fiziği” deneyinin sonuçları açıklanıyor. Konu, fiziğin çözümlenmemiş kuramsal konularından biri: Evrendeki madde ve antimadde miktarlarının bu denli dengesiz oluşu. “CP Violation” deneyi. Satır aralarında, Chicago yakınlarında Fermilab'daki Tevatron protonantiproton çarpıştırıcısı gibi dev bir aletin Avrupa Birliği Projesi olarak Cenevre'de kurulacağı söyleniyor. On yıl önce Avrupa'nın böyle büyük bir projeyi destekleyebileceğini düşünemiyordum. Ekonomisini güçlendirerek hamle yapan AB bu büyük projeyi gerçekleştirdi. DENEYLER VE AMAÇLARI Avrupa Çekirdek Araştırma Örgütü’nün (CERN) ofisleri Cenevre şehri yakınlarında İsviçreFransa sınır bölgesinde yer alır. 2007 yılının yaz aylarında CERN'de tamamlandığı bildirilen ve Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (B.H.Ç.) (Large Hadron Collider) adı verilen dev bir sistemin özellikleri ve amacı üzerindeki bilgileri iletmek istiyorum. Bu Büyük Hadron Çarpıştırıcı yerin 1000 metre altında, çevresi 27 kilometre olan dairesel bir tünelde kuruldu. Tünel içinde tüm çemberi oksijen tüpleri takarak bisikletle dolaşabilirsiniz. B.H.Ç.'nin 2008 yılının ilkbahar aylarında tam güçle çalışacağı bildiriliyor. Bu durumda, dünyadaki tanecik fizikçilerinin hemen yarısının, aletin üreteceği veri akımını analiz etmek için Cenevre'de toplanacağı söyleniyor. Bu dev Çarpıştırıcı (collider) Türkiye'nin de aralarında bulunduğu 26 devlet tarafından kuruldu. Avrupa Komisyonu ve UNESCO gözlemci durumunda. Aletin yapımında 5 bin bilim adamının çalışmış. Tanecik fiziği üzerinde yapılan ilk deneyleri 1943 yılında İstanbul Üniversitesi Fen Fakültesi'nde rahmetli Prof. Dr. Ali Riza Berkem'in verdiği “Atomistik” derslerinde öğrenmiştim: İngiltere'de Ernest Rutherford, ince altın tabakalarını +2 yüklü helyum çekirdeklerinden oluşan + tanecikleri ile ışınlandırıyor ve değişik açılarda saçılan tanecikleri sayısını analiz ederek atom yapısı üzerinde önemli bir kuramı ileri sürüyordu. Son 100 yılda çekirdek ve tanecik fiziği üzerindeki gelişmeleri satır başları ile açıklamaya girişirsek, yazılacak aşırı büyük makaleyi CBT Editörünün geri çevireceği kuşkusuzdur. Bu nedenle geçen 100 yılı atlayıp 2008 yılında B.H.Ç. ile yapılması planlanan deneyleri kısaca özetlemek istiyorum. Atomların proton, nötron ve elektronlardan oluştuğu, ayrıca fizikçilerin (16) temel, noktasal tanecik buldukları biliniyor. Antimadde tanecikleri vb. ayrıntılarla bu sayının büyütülmesi olası. On yedinci tanecik olarak bilinen “Higgs” taneciğinin sadece sözünü ederek geçelim. Bugünlerde, Cenevre'deki tünelde yapımı tamamlanan Büyük Hadron Çarpıştırıcı içinde, bire bir karşı yönlerde hızlandırılan +1 yüklü protonlar çarpıştırılıyor. Tünel çemberinde, kuvvetli elektrik alanda dolanan protonlar hızlandırılarak ışık hızına yakın bir hıza erişiyor. (Protonların çemberdeki hızlarının, ışık hızının yüzde 99.9999991'ne ulaştığı bildiriliyor) Bu hıza ulaşmak için, protonun bir saniyede çemberi 11245 kez dönmesi gerekir. Bu yüksek hızla hareket eden protonları B.H.Ç. çemberinde tutmak için, süperakışkan helyum ile 271.25 ºC de soğutulan süperiletken manyetlerin kullanılması zorunludur. Karşılıklı olarak yüksek hızla hareket eden protonların çarpışması sonucu ortaya çıkan enerji, E = m c2 bağıntısına gören kütle haline dönüşebilir. Nükleer patlamalarda bu olayın tersi söz konusu olup kütlenin enerjiye dönüştüğü biliniyor. Protonların çarpışması ile oluşacak taneciklerin kütlelerinin, protonun kütlesinin 120210 katına erişebileceği düşünülüyor (Higgs gazı). Protonlar arasında saniyede 1 milyar çarpışma söz konusudur. Tanecik Fiziği Standart modelinin açıklayamadığı bazı temel soruların açıklanması bekleniyor. Kozmoloji ile ilgili bu sorular arasında maddenin orijini, evrendeki kara madde ve kara enerjinin niteliği gibi temel konular öne çıkıyor. bekleniyor. Tanecik fiziğinde bilinmeyen bir bölgede “terra incognita” yürütülecek deneyler söz konusudur. Simetri sorununun aydınlatılması ve Higgs taneciğinin gözlenip karakterize edilmesi bekleniyor. Kara madde kozmolojik bir bulgudur. Çok büyük miktarlarda, ışık yayımlamayan, yerçekimi kuvvetine sahip süpersimetrik taneciklerden oluştuğu ileri sürülüyor. B.H.Ç.'nin denetim alanındaki en büyük yeri “Kara Enerji” kaplar. Ne olduğu bilinmiyor. Ancak, evreni giderek artan bir hızla sürekli olarak genişleten bir etki yarattığı biliniyor. Fizikçiler B.H.Ç.'nin “Küçük Siyah Delikler” üre ten bir fabrika olabileceğini ileri sürerken, korkulacak bir şey olmadığını, çünkü bunların hemen radyasyon enerjisine dönüşerek buharlaşacakları güvencesini veriyorlar. TANECİK FİZİĞİNİN BÜYÜK SORUNU Einstein'ın görelilik (izafiyet, relativite) kuramı ile kuantum mekaniği çarpıştığında, fiziğin yeni yasaları ortaya çıkabilir. Bu çarpışmanın Planck eşelinde gerçekleşebileceği söyleniyor. Genel görelilik kuramı, kuantum mekaniğinden büsbütün farklı bir mantık izler. Görelilikte bir süreklilik ve determinizm söz konusudur. Kuantum mekaniği ise, tersine, kuantumlar ve olasılıklar üzerinde kurulmuştur. Genellikle bu ayrılıklar tartışma konusudur. Kuantum mekaniği laboratuvarda incelenen mikroskopik taneciklerin etkileşmelerini açıklar. Bu tür incelemelerde genel görelilik dikkata alınmaz. Çünkü gerek zayıf ve gerekse kuvvetli elektrostatik kuvvetler, görelilik kuvvetlerine göre son derece büyüktür. Genel görelilik, yıldızlar, gezegenler gibi makroskopik cisimleri inceler. Planck eşeli denilen 1019 jigaelektronvolt bölgesinde işler karışıyor. Bu büyüklükteki enerjiler içinde bulunan tanecikler için, kuantum mekaniği ile genel görelilik birlikte etkili oluyor. Bir başka deyişle gravite etkisi ağırlığını koyuyor. KAYNAK: Nature, (7151), 448, s. 225312. 19 Temmuz 2007. Günümüzde, Chicago yakınlarında Fermilab'daki Tevatron denilen çarpıştırıcıda, proton ve antiprotonlar 1Tev'a yakın bir enerji ile hızlandırılıyor (Tev, trilyon elektron volt). Bu enerji, Higgs üretimi için gerekli olanın üstündedir. Cenevre'de yapımı tamamlanan B.H.Ç.'nin 2008 yılında 7 TeV, 2009 yılında ise toplam çarpışma enerjisinin 14 TeV'ye erişmesi CBT1074/21 19 Ekim 2007 HADRON ÇARPIŞTIRICISININ ÜRÜNLERİ TARTIŞMAEDİTÖRE MEKTUP