Hayır, adı Daha Büyük Hadron Çarpıştırıcısı değil; Gelecekteki Dairesel Çarpıştırıcı.
Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC), bilim ve teknolojideki yeni buluşların zirvelerinden biri olmaya devam ediyor ancak fizikçiler, geliştirilecek yerler olduğuna inanıyor. Ayrıca yıllar süren araştırma ve geliştirmeden sonra Avrupa Nükleer Araştırma Organizasyonu (CERN) öncülüğündeki uluslararası bir ekip, parçacık çarpıştırıcının halefi için hazırlanan detaylı planları gösteren bir yol haritası yayımladı. Yeni çarpıştırıcının boyutu, “Büyük Hadron Çarpıştırıcısı“ndaki “Büyük” ifadesini gölgede bırakıyor.
LHC, ilk faaliyetlerine 2008 yılında başladığından beri araştırmacılara evrenin en temel ve gizemli kuvvetlerinden bir kısmını inceleme olanağı sunmuştu. Fakat modern fiziğin bu en derin sorularını araştırmak için fazla miktarda zaman, enerji ve alan gerekiyor. Kuantum fiziği alanında eğitim görmediyseniz, makinenin mantığını anlamak neredeyse imkansız. Fakat altında yatan mekanizmalar görece basit: LHC temel olarak, atom altı parçacıkları Cenevre yakınındaki Fransa-İsviçre sınırının yaklaşık 175 metre altına gömülü 27 km genişliğinde dairesel bir tünelde döndüren son derece güçlü mıknatısların oluşturduğu hassas bir ağdan meydana geliyor. Bu parçacıklar daha sonra birbirleriyle neredeyse ışık hızında çarpışıyor ve evrendeki en kuvvetli etkileşimlerin bazılarının hızına yaklaşan şartlar açığa çıkarıyor.
Örneğin LHC deneyleri, 2013 yılında “Tanrı parçacağı” adıyla da bilinen Higgs bozonunun varlığının doğrulanmasından sonra nihayet Standart Fizik Modeli’nin tamamlanmasına yardımcı oldu. Kuramlarda uzun süredir adı geçen fakat hiç belgelenmeyen Higgs bozonu, Büyüt Patlama’dan sonraki ilk anlarda ilk maddenin nasıl bir araya geldiğinin açıklanmasına yardımcı oluyor.
Fakat LHC’nin kabiliyetlerinin de sınırları var. Belli bir noktada, gelecekte yapılacak keşifler için çok daha geniş bir parçacık hızlandırıcı gerekecek; CERN, Gelecekteki Dairesel Çarpıştırıcı (FCC) ile tam da bunu yerine getirmeyi umuyor.
CERN sözcüsü Arnaud Marsollier, Associated Press‘e şöyle konuşuyor: “Nihayetinde yapmak istediğimiz şey, bugün elimizdekinden 10 kat daha fazla enerji sağlayacak bir çarpıştırıcı. Daha fazla enerjiniz olduğu zaman daha ağır olan parçacıklar meydana getirebilirsiniz.”
CERN, FCC fizibilite çalışmasının bulgularını on yıl boyunca en az 100 senaryoyu incelemesinin ardından üç gün önce yayımladı. Çalışmayla beraber yayımlanan duyuruda uzmanlar, “fizikteki hedefleri, jeolojiyi, inşaat mühendisliğini, teknik altyapıyı, bölgesel ve çevresel boyutları, hızlandırıcı ve dedektörlere yönelik Ar&Ge ihtiyaçlarını, sosyoekonomik faydaları ve maliyeti” dengeleyen bir plan üzerinde anlaşmışlar. Üstelik bu plan, LHC’yi cüce hale getirecek bir yer altı tesisinin inşaatını gerektiriyor.
Yaklaşık 91 km çapındaki FCC, LHC’nin boyutunun üç katından fazla büyük olacak ve devam eden dört deneyin izleneceği sekiz yüzey laboratuvar bölgesi barındıracak. Tünelin çapı 5 metre olacak (LHC tünelinin genişliği 3,5 metre) ve 200 metrelik ortalama bir derinliğe gömülecek.
CERN’in Fizibilite Çalışması Raporu, FCC için iki muhtemel aşamanın ana hatlarını sunuyor. Bunlardan ilki olan elektron-pozitron çarpıştırıcısı, “farklı kütle merkezi enerjilerinde çalışan bir Higgs, elektrozayıf ve üst-kuark fabrikası” görevi görecek. İkinci aşama ise yaklaşık 100 tera elektronvolt’luk (TeV) “eşi görülmemiş bir çarpışma enerjisi” meydana getiren bir proton-proton çarpıştırıcısı içerecek.
Ancak FCC henüz karara bağlanmış değil. 16 milyar dolar tutacağı tahmin edilen proje için hâlâ bağımsız bir inceleme gerekiyor. Sonrasında ise CERN’in iki düzine üye ülkesi, 2028’de ortak bir karar verecek. FCC, onaylanması halinde aslında çok nesilli bir proje de olacak. Araştırmacılar tesisin ilk faaliyetlerine 2040’ların ortalarından önce başlamasını beklemiyor. İkinci bir aşama ise 2070 başlayacak.
FCC deneyleri sırasında yapılacak keşifler muhtemelen beklemeye değecek ve kuramsal fizikten çok daha fazla şeyi etkileyecek. CERN’e göre LHC ve FCC gibi parçacık hızlandırıcılar, tıbbi kullanım amaçlı süperiletken malzemelerde, füzyon enerjisi araştırmasında, elektrik iletiminde ve diğer pek çok alanda ilerlemeye katkıda bulunabilir.
Yazar: Andrew Paul/Popular Science. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
