Cevap veriyoruz: Protonlar! 8 Nisan’da Kuzey Amerika’dan izlenen tam Güneş tutulması sosyal medyada bir dizi komplo teorisi arasından öylece geçip gitti. Teoriler arasında ABD’de darbe yapılacağı, telekomünikasyon ve elektriğin kesileceği gibi iddialar yer alırken, bazı oklar doğrudan bir kurumu işaret ediyordu: Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, kısaca CERN. Türkçe açılımıyla Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi, İsviçre ve Fransa sınırında yer alan ve dünyanın en büyük parçacık fiziği laboratuvarını yöneten araştırma kuruluşu. Peki Cern’de neler oluyor?
1954’te 12 ülkenin katılımıyla kurulan CERN’ün bugün 23 tam üyesi var. Türkiye ise ortak üye statüsünde.
BAŞKA BİR EVRENE, HATTA “CİNLER ALEMİNE” PORTAL AÇMAK
CERN aynı zamanda “dünyanın en büyük makinesi” diye de bilinen Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’na (Large Hadron Collider) ev sahipliği yapıyor.
Bu büyük çarpıştırıcı 1998 ve 2008 arasında 100’ü aşkın ülkeden 10 bin bilim insanı ve mühendisin yanı sıra 100’ün üzerinde üniversite ve laboratuvarın katılımıyla inşa edildi.
Ancak bu devasa makine, son günlerde sosyal medyada yayılan türlü türlü iddianın da odağında. Bazıları çarpıştırıcının kara delik yaratmada kullanıldığını, bazıları da başka boyutlara (hatta cinler alemine) açılan portal oluşturacağını öne sürüyor.
Bu iddiaların kökeninde de çarpıştırıcının Güneş tutulmasına yakın bir zamanda yıllık bakımından çıkarak deneylere hazır hâle getirilmesi var. 8 Nisan’da tam tutulma sırasında çarpıştırıcının aktif hâle getirilerek gizemli deneyler yapılacağı iddiası, en az bir hafta gündemde tutuldu.
ÇARPIŞTIRICI 5 NİSAN’DA ÇALIŞMAYA HAZIR HÂLE GETİRİLDİ
Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, genellikle kış aylarında bakıma alınıyor. Kış uykusu bazen iki, bazen de üç yıl sürebiliyor. Ancak genellikle baharda çarpıştırıcının “uyandırıldığı” haberleri gelmeye başlıyor. Çarpıştırıcının hazır olduğu bilgisi, daha önce de birçok kez nisan ayına denk geldi.
Makine aslında bu yıl da benzer bir döngüyü tamamladı. CERN’ün internet sitesinde yayımlanan açıklamada, çarpıştırıcıyı veri almaya hazırlamak için yürütülen çalışmaların 8 Mart’tan 5 Nisan’a kadar sürdüğü ifade ediliyor.
Yani aslında çarpıştırıcı, Güneş tutulmasıyla aynı gün bile uyanmadı.
TARİHLER NEDEN YAKIN?
Güneş’in dış atmosferinin bir halka oluşturacak şekilde görünür olduğu, nadir meydana gelen tam tutulmalar sırasında çeşitli araştırmalar yapılması alışılmadık bir durum değil.
Nitekim NASA da tutulmanın Dünya atmosferinin iyonosfer tabakası üzerindeki etkilerini daha iyi anlayabilmek için 8 Nisan’da üç roket fırlattı. Ancak bu fırlatmalar da komplo teorilerinin önemli bir parçası hâline geldi.
Oysa CERN’deki durum bambaşka. Zira CERN’deki bilim insanları astronomi gözlemi yapmıyor. Parçacık fiziği üzerine çalışıyorlar.
CERN sözcüsü Sophie Tesauri, komplo teorileri üzerine PolitiFact’e yaptığı açıklamada şunları söyledi:
“CERN’de yaptığımız şey, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı gibi hızlandırıcılarla parçacık fiziği yapmak. Bunun astrofizikle doğrudan bir ilgisi yok. Yani 8 Nisan Pazartesi günkü Güneş tutulmasıyla CERN’de yaptıklarımız arasında hiçbir bağlantı kurulamaz.”
O HALDE BÜYÜK HADRON ÇARPIŞTIRICISI NE YAPIYOR?
Çarpıştırıcı 2008’de hizmete girmesinden bu yana, evreni oluşturduğu kabul edilen Büyük Patlama’dan (Big Bang) hemen sonraki koşulları yeniden canlandırmak ve fizik yasalarının bilinmeyenlerini ortaya çıkarmak için parçacıkları hızlandırıp çarpıştırıyor.
Yerin 175 metre altında inşa edilen makine, Fransa ve İsviçre sınırını kapsayan 27 kilometrelik bir tünel boyunca uzanıyor.
Maddeyi yüksek sıcaklık ve yüksek yoğunlukta incelemek için tasarlanan çarpıştırıcı, içinde süperiletken mıknatısların yer aldığı halka şeklindeki tünellerden oluşuyor.
Parçacıklar bu makineye Süper Proton Senkrotronu adı verilen bir ön hızlandırıcıdan yollanıyor. Elektrik alan yardımıyla hızlandırılan parçacıklar, süperiletken mıknatıslar sayesinde tünel içinde tutuluyor. Zıt yönlerden gelen ve ışık hızına yakın hızlarda hareket eden iki parçacık demetinin çarpışması sonucunda yeni parçacıklar ortaya çıkıyor ve bu parçacıklar dedektörlerle inceleniyor.
Burada milyarlarca parçacığın (bazıları saat yönünde, bazıları da tam tersi yönde) döndürülmesinden bahsediyoruz!
Çarpıştırıcıda dört büyük (ve iki küçük) dedektör yer alıyor. Bunların görevleri de kabaca şu şekilde:
– ATLAS dedektörüyle maddenin ve evrendeki temel kuvvetlerin doğası araştırılıyor.
– Kompakt Müon Sarmal dedektörü yüksek enerjili parçacıkların özelliklerini incelemek ve bunun yanı sıra standart fizik modelini geliştirmek için öne sürülmüş parçacık fiziği modellerini sınamak için kullanılıyor.
– LHCb‘de, b-kuark adı verilen temel parçacıklarla ilgili deneyler yapılıyor; madde ve antimadde arasındaki farklılıklar inceleniyor.
– ALICE dedektöründe ise yüksek enerjili parçacıkların ve Büyük Patlama’dan sonra var olduğu düşünülen kuark-gluon plazması adlı bir fenomenin özellikleri araştırılıyor.
KARANLIK MADDE AVI
Yukarıda da bahsettiğimiz gibi, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, 5 Nisan itibarıyla protonları son derece büyük bir hızla çarpıştırmaya hazır durumda.
2024 operasyonları evrenin çözülemeyen sırlarına, özellikle de karanlık maddeye ışık tutabilecek görünmez parçacıkların kanıtlarını bulmayı amaçlıyor.
Astrofizikçiler elektromanyetik dalgalarla (radyo dalgaları, gözle görülebilen ışık, x-ışınları, vb.) etkileşime girmeyen, varlığı yalnızca diğer maddeler üzerindeki kütleçekimsel etkisiyle anlaşılabilen maddelere “karanlık madde” adını veriyor. Galaksiler, galaksi grupları ve hatta tüm evrende, gözlemlenebilir maddeden çok daha fazla karanlık madde olduğuna inanılıyor.
Öyle ki bu maddenin evrendeki hemen hemen her galaksinin kütlesinin yüzden 85’inden fazlasını oluşturduğu düşünülüyor.
Ancak karanlık maddenin varlığı parçacık fiziğinin temelini oluşturan Standart Model’le izah edilemiyor. Evrim Ağacı’nın tanımıyla Standart Model, evrende var olduğu bilinen dört temel kuvvetten yer çekimi dışında üçünü (elektromanyetizma, zayıf çekirdek kuvveti ve güçlü çekirdek kuvveti) tanımlayan ve bilinen tüm temel parçacıkları sınıflandıran teori.
Bu teori, aynı zamanda karanlık madde parçacığı gibi Standart Model’le öngörülemeyen deneysel sonuçları açıklamak için daha egzotik modeller oluşturmak üzere temel teşkil ediyor.
Diğer bir deyişle karanlık maddeyi anlamak, fiziğin temel yasalarını ve belki de bu yasaların kapsayamadığı kozmik fenomenleri ortaya çıkarmak için son derece önemli.
CERN’ÜN SIRADIŞI KEŞFİ: HIGGS BOZONU
Bunun yanı sıra, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nın en büyük keşifleri sorulduğunda şüphesiz ki konuya aşina olanların aklına hemen temel parçacıklardan biri olan Higgs bozonu gelecektir. (Bozonlar, kuvvet taşıyan parçacıklar olarak tanımlanabilir.)
Nitekim çarpıştırıcıda 2011-2012’de yapılan deneyler, evrenin temel yapı taşı olduğu düşünülen Higgs bozonu adlı bu atom altı parçacığın varlığını kanıtlamıştı.
Higgs bozonunun keşfi, Standart Model için de tamamlayıcı bir ilerleme olmuştu.
Bu parçacık, temel parçacıkların neden kütleye sahip olduğunu açıklamada kullanılıyor. Buna göre, bugün Higgs alanı diye adlandırılan bir alan tüm uzayı kaplıyor ve elektronlar ya da kuarklar gibi çeşitli temel parçacıkların kütle kazanmasını sağlıyor.
Fizikçiler yıllardır Higgs bozonunun çok kısa bir süre var olduktan sonra bozunarak dönüştüğü parçacıkları arıyor.
Britanyalı parçacık fizikçisi Dr. Clara Nellist, BBC’ye yaptığı açıklamada, “Higgs Bozonu gerçekten özel bir parçacık. Çünkü diğer temel parçacıkların kütle kazanmasıyla ilişkisi var. Parçacıklar Higgs alanına girdiğinde kütle kazanıyor ve Higgs bozonuyla deneylerimizde Higgs alanının varlığını kanıtlayabiliyoruz.” diyor.
“Cisimlerin kütle sahibi olmasının nedeninin genelde Higgs bozonu olduğu söylenir. Bu ifade hem doğru, hem de yanıltıcıdır. Higgs’in kuarklara kütle kazandırdığı doğrudur. Kuarklar da, proton ve nötronları meydana getirir. Ancak proton ve nötronun toplam kütlesinin sadece yüzde 2’si kuarklar tarafından sağlanır. Geri kalanı oluşturan, gluonların enerjisidir.”
PETER HIGGS’E SAYGIYLA
Higgs bozonu ilk kez 1960’larda fizikçi Peter Higgs ve meslektaşları tarafından ortaya atılmıştı. Britanyalı fizikçi, evrendeki her şeyin neden kütlesi olduğunu açıklayan teoriyi geliştiren bilim insanları arasındaydı.
Higgs bozonunun varlığı bundan ancak 50 yıl sonra CERN’deki deneylerle kanıtlanabildi.
Higgs bu gelişmeden sonra 2013’te Nobel Fizik Ödülü’nü aldı ve yeni kanıtlanan bu parçacığa da ismini vermiş oldu.
Ne tesadüf ki Higgs, Güneş tutulmasıyla ortaya atılan çeşit çeşit komplo teorisi interneti süpürürken hayatını kaybetti.
9 Nisan’da 94 yaşındayken ölen fizikçiyi anmadan geçmeyelim.
BİR NUMARALI AMAÇ: EVRENİ ANLAMAK
Toparlamak gerekirse CERN’de yapılan deneyler, evreni ve onu meydana getiren gizemli bileşenleri anlamamıza önayak oluyor.
Her deneyde bilim insanları, Standart Model’i sınama, yeni modeller geliştirme ve Albert Einstein’ın Genel Görelilik Teorisi de dâhil olmak üzere çeşitli kuramları ve kabulleri sınama şansı elde ediyor.
Kanıtlanmayı bekleyen daha çok şey var ve bilim dünyası, 2024’ün ilk sabit ışınlarını alan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’ndan gelecek haberleri yine büyük bir heyecanla bekleyecek.