Aktüel Bilim & Teknoloji

Cern, Einstein, Karanlık Madde ve Tanrı


Uğur İşçeviren 12 Temmuz 09:49

Bundan yaklaşık 200 yıl önce John Dalton, Modern Atom Teorisi'ni atmıştır ortaya. Madde bölünmez ve ayrık parçalardan ibarettir. Bu parçalara atom denir ve atom parçalanamaz. Kendisinden yaklaşık 100 yıl sonra rahmetli Einstein, Dalton'un ne kadar hatalı olduğunu kanıtlamıştır insanlığa. Yıllar sonra "en büyük hatam" dediği keşfi ile... Zaten zayıflamış Japonya'ya bırakılan iki bomba ile atom parçalanmıştır. İnsanlık da... O yıllarda atomu parçalamanın insanlığa asla faydası olmayacağını düşünen Einstein, belki bugünleri görse gözü arkada gitmezdi. Çünkü Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi/Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire (CERN) atomu -hatta atom altı parçacıkları- insanlık için parçalıyor. Daha doğrusu insanlığın varlığının ardındaki gerçeği bulmak için: Tanrı parçacığı!...

1964'te fizikçiler François Englert ve Peter Higgs ve arkadaşları, bir kuvvet alanının, bağlandıklarında parçacıklara kütle verdiklerini teorileştirdiler. Ancak varlığın varlığını belgeleyemediler. On yıl önce ise, dünyanın en büyük parçacık çarpıştırıcısını çalıştıran bir ekip tarih yazdı. Evrenin yaratılışını anlamanın anahtarı olan Higgs bozon parçacığını keşfetti. Aslında Higgs parçacığı ifadesi, bilim dünyasında biraz sıkıntılı. Çünkü kuvvet alanına dair başka makaleler ve öngörüler de var ve birçok bilim insanı bu isimleri de anıyor. Ortak bilimsel ifade ise skaler bozon.

Tanrı mı kapital mi?

İnsanların sevdiği, popüler bir ifade de var elbette: Tanrı parçacığı! Bu adı almasının hikayesi ise ilginç. Teorik fizikçi Leon Lederman, 1993 yılında bir kitap yazıyor. Kitabın adı bir türlü bulunamayan parçacığa ithafen, The Goddamn Particle. (Türkçeleştirirsek Allah'ın Belası Parçacık!) İşte bu ismi Hristiyan inancına göre sakıncalı bulan yayınevi daha çarpıcı bir isimle yayınlıyor kitabı: Tanrı Parçacığı... (Burada bu harika buluşa harika bir kurgu yazan Dan Brown'un Melekler ve Şeytanlar isimli kitabını okumanızı öneriyorum.)

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.

İngiliz parçacık fizikçisi Dr. Clara Nellist

Yani biraz reklam kokan bu parçacığı yakalamaktı esas amaç. Bu minicik parçacığın kurulum maliyeti 5 milyar $ oldu. CERN bunu yapmak için Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'ını kullandı. Bu devasa yapı Cenevre'nin yaklaşık 150 metre altında. 26 km uzunluğunda ve 4 metre çapa sahip. 2008 yılında başlayan süreç yükseltme geliştirmeler için 2 kez durdu. Çünkü bu parçaya erişmek gerçekten zor ve imkansız idi. Ama teorik olarak mümkündü. 2012 yılına kadar yapılan deneylerde çarpışma hızının yeterli olmadığını gören bilim adamları yeterli hıza ulaştı ve Higgs bozonunu keşfetti. Uzmanlara göre, bu parçacık ve bağlantılı alanı olmasaydı, bugün bildiğimiz haliyle evrendeki hiçbir şey var olmayacaktı. Koca bir kentin altına saklanan bu kocaman yapının yakalamak istediği bu minik parça bu sebeple önemli. Aksi halde belki de her şey bir karadelikten ibaret olacaktı.

Bir proton kaç basıyor?

Peki CERN bunu nasıl yapıyor? Bu koskoca kuantum fiziğini birkaç satıra sığdırmak elbette imkansız ama basitçe şöyle: CERN eriştiği ışık hızına yakın (%99.99) seviye ile birbiriyle ters yönlü hareket eden yaklaşık 100 milyar protonu, 26 km mesafede 1 saniyede tam 11 bin tur attırarak çarpıştırıyor. Evet, bir proton -süper iletken mıknatıslar yardımı ile- 26 km içerisinde 1 saniyede tam 11.245 tur atıyor. Uzaydan daha soğuk bir ortamda (-271o C) ulaşılan bu inanılması güç hız ile başlangıçta birbirine çarpması zor olan protonlar zamanla merkeze yaklaşıyor ve bum: The Big Bang Theory... (Burada durup -bence- gelmiş geçmiş en iyi durum komedisine de selam çakalım!)

Karanlık madde, evrenimizdeki maddenin %80-85'ini oluşturuyor. Karanlık madde denmesinin sebebi ışıkla etkileşiminin olmaması. Bu yüzden onu göremiyoruz. Daha da ilginci, ne olduğunu da bilmememiz.

İngiliz parçacık fizikçisi Dr. Clara Nellist

CERN'deki bilim insanlarına göre, evrendeki tüm yıldızlar, gezegenler ve galaksiler, evren maddesinin sadece %5'ini oluşturuyor. Evrenin kabaca %87'sinin ışığı absorbe etmeyen, yansıtmayan veya yaymayan ve tespit edilmesini son derece zorlaştıran karanlık maddeden oluştuğu düşünülüyor. Yani esasen evrenin büyük kısmı bu karanlık maddeden ibaret. Ama ne yazık ki sadece varsayımda kalıyor. Yani evrenin başlangıcında parçacıkların kütlesi yoktu. Bu yüzden bilim insanları, uzun zaman yıldızların, gezegenlerin ve ek yaşamın nasıl yaratıldığını sorguladılar. Higgs bozonu büyüleyici bir cevap oldu. Ancak evrenin sadece %5'inden ibaret. Peki ya karanlık kısım?..

Soru da karanlık, cevap da!

İşte bütün bu hengame bu sefer karanlık madde için olacak. Büyük Hadron Çarpıştırıcısı 3. kez çalışacak. Öngörülen 4 senelik bir süre var ve bu sürede sonuç almak önemli. Çünkü bu maddeye erişmek gerçekten birçok kapıyı açacak. Ne var ki açılan kapıdan sonrası yine karanlık. Yine parçacık davranışlarını ve karakteristiğini tespit etmek gerekecek ve bu çok zor. Çünkü benzer davranışlar sergileyen birçok parça olması muhtemel. Öncelikle söz konusu parçacığın ışık yayıp yaymadığını değerlendirmeleri gerekecek. Eğer öyleyse, bu muhtemelen karanlık madde değildir. İkincisi, karanlık maddenin teoride milyarlarca yıl dayanabilmesi gerektiğinden, parçacık uzun bir süre var olmanın ve hemen bozulmadığının belirtilerini göstermelidir. Ayrıca parçacığın mevcut karanlık madde teorilerine benzer şekilde davranmasını umuyorlar. Diğer yandan Higgs bozon parçacığının nasıl davrandığı hakkında daha fazla şey öğrenmeyi de...

Yüksek enerjili çarpıştırıcılar, doğayı en küçük ölçeklerde keşfetmek ve evreni yöneten temel yasaları keşfetmek için elimizdeki en güçlü mikroskop olmaya devam ediyor.

CERN teori bölümü başkanı Gian Giudice

Büyük Hadron Çarpıştırıcısı artık daha güçlü ve yüksek enerjili. Bir öncekine göre 10 kat fazla veri olacak. Bilim insanları ve insanlık daha çok cevap üretecek. Evrenin sırlarına bir adım daha yaklaşacağız. Sadece bir adım... Armstrong'un dediği gibi insanlık için büyük bir adım... Evren için ise ne yazık ki hala çok küçük!..

Bu yazıyı kargala!
0 Yorum