Dünyanın en büyük parçacık çarpıştırıcısı olan Large Hadron Collider (Büyük Hadron Çarpıştırıcısı/ LHC), evrenimizin en derin gizemlerinden biri olan karanlık maddeyi incelemesini sağlayacak büyük bir yenilenme sürecine hazırlanmak üzere dün kapandı. Dört yıldan uzun sürmesi planlanan bu yükseltmenin 1,2 milyar İsviçre frangına (1,5 milyar ABD doları) mal olması bekleniyor.
İsviçre-Fransa sınırına yakın bir yerde, yerin 100 metre altında uzanan 27 kilometre uzunluğundaki proton çarpıştırma tüneli, Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi (CERN) tarafından yürütülen fizik araştırmalarının merkezinde yer alıyor. Laboratuvar, 2012 yılında parçacıkların nasıl kütle kazandığını anlamada bilim insanlarına yardımcı olan Higgs bozonunu veya “Tanrı parçacığını” keşfetti.
Bu keşif 2013 yılında Nobel Fizik Ödülü’nü getirdi. Şimdi ise bilim insanları bu tesisi karanlık maddeyi anlamak ve başka boyutları araştırmak amacıyla kullanmak istiyor. Bunun gerçekleşmesi için tünelin 1,2 kilometrelik bir bölümündeki tüm bileşenlerin değiştirilmesini gerektiren büyük bir yükseltme yapılması gerekiyor. Bu durum da tesisin tamamen kapatılmasını zorunlu kılıyor.
Karanlık Madde Neden Araştırılıyor?
Güneş’i, yıldızları, gezegenleri ve üzerlerindeki her şeyi oluşturan normal maddenin, evrenin yalnızca yüzde beşini oluşturduğu bilim dünyasında genel kabul görüyor. Geri kalan kısım ise doğrudan gözlemleyemediğimiz veya tespit edemediğimiz bileşenlerden meydana geliyor.
Söz konusu görünmez kısmın yüzde 27’sinin karanlık maddeden, yüzde 68’inin karanlık enerjiden oluştuğu tahmin ediliyor. Karanlık madde ve karanlık enerjiyi çözmek, bilim insanlarına evrenin Büyük Patlama sonrasında nasıl evrimleştiğine dair çok önemli ipuçları sağlayabilir.
Planın kritik bir parçası, Tanrı parçacığının nasıl çalıştığını anlamak. Bu da LHC’nin gelecekte daha fazla Higgs bozonu üretmesi gerektiği anlamına geliyor. CERN’e verilerine göre LHC, 2008’de çalışmaya başladığından bu yana 55 milyon Higgs bozonu üretti. Yükseltmeden sonra High Luminosity LHC (HL-HLC) bunlardan 380 milyon üretecek.
Yükseltme Sonrasındaki Değişiklikler
Çok sayıda Higgs bozonu elde etmek için araştırmacıların LHC içindeki çarpışma sayısını artırması gerekiyor. Böylelikle yeni süperiletken mıknatıslar, LHC’deki parçacık demetlerini daha da yoğunlaştıracak. HL-LHC faaliyete geçtiğinde, tünel içinde iki parçacık paketi her karşılaştığında 140 ile 200 çarpışma meydana gelecek. Şu anda bu sayı yalnızca 60 seviyesinde bulunuyor.
CERN bilim insanları, çarpışmalardan 100 kat daha fazla veri toplamayı bekliyor fakat gerçekte çarpışma sayısının saniyede birkaç milyar düzeyinde olması ve bilim insanlarının depolayamayacağı kadar çok veri üretmesi bekleniyor.
Bunun yerine, verileri gerçek zamanlı tarayarak gelecek vadeden olayları tespit etmek ve yalnızca bilgileri kaydetmek üzere eğitilen YZ sistemleri devreye alınacak. Yenilemenin tahmini 1,2 milyar İsviçre frangı tutarındaki maliyeti; CERN üyelik ücretleri ile ABD, Kanada, Japonya ve Çin gibi ülkelerin bağışlarıyla karşılanıyor.
Bilim insanları, daha fazla verinin yanı sıra 2030 yılında hazır olacak HL-LHC sayesinde aynı anda iki Higgs bozonu üretmeyi ve hatta bunların birbiriyle etkileşimini gözlemlemeyi umuyor.
LHC’nin kapanması, yeni formuyla keşfedebileceği yepyeni olasılıklarla dolu bir geleceğin kapılarını aralıyor.
Kaynak: https://interestingengineering.com/science/cern-lhc-billion-upgrade-four-years
