Dünyanın en büyük ve en güçlü parçacık hızlandırıcısı Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC), üç yıl süren geliştirme ve bakım işlemlerinden sonra üçüncü kez çalıştırıldı. Atom çarpıştırıcısı, Salı günü TSİ 17:51’de İsviçre’de yer alan 27 km uzunluğundaki süperiletken mıknatıs halkasından proton ışınları gönderdi. Yapılan yeni güncelleştirmeler, LHC’nin 13,6 trilyon elektron voltluk artırılmış bir çarpışma enerjisine ulaşmasını sağlayacak (daha önce çalıştırıldığında 8 trilyon ve 13 trilyon elektron volta ulaşmıştı). Fizikçiler, makinenin bu yoğunlukta neredeyse dört yıl çalışmasını ve parçacık fiziği alanında yeni keşiflere kapı aralamasını bekliyor.
Avrupa Nükleer Araştırma Örgütünün (CERN) Hızlandırıcılar ve Teknoloji Bölümü müdürü Mike Lamont, “Bu önemli artış, yeni keşiflere zemin hazırlıyor” diyor bir basın bülteninde.
Güçlendirilen Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, En Zor Sorularla Uğraşmak İçin Geri Döndü
LHC’deki yeni dönemin hedeflerinden biri de, çarpıştırıcının on yıl önce ortaya çıkardığı atom altı bir parçacık olan Higgs bozonunun yapısını daha iyi anlamak. Bilim insanlarının elektron ve kuarklar gibi diğer parçacıklara kütle verdiğini düşündüğü Higgs bozonu parçacığı, milyarlarca yıl önce evreni meydana getiren Büyük Patlama’dan 10 ila 12 saniye sonra oluşmuş.
LHC’yi işleten CERN’deki bilim insanları, Higgs bozonunun müon gibi diğer maddelere nasıl bozunduğunu ölçmeyi planlıyor. CERN’de çalışan bilim insanı Michelangelo Mangano, basın bülteninde şöyle aktarıyor: “Higgs bozonu efsanesinde tümüyle yeni bir sonuç ortaya çıkabilir ve ikinci nesil parçacıkların da kütlelerini bu Higgs mekanizması yoluyla kazandığı ilk defa onaylanabilir.”
LHC’de yapılan geliştirmeler, madde-anti madde asimetrisinin kökeni gibi evrenin diğer temel özelliklerini de daha hassas ölçmeyi sağlayacak. Evrende neden anti maddeden daha fazla madde olduğu henüz bilinmiyor. Diğer ilgi alanları arasında ise karanlık maddenin aranması ve maddenin olağanüstü sıcaklıklar ile yoğunluk altında incelenmesi bulunuyor.
LHC, atomların bu nadir parçalarını yakalamak için parçacık ışınlarının enerjisini çoğaltmak üzere birden fazla hızlandırma yapısı barındırıyor. Makine, parçacıkları birbirlerine doğru daha fazla itmeye yardımcı olan ve çarpışma olasılığını artıran binlerce mıktanıs kullanıyor. Bu ışınlar, birbirlerine çarpmadan önce neredeyse ışık hızında gidiyor ve bilim insanlarının atomların içerisini incelemesine olanak sağlıyorlar.
Fizikçiler, parçacık çarpışmaları yoluyla maddenin bilinen en küçük yapı taşları hakkında epey bir bilgi edinmiş. Yine Salı günü CERN, bir pentakuark ve iki tetrakuarktan oluşan üç yeni egzotik parçacığın bulgularını sundu. Keşif, fizikçilere kuarkların nasıl oluştuğu hakkında bilgi sağlayabilir. Çok küçük bir elektrik yükü taşıyan atom altı parçacıklar olan kuarkların birleştikleri zaman proton ile nötronları meydana getirdiği düşünülüyor. Tüm bunlar ise bir atom çekirdeğinde yer alan hadronlar olarak biliniyor.
Bilim insanları ayrıca üçten fazla kuarktan meydana gelen egzotik hadronların oluşumunu da bu sayede açıklayabilir. Keşif deneyinden sorumlu sözcü Chris Parkes, ayrı bir basın bülteninde şöyle aktarıyor: “Yeni tip tetrakuark ile pentakuarkların bulunması ve bunların özelliklerinin ölçülmesi, bilimsel kuramcıların birleşik bir egzotik hadron modeli geliştirmesine yardımcı olacak. Hadronların tabiatı hâlâ büyük oranda bilinmiyor.” LHC’nin çalışmasıyla birlikte, bilim insanları evrenin sırlarını açığa çıkarmaya bir adım daha yaklaşmış olabilir.
Yazar: Jocelyn Solis Moreira/Popular Science. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
