FİZİK

Büyük Hadron Çarpışdırıcısı Nasıl Çalışıyor?

21.yy ın en önemli fizik olaylarında biri Higgs bozonunun bulunması ve CERN' de Büyük Hadron Çarpıştırıcısı sayesinde yapılan deneyler görülüyor. Büyük Hadron Çarpıştırıcısı aracılığı ile yapılan deneyleri bu kadar önemli yapan şey daha önceleri sadece teorik olarak ortaya atılan parçacık fiziği problemleri, evreni anlama sorunsalı ve kuantum fiziğinin uğraş alanı gibi birçok teorik fikre deney ortamı yaratarak kanıtlanma şansı yaratmasıdır. Büyük Hadron Çarpıştırıcısı kullanılmaya başladığından beri birçok teorik fikri destekleyerek kanıtlamış ve birçok teorik fikrin çürütülmesine neden olabilecek deneysel veriler elde etmiştir. Ancak bunların arasında en çok ilgi gören standart model adı verilen ve fiziğin temel taşlarından olan teoriyi destekleyecek nitelikte olan Higgs Bozonunun bulunmasıdır.

Bilimdeki birçok soru işaretini yok etmeyi amaçlayan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı deneyleri, CERN' de oldukça olağan üstü bir mekanizmaya sahip devasa boyutlardaki bir Hadron çarpıtıcısı sayesinde yapılır. Geneva' da bulunan 27 km uzunluğundaki Büyük Hadron Çarpıştırıcı içinde bulunan bir protonun ivmelenerek çarpıtıcı boyunca kazandığı enerji, bir insanın orta büyüklükte bir araba da saatte 1700 km hızla gitmesi ile kazanabileceği enerji miktarına eşittir. Büyük Hadron Çarpıştırıcısı ya da kısaca LHC (Large Hadron Collider) şu ana kadar yapılmış en büyük parçacık hızlandırıcıdır. LHC bilim insanlarına evrenimizi oluşturan Big Bang patlamasının hemen ardından oluşan koşulları deneysel olarak minimize ederek gözlemlerine yardımcı olur. Büyük Hadron Çarpıtıcısı ile günümüzden 14 miyar yıl önceki koşullara ulaşılır. Bu zaman diliminin patlamanın hemen ardından enerjinin ve maddenin oluşmaya başladığı an olduğuna inanılmaktadır. Bu anda oluşan madde enerji ve kuvvetlerin şu an içinde bulunduğumuz evreni var ettiği düşünülmektedir.

Bilim insanları günümüzü oluşturan Big Bang in hemen arkasındaki koşulları yerin 100 m altında 27 km uzunluğundaki bir tünel içerisine protonu ve bazı iyonları ışık hızına yakın hızlarda hızlandırarak elde etmeye çalışmaktadırlar. Büyük Hadron Çarpıştırıcının çalışma prensibini maddeleştirirsek:

- LHC iki adet atomik parçacığı 27 km uzunluğundaki tünel içerisinde zıt yönlerden hareket etmesi için ivmelendirir.

- İvmelenen bu parçacıklar maksimum hızlarına ulaşıncaya dek harekete devam ederler.

- Parçacıklar maksimum hızlarına ulaştıklarında LHC onlara Çarpıştırıcı boyunca 4 farklı noktada çarpışma olasılığı yaratır.

- Çarpışma neticesinde binlerce yeni parçacık oluşur ve çarpışma noktalarındaki detektörler yardımı ile bilim adamları bu parçacıkları ve davranışlarını gözlemleme imkânı bulurlar.

Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, evrenin ilk koşullarını gözlemlememizi sağlayacak ekstrem koşullar yaratarak yeni parçacıklar ve davranışlarını gözlemle imkanı verir. Tüm bu gözlemler Evreni anlama ve geçmişini öğrenme açısından oldukça önemlidir. Bu nedenle LHC kuşkusuz 21. Yy ın en önemli fizik olaylarına sahne olmaya devam edecektir.