Devasa Hayalim CERN Gezisi Notları

1
shares
Facebook Paylaş
Twitter Paylaş
Google+ Paylaş
LinkedIn Paylaş
Pinterest Paylaş
StumbleUpon Paylaş
+
Bu Nedir?

Bundan yıllar yıllar önce gönüllü olarak fizik üzerine video’lar izleyeceksin, büyük patlamayı, evrenin oluşumunu merak edeceksin.. bir de fizik merakının peşinden CERN’e ziyarete gideceksin deseler gözlerimi devirip gülerdim. Sayısal bölüm seçmiş biri olarak lisede her fizik sınavından önce tüm soruların çözümlerini (bir gram anlamadan) ezberlerdim. Sınavda iyi not alırdım ancak sonrasında gerçekten öğrenmediğim için her şeyi unutur giderdim.Üniversiteye giriş sınavında fizik bölümüne çok yanlış yaparım ve puanım düşer diye hiç dokunmadım! Ama coğrafya ve tarihi hatasız full’ledim! Değişim gerçekten de kaçınılmaz bir şey..

Aradan yıllar yıllar geçti; TED video’ları, bazı kitaplar, eşimin aşırı fizik sevgisi ve evde sürekli fizik konuşması derken fizik-sever oldum. Fizik sevgimin arkasında evrenin ve dünyanın oluşumunu açıklayan en mantıklı araç olması, “zaman” kavramının ne olduğuna dair bazı cevaplar sunması gibi mantıklı nedenler var. Bir de paralel evrenler, 11 boyut ve yaşadığımız her şeyin bir simülasyon olduğunu öne süren simülasyon hipotezi gibi duygusal nedenlerim var.

ps: bu yazıyı okumadan evvel evren ve fizik üzerine cehaletimizi döve döve azaltacak ted videoları listesi için tık tık 

Çok gezen ve amatör fizik-sever olarak bir süredir CERN’e gitme hayalleri kuruyordum. Nisan ayının başında sonunda hayallerim gerçek oldu. Şimdi sizi de peşime takıp CERN’ün İsviçre’deki kampüsünü adım adım gezdiğim o harika güneşli güne götürmek ve olanları anlatmak isterim dostlar. Daha fazla konuşmadan CERN Gezisi Notlarım ve fotolarım ile sizleri baş başa bırakıyorum.  (çok uzun süredir bu cümleyi kurmak istiyordum! 🙂 )

CERN NEDİR? BURADA NELER YAPILIR?

Tam açılımı Fransızca olarak : Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, Avrupa Nükleer Merkezi olarak dilimize çevriliyor. CERN, Dünya’nın en büyük parçacık fiziği laboratuvarı. Avrupa ekonomik ve bilimsel gelişmeler anlamında İkinci Dünya Savaşı’nın enkazından çıkmaya çalışırken 1954 yılında; 12 ülkenin katılımı ile kuruluyor. Günümüzde 22 tam üyesi var. Türkiye ortak üye (associate) statüsünde; yani henüz tam üye değil.

CERN’ün kuruluş ve araştırmalarının amacı: evreni açıklama ve anlamamızı geliştirmek, parçacıkları çalışmak, maddeyi ve onu bir araya getiren etmenleri incelemek olarak belirtiliyor. Ayrıca kalıcı + konuk/dönemsel çalışanları kabaca hesaplayınca 100’den fazla ülkeden 12.000’e yakın bilim insanını devasa kampüslerinde barındırıyor. Kampüsler gerçekten de araba ile uzun uzun gezilecek kadar büyük.

“CERN’de tam olarak ne yapılıyor?” derseniz kuruluş amacı olan “insan bilgisini hep daha ileriye götürme” ilkesine uygun sayısız araştırma yapılıyor. Bu araştırmaların sonucu harika fizik buluşları olduğu gibi günlük hayatta işimize yarayacak (misal kanser tedavi alanında, yazılım alanında veya bina yalıtım alanında vb) teknolojiler geliştiriliyor. Zaten sayısız milletten bu kadar zeki insanı bir araya getirince harika işler ve buluşlar çıkması beklenen bir şey.

Hem biraz parçacık fiziği dinlemek, hem evrenin yolculuğunu öğrenmek hem de bu aşırı bilimsel ortamda bulunup umut ve ilhamla dolmak için CERN’e gidilir. 🙂

İlk Yıllardan Bir Foto

CERN GEZİSİ REZERVASYON 

CERN’e gitmeye karar verdiniz diyelim (süper karar 🙂 ) ama hemen akşamdan sabaha gitmek mümkün değil. Şu linkten atmaca gibi rezervasyon takip etmek gerekiyor. Rezervasyon yaptırmadan gezemiyorsunuz ve genelde iki hafta sonrasına kadar tarihler rezervasyona açık oluyor. İyi haber: tüm turlar rehberli yani sizi orda salmıyorlar zira anlatan biri olmadan boş boş bakma ihtimali çok yüksek. Bir de turlar İngilizce veya Fransızca; mutlaka rezervasyon yaptıracağınız turun diline dikkat edin.

CERN GEZİSİ ULAŞIM

CERN’e gitmek için en mantıklı nokta İsviçre’nin Cenevre kenti. Zira şehir merkezinden 20 dakikalık bir tramvay yolculuğu ile kapısına kadar gidebiliyorsunuz. Cenevre’de havalimanına inince veya otelinize giriş yapınca 2 gün geçerli ücretsiz ulaşım kartı veriyorlar. (çünkü medeniyet!) Bu kart ile merkez tren garından 18 no’lu tramvaya bindiniz mi 20 dakika sonra CERN’ün kapısınasınız. Hem de ücretsiz. 🙂 Bir de burayı dağ başında uzak ve izole bir yer sanmayın, yerleşim yerlerine oldukça yakın.

CERN KAMPÜSÜ

Tüm lojistik detayları ayarladıktan sonra CERN kampüsüne varıyoruz. Burası “kampüs” ancak bence “kasaba” denmeli. Zira bir kısmı İsviçre’de ve araba ile gezilecek kadar büyük. Diğer bir kısmı (ben buraya gitmedim) sınırın ötesinde Fransa’da ve gene çok büyük. Maalesef her yeri kafamıza göre gezemiyoruz. Rehberli turlarda rehberin yönlendirmesi ile geziyoruz.

Kampüslerde ilk dikkatimi çeken sokak adlarının bilim adamlarının adları olmasıydı. Ancak sokak isimlerindeki bu yaratıcılık bina isimlerine yansımamış. Binaların isimleri yoktu, numaraları vardı. “9 no’lu binada buluşalım” misali. 🙂 Sokak isimlerinde Einstein’a biraz torpil geçilmiş, en büyük ve işlek caddelerden biri onundu. İkinci dikkatimi çeken nokta binaların dışı ve içi “önemli olan fonksiyonellik, estetik değil” mantığı ile olabildiğince basit, sade ve abartıdan uzak. Genelde “biçime değil içeriğe bakalım” kafasında olduğum için ben sevdim. Benim öğrenci olduğum yılların devlet okulları gibiydi pek çok yer. 🙂 Ancak süper ileri teknoloji, her yer ekran, uçan kaçan beklentiler içindeyseniz olmayın derim.

Bir de bilmenizin faydalı olacağı bir bilgi: bazı binaların içleri kısmen radyoaktif. Minik çocuklar, hamileler, hamile kalmaya çalışanlar dikkat!

CERN’DEKİ BELLİ BAŞLI BÜYÜK DENEYLER

CERN’de yapılan deneyler Büyük Hadron Çarpıştırıcı (LHC =Large Hadron Collider) kullanılanlar ve kullanmayanlar olarak ikiye ayrılıyor. Büyük Hadron Çarpıştırıcı (LHC) , halihazırda dünyadaki en büyük ve en güçlü parçacık hızlandırıcı. LHC canavarı tam olarak yerin yaklaşık 100 metre altından geçen 27 kilometre çevreli devasa bir daire şeklindeki parçacık hızlandırıcı. İsviçre, Fransa ve İtalya’nın altından geçiyor. Yani LHC’nin sınırları CERN’ünkülerden büyük.

İçerisindeki mıknatıslar ve daire boyunca diğer hızlandırıcılar ile parçacıkların hareketlerine yön veriyor. LHC içerisinde ışık hızına yaklaşan iki parçacık ışınları çarpıştırılıyor. Çarpışma için üstün iletken mıknatıslar kullanılıyor. LHC’de yapılan çarpışmalar için -271.3 derece (mutlak sıfır Kelvin’e yakın) derecelere kadar soğutma yapılıyor. Bu öyle soğuk bir derece ki, uzay boşluğundan bile soğuk!Sırf LHC hızlandırıcısını yaparken bile harika biliminsanları ve mühendisler öyle teknolojiler yaratmış ki. Mesela İngiltere-Fransa arası Manş Denizi’ne tünel yaparken LHC için yapılan kazıdaki teknolojiden yararlanılmış. Aşağıdaki video’da LHC’yi çalışırken görebilirsiniz.

BÜYÜK HADRON ÇARPIŞTIRICISI LHC İLE YAPILAN DENEYLER

LHC ile tam olarak yedi adet deney yapılıyor. LHC dedektörleri sayesinde çarpışmalar sonucu oluşan sayısız parçacığı inceliyor. Tüm deneyler 100 milletten fazla bilim insanlarınca takip ediliyor. En büyük ve en fazla bilinen iki deney ATLAS ve CMS.  ATLAS deneyinde fizik bilimine dair pek çok şey araştırılıyor: Higgs bozonu, ek boyutlar, karanlık maddenin parçacıkları gibi pek çok şey. (bu yazdıklarımı da aklım kısmen aldı zaten 🙂 ) Ayrıca ATLAS’ta 38 ülkeden 3000 bilim insanı çalışıyor. CMS deneyi de ATLAS ile aynı konuları araştırıyor, ama farklı metodlarla. CMS’de çalışan 42 ülkeden 4300 bilim insanı ATLAS’ta bulduklarını doğrulama, çürütme ve aynı bulgulara başka yollardan gitme peşindeler denebilir (çok) kabaca. Aşağıda CMS projesine dair kısacık bir video izleyebilirsiniz..

Bir de daha özel konularda çalışan deneyler var: Alice ve LHCb deneyleri. Alice temel parçacıkların (kuark) plazma halindeki durumlarını gözlemliyor. Evet bu cümleyi ilk duyduğumda ben de boş baktım. Şöyle anlattılar: Evrenin ilk anlarında olduğuna inanılan kuark gluonların içinde bulunduğu plazma gibi durum.. Alice deneyinde bu gözlemleniyor. Yani kuarklar o kadar enerjik ki (kuark gluon plazma hali) birleşip atom olamıyorlar henüz! Madde = kuarkların bağlanma durumu atom. Plazma = kuarklar o kadar enerjik ki henüz bağlanıp atom olamıyor. Auuww! 🙂 Alice’de bu kuark gluon plazması kurşun elementi çarpıştırılarak inceleniyor.

LHCb deneyine gelecek olursak “bizim parçacık hızlandırıcı LHC’nin yanındaki “b” harfi ne iş?” diye sormanızı beklerim. Dikkatle okumak bunu gerektirir çünkü. Yoksa sadece başlıklara ve fotolara bakanlardan mısınız? 🙂 Şöyle: LHCb deneyinde, evrenin ilk anlarında oluşan parçacıklara benzeyen “b kuark” burada inceleniyor. Çünkü b kuark, hakkında ölçüm yapılabilecek en ağır kuark. B’yi çözmemiz durumunda evrende neden madde çok ve anti madde çok çok az anlayabileceğimiz düşünülüyor. Yürü Alice & LHCb diyoruz!!!

BÜYÜK HADRON ÇARPIŞTIRICI (LHC) KULLANILMADAN YAPILAN DENEYLER

Süper Proton Senkontron nam-ı değer SPS

Süper Proton Senkontron (nam-ı değer SPS ) Test Hızlandırıcısı

CERN’de yapılan deneylerin odak noktası LHC hızlandırıcısı ile yapılan deneyler. Ancak LHC kullanılmadan yapılan pek çok deney de var. Detaylıca şuradan (ingilizce) okuyabilirsiniz. Ben sizlere hakkında bilgi aldığım ve azıcık şans (ve torpille) test düzeneğini bizzat yakından gördüğüm COMPASS ve SPS deneylerinden bahsetmek isterim. COMPASS deneyi Süper Proton Senkontron (SPS)’unu kullanan çok amaçlı bir deney. Peki needir bu “çok amaçları?”

Kuarkların gluonların birlikte oldukları karmaşık şekilleri inceliyor. Proton ve nötronlarların nasıl hareket ettiğini, ve kuarkları birbirine bağlayan gluonların gücünü araştırıyor. Ayrıca içlerindeki hiyerarşiyi de kontol ediyor. COMPASS projesinde 11 ülkeden 240 adet fizikçi beraber çalışıyor. Araştırmaların sonuçları ile proton ve nötronların karmaşık dünyalarını aydınlatmak hedefleniyor.

Süper Proton Senkontron (SPS) ise CERN’ün ikinci büyük canavarı. 7 kilometrelik çevresi ile Proton Senkontron’undan aldığı parçacıkları hızlandırıp LHC, COMPASS ve diğer deneylere gönderiyor. 1976 yılından beri çalışıyor.

BANA BAŞKA BAŞKA PARÇACIK HIZLANDIRICILARINDAN BAHSET..

CERN’deki ana projeleri anladıysak (veya benim gibi “anlar gibi” olduysak) gelelim hızlandırıcılara. CERN’de 7 adet hızlandırıcı var: Linac’lar (2,3,4), Anti Proton Hız Kesici, en ünlü canavar hızlandırıcı olan LHC (large hadron collider = büyük hadron çarpıştırıcı), LEIR (düşük enerji iyon halkası) ve Proton Senkrotronlar ( Proton Senkrotron, Proton Senkrotron Hızlandırıcı ve Süper Proton Senkrotron). Bu cümleyi kurmak tam 15 dakikamı aldı! 🙂

Şimdiye kadar ilgi ile okuduysanız LHC ve Proton Senkotronlara hakimsiniz, size inanıyorum. En azından LHC’ye hakimsiniz! 🙂 O zaman gelin 3 çeşit olan LINAC ailesine ve Proton Hızlandırıcılara bakalım..

Ama önce buraya kadar ilgiyle (veya zorla) okumayı başardıysanız ufak bir dedikodu vereyim. İsviçre-Fransa sınırından kara yolu ile malzeme taşımaktan üşenen CERN bilim insanları , yer altından iki ülke arası bir yol kazarak gümrüğü bypass etmişler! 😉

LINAC ve PROTON HIZLANDIRICILAR

Linac Detay (ortada 4lü magnetler)

Linac Detay (ortada 4lü magnetler)

Tüm bu hızlandırıcılar deneylerde sürekli kenardan köşeden bir birlerine bağlamak için var. Yani içeri giren bir parçacık LHC’ye düşünce ülke ülke (Fransa, İsviçre, İtalya) gezmeden çıkamıyor. 🙂  Linac ailesinden hızlandırıcılar adları gibi lineer (doğrusal) şekilde olan hızlandırıcılardan. İçlerindeki 4 taraflı mıknatıslar içeri giren hidrojen (alt sol fotodaki H2 gazı) atomlarındaki protonları, elektronlardan ayırıyor. Gene 4 taraflı mıknatıslar (alt sağ foto dörtlü mıknatıslar sayesinde protonlar sıkı bir demet olarak kalıyor. Linac 2 çıkışında da Proton Senkrotron Hızlandırıcı‘ya giriyorlar.

Proton Senkrotron Hızlandırıcı ise CERN’in hızlandırıcılar kompleksi içinde acayip kritik bir canavar. SPS’ye girecek protonları hızlandırıp, LEIR (low energy ion ring)’e girecek protonları yavaşlatıyor. İlk versiyonu 1959 yılında yapılmış, ancak günümüzde 1970’te yapılan versiyonu kullanılıyor. CERN’ün tüm kilit deneylerinde kullanılan bir hızlandırıcı.

Çok özetle – maddeler atom altı parçacıklarına ayrılıyor, bol enerji, manyetik alan ve hızlandırma ile manipüle edilip gözlemleniyor. Bu deneyler sonucu başta “evren nasıl oluştu?” olmak üzere sayısız soruya cevap arıyoruz bizler de. İyi ki 2. Dünya Savaşı’ndan sonra CERN kurulmuş. İyi ki başta ben olmak üzere pek çoğumuzun algısının ötesinde işler yapıyorlar. Yaşasın bilim! 🙂

Her şeyi anlamasak da araştırıp bir şeyler öğrenmek bile çok çok heyecanlı.. Stephen Hawking’in 2013 yılında söylediği gibi “Yerdeki ayaklarınıza değil, yukarıdaki yıldızlara bakmayı unutmayın. Gördüklerinizi anlamlandırmaya çalışın ve evreni neyin var ettiğine yönelik o çocuksu meraka sıkı sıkı tutunun.

Facebook Paylaş
Twitter Paylaş
Google+ Paylaş
LinkedIn Paylaş
Pinterest Paylaş
StumbleUpon Paylaş
+

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir