İçeriğe geçmek için "Enter"a basın

BHÇ, İlk Kez Atomları Çapıştırdı

İsviçre ve Fransa’nın altındaki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (BHÇ) atomları ilk kez neredeyse ışık hızına yakın bir hızda başarıyla çarpıştırdı. Sonuçlar, beklenenin de ötesindeydi.

Testler, çığır açacak yeni deney serilerinin önünü açacak konseptlerin heyecan verici bir kanıtıydı. Yeni deneylerle maddenin yeni halleri hatta karanlık madde ortaya çıkarılabilir.

BHÇ genellikle, protonları 27 kilometrelik tünelde hızlandırıp çarpıştırarak tuhaf, yeni parçacıkları ortaya çıkarmasıyla tanınıyor. 2012 yapılan deneyler Higgs bozonunun ortaya çıkmasını sağlamıştı. O zamandan beri atomaltı parçacıkları, kışkıştırıcı yeni bir fiziğin ipuçlarını ve gerçekliğin sınırlarını göstermeye devam ediyor.

Fakat on yıllık araştırmanın ardından biliminsanları ilk kez sadece atom çekirdeğini değil, bir elektronu olan atomların kendilerini çarpıştırmayı başardı.

Deney, Gamma Fabrikası adındaki yeni bir kavramın kanıtlanmasıyla ilgili. Buna göre BHÇ, karanlık madde gibi yeni madde türlerini ve büyük parçacıkları üretebilmeye kabiliyeti olan bir gamma ışını fabrikasına dönebilir.

“Şu andaki CERN araştırma programı ve yapısını nasıl genişletebileceğimiz üzerine yeni fikirleri araştırıyoruz.” diyor BHÇ mühendisi Michaela Schaumann. “Nelerin mümkün olduğunu bulmak, ilk adım.”

Bu zamana kadar bunun denenmemiş olmasının sebebi hızlandırılan atomların oldukça kırılgan olması sebebiyle elektronların kopabilmesinin çok kolay olması. Bu da çekirdeğin ışın borusunun duvarlarına çarpasına neden olabilir.

Yüksek enerjili atom ışınları hassas mıknatıslarla çevrili oldukça pahalı bir makinada çarpıştırmak pek de göze alınabilir bir risk gibi görünmüyordu. Bu deneye gelene kadar biliminsanları ksenon atomunun çekirdeğini hızlandırdılar. Daha sonra CERN’deki ikinci hızlandırıcı olan Süper Proton Hızlandırıcısı’nda elektronlarında kısmen ayrılmış öncü iyonları hızlandırdılar.

Öncü atomları BHÇ’ye koymak ise deneyin son kısmıydı. İlk kısımda BHÇ’deki 24 atom demeti bir saat boyunca düşük enerjili kararlı bir ışın oluşturabildi. Daha sonra BHÇ’ye tam güç verilerek kapatılmadan önce iki dakika daha çalıştırıldı.

Eğer çok fazla atom rotadan çıkarsa bu BHÇ’ye zarar verebileceğinden mıknatıslar yeniden kurulduktan sonra ekip sadece 6 atom demeti kullanmaya karar verdi. Bu sefer kapatmak zorunda kalmadan iki saat boyunca BHÇ’yi çalıştırdılar.

Fizikçi Witold Krasny “BHÇ’deki bu özel ışın türünün ömrünün en az 15 saat olacağını tahmin ettik.” diyor. Atom deneylerini yürüten ekibin başındaki biliminsanı Krasny “Ömrün 40 saate kadar uzayabileceğini öğrendiğimizde şaşırdık. Şimdi soru bu deney sırasında hala protonlar için ayarlı olan yön vericileri atomlar için ayarlarsak daha yüksek yoğunluklaki ışının ömrünün ne kadar olabileceği.” diye ekliyor.

Eğer araştırmacılar atomlar için gerekli düzenlemeleri yaparlarsa sonraki adım dönen atomları bir lazerle vurarak elektronları daha yüksek bir enerji seviyesine çekmek. Elktron düştüğünde, ışık parçacığı olarak etrafa enerji yayar.

BHÇ’nin içindeki atomların ışık hızına yakın bir hızla hareket etmeleri durumunda, ışık parçacığının enerjisi inanılmaz derecede yüksel olur ve dalgaboyu da sıkışacağından bir gama ışınına dönüşür.

Bu gama ışınları kuarklar, elektronlar ve müonlar gibi parçacıkları üretebilecek kadar güçlü olur. Ayrıca büyük parçacıklara dönüştürülebilirler ve belki de karanlık madde gibi yeni madde türleri oluşturulabilir. Yol çok uzun olsa da BHÇ’de bilimin yeni bir çağı başladı.

Kaynak 1