Büyük Deneyin İlk Safhası Bitti

Büyük Deneyin İlk Safhası Bitti CERN'de başlayan parçacık deneyiyle evrenin sırları çözülecek, fizik kanunları değişecek, hayali bile kurulamayan teknolojiler gelişecek. NTVMSNBC'ye konuşan Türk Fizik Derneği Başkanı'na göre kara delik senaryoları sadece fantezi. Bugün Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi'nde (CERN) maddenin sırlarının araştırılacağı ve bazı fizik kuramlarının sınanacağı çok önemli bir deney gerçekleştirilecek. Deney sırasında meydana gelecek bir kara deliğin Dünya'nın yok olmasına neden olacağına dair spekülasyonlar, deneye olan ilginin artmasına neden oldu. İsviçre-Fransa sınırında kurulan dünyanın en büyük hadron çarpıştırıcısında (The Large Hadron Collider - LHC) gerçekleştirilecek deney bu nedenle LHC Deneyi olarak adlandırılıyor. Deneyle ilgili merak edilenleri Türk Fizik Derneği Başkanı ve İstanbul Ünivesitesi Fizik Bölümü Öğretim Üyesi Prof. Dr. Baki Akkuş'a sorduk. Akkuş deneyi NTVMSNBC'ye anlatırken, Türkiye'nin hem bu deneydeki hem de genel olarak bilim dünyasındaki yeri hakkında bilgiler verdi. Big Bang Deneyi olarak adlandırılan, LHC Deneyi'ni bu kadar önemli kılan nedir? Bilim insanları bu deneyle hangi sorulara cevap arayacaklar? Bir konuyu netleştirmek gerekiyor. Bu deney Big Bang (Büyük Patlama) Deneyi değil. Burada araştırılan Büyük Patlama'nın kendisi değil, sonrası. Yanıt aranan asıl soru kütle nedeni nedir, maddeye kütle kazandıran nedir? Bununla ilgili olarak 1960'lı yıllarda Edinburg Üniversitesi teorik fizikçilerinden Peter Higgs'in ortaya koyduğu bir model var. Buna göre Big Bang'den hemen sonra, oluşan ortamda (buna Higgs Alanı deniyor) madde kütle kazanıyor ve maddeye kütle kazandıran da Higgs Parçacığı denen parçacıklar. Teori, kütleyi Higgs Parçacığı'na bağlıyor. Yapılacak deneyle, Big Bang'in kendisi değil ama hemen sonraki ortam oluşturularak. Bu ortamda da Higgs Parçacığı araştırılacak ve bu teori sınanacak. 'Büyük Patlama' deneyi başladı EVRENİN YÜZDE 30'UNU, YANİ KARANLIK MADDEYİ ANLAYABİLECEĞİZ Öncelikle araştırılacak konu bu. Ama deneyle birlikte bilmediğimiz pek çok şey açığa çıkacak ve başka pek çok şey de araştırılacak. Örneğin karanlık maddeyi oluşturan parçacıklar nedir? Evrenin yüzde 30'unun karanlık maddeden oluştuğunu biliyoruz. Teorik olarak bunu biliyoruz ancak ne olduğunu, yapısını bilmiyoruz. Amaç yüksek enerjilere çıkıp karanlık maddeyi açığa çıkarıp inceleyebilmek. Yüksek enerjilere çıkıldığında karanlık maddenin açığa çıkarak incelenmesine dair teorik bir altyapı var. Teorik olarak tüm bunların hesapları, bunlarla ilgili farklı modellemeler var ama bunun incelenmesi gerekiyor. Deneyde cevap aranacak bir başka önemli soru da anti-maddeyle ilgili. Neden evrende hiç anti-madde başka bir değişle zıt-madde yok? Bildiğimiz fizik kanunlarına göre evrenin yarısının anti-maddeden oluşması gerekiyordu fakat evrende anti-madde yok denecek kadar az. Çünkü fizik kurallarına göre her maddenin bir de karşıtı olması gerekir. O halde Büyük Patlama'dan sonra ortaya çıkan anti-maddeye ne oldu? Bilim insanları olarak bunu anlamak istiyoruz. Bölüm 1: Büyük patlamaya geri sayım başladı Bölüm 2: Kainatın büyük sırrı çözülecek mi? Bölüm 3: Uzmanlar büyük patlama ve sonuçlarını anlatıyor Bölüm 4: Büyük patlama deneyi ve sonuçları tartışılıyor Deney nasıl yapılacak? Çok büyük bir mekanizma, son teknoloji ile yaratılan bir ortam, bir düzenek söz konusu... Deney, Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi CERN'deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nda (The Large Hadron Collider - LHC) gerçekleştirilecek. LHC, 27 km çapında, yerin 100 metre altında dairesel bir mekanizma. LHC'nin parametreleri, daha önce inşa edilmiş parçacık çarpıştırıcılarına her bakımdan açık ara üstünlük sağlamaktadır. Bir kere şimdiye kadar erişilmemiş enerji düzeylerinde proton demetleri oluşturmaktadır. Süper iletken duruma geçmeleri için sıvı helyumla 2 Kelvin'in (-271 oC ) daha altına kadar soğutulmuş yaklaşık 7000 mıknatıs, ışık hızının % 99.99999'una kadar hızlandırılmış proton demetlerini yönlendirip odaklıyor. Mutlak sıfır derece Kelvin -273,15 derece Centigrad karşılığıdır. Halkadaki her bir proton 7 trilyon elektron volt (TeV) enerjiye sahip olacak. Saniyede 800 milyon parçacık çarpışması gerçekleşecek. İKİ PARÇACIK DEMETİ HAVASIZ ORTAMDA ÇARPIŞTIRILACAK LHC deneyinde ışık hızına yaklaşan hızlarda giden iki parçacık demeti havasız ortamda çarpıştırılacak. Gerçekleştirilecek bu deneyde proton demetleri ayrı ayrı 7 trilyon elektron volta (TeV) sahip olmak üzere toplam 14 trilyon elektron voltluk (TeV) enerji ile çarpıştırılacaklar. Çarpışma sonucunda açığa çıkacak olan enerji, Büyük Patlama ( Big Bang ) anından sonraki kısa bir zaman dilimindeki enerji yoğunluğuna karşılık gelecek. İlk parçacıklar LHC'nin 27 km.lik çemberi etrafında bugün saat ibresi yönünde dönmeye başlayacak. Protonlar çember içindeki mıknatıslar tarafından yönlendirilecek ve odaklanacak. Daha sonra yaklaşık bir veya iki ay sonra protonlar saat ibresinin ters yönünde çemberde aynı şekilde döndürülmeye başlayacak. Çember içinde her iki yönde de hareket eden protonlar hız kazanacak ve 7 trilyon elektron volt (TeV)'luk enerjiye ulaşacak. Bu protonlar kafa kafaya çarpışınca 14 TeV'lik enerji açığa çıkacak. İşte protonları, Big Bang'in hemen sonrasında açığa çıkan enerji yoğunluğunda inceleyebilmemizi sağlayacak ortam açığa çıkacak bu enerjiyle oluşturulacak. Saat yönünün tersinde hareket eden proton demetinin daha sonra dönmeye başlayacağını söylediniz. Bu, yapılacak deneyin sadece ilk aşamasının bugün başlayacağı, asıl sonuçların çarpışmalardan sonra olacağı anlamına mı geliyor? Evet. Gecikmeye neden olacak herhangi bir aksilik olmazsa bir-iki ay sonra ters yönde hareket edecek protonlar dönmeye başlayacak. Çarpışmalar başladığında da ilk sonuçları almaya başlayacağız. BÜYÜK KARA DELİK İÇİN TRİLYON KERE TRİLYON KATI ENERJİ GEREK Deneyle ilgili olarak çok çeşitli spekülasyonlar yapılıyor. En çok dillendirilen de deney sırasında bir kara deliğin oluşabileceği bunun da gezegenimizin sonu olacağı. Böyle bir olasılık var mı? Böyle bir olasılık sözkonusu değil, ben ciddiye almıyorum bunları. Şöyle açıklayayım; kara delik oluşması için küçük bir hesap var, hatta bu hesabı da Prof. Dr. Metin Arık yaptı. Bu hesaba göre bir karadelik oluşması için 10 48 eV'lik (1 TeV = Trilyon elektron volt = 10 12 elektron volt) enerji gerekmektedir. Bunun anlamı da deney sırasında açığa çıkan enerjinin yaklaşık trilyon kere trilyon kere trilyonluk katı bir enerjinin oluşması gerektiği anlamına gelir. Hatırlatayım, CERN'de açığa çıkan enerji 14 TeV lik bir enerji. Gerekli olansa 1036 TeV. Dolayısıyla deney sırasında açığa çıkacak enerji ile Dünya'yı yok edecek kara deliklerin oluşması söz konusu değil. Şunu da ekleyeyim, CERN'deki bilim insanlarına göre küçük kara delikler oluşacak ancak bunlar önemsiz büyüklükte olacak ve hemen yok olacaklar. Deneyle ilgili bir başka iddia da iki Rus matematikçiden geldi. Moskova Matematik Enstitüsü'nden Irnia Arefana ve Igor Volovich deney sırasında açığa çıkan yüksek enerjinin zamanda bir kırılma yaratacağının iddia ettiler? Asıl uzmanlık alanım teorik fizik olmadığı için detaylı bilgi veremiyorum. Teorik olarak böyle bir olasılık var. Ancak bilim insanları bunu da pek olası görmüyor. Küresel çapta bir felaket olmayacağını görüyoruz. Peki herhangi bir kaza ya da beklenmeyen bir olay sonucunda daha küçük çapta felaketler olabilir mi? Örneğin deneyin yapıldığı tüm çevreyi etkileyecek büyük bir patlama ya da radyoaktif sızıntı? Bu da pek mümkün değil. Deney sahası çok korunaklı bir alan. Deney yerin 150 metre altında yapılıyor. Üzerindeki toprak tabakasını bir zırh olarak düşünebiliriz, toprak radyasyona karşı iyi bir zırhtır. Dolayısıyla herhangi kaza sonucunda dışarıya radyasyon sızıntısı mümkün değil, zaten bu nedenle yerin 150 metre altında. Yüzyılın en büyük fizik deneyi hakkında... YENİ FİZİK KANUNLARI ÇIKABİLİR Biraz da deneyin sonuçlarından bahsedebilir misiniz? Bilim dünyasında neler değişecek? Bilmediğimiz çok şey çıkacak. Burada fizik kanunları değişebilir, gelişebilir. Yeni kanunlar ortaya çıkabilir. Bilmediğimiz yeni parçacıklar ortaya çıkabilir. Şimdiden ne bulacağımızı kestiremiyoruz tabii. Ama bulacaklarımız ve elde edeceğimiz yeni bilgilerle birçok fizik kuramı değişebilir. Doğrulanabilir ya da yanlışlanabilir. Dahası yepyeni teoriler, kanunlar oluşturulabilir. MR TEKNOLOJİSİNİN ÇIKIŞI DA BENZER ARAŞTIRMALARA DAYANIYOR Teorik fizikte büyük gelişmeler olası, peki bunun teknolojik yeniliklere yansımasıyla ilgili bir öngörüde bulunabiliyor muyuz? Örneğin günlük yaşantımıza yansıyacak gelişmeler, ya da belki yeni silahlar gibi ilk akla gele teknolojik gelişmeler olabilir mi? Şöyle cevap vereyim, fizikçiler atomun yapısını araştırırken ne bulacaklarını ve bunun nasıl faydalı olabileceğini de bilmiyorlardı. Atomun manyetik spinini buldular ve bundan şimdi tıp alanında sıkça kullanılan MR teknolojisi gelişti. Fizikçiler atom yapısını incelemek için yola çıkmışlardı ve kafalarında MR'ı bulmak gibi bir şey yoktu. Ama bilimsel araştırmalarının sonuçlarından biri de teknolojik bir gelişme olan MR oldu. O nedenle buradan elde edilecek bilgiler teknolojiye şu ya da bu şekilde yansıyacak diyemeyiz. Ama zaman içinde çok büyük teknolojik gelişmeler için altyapı oluşturabilir. Bu da elbette insan yaşamına ciddi şekilde yansıyacaktır. İnsanlarda bir kanı var, bize ne bu deneyden, Big Bang'den diyorlar. İnsanlara bunun sonucunda teknolojinin de geliştiğini söylemek gerekiyor. Bu tür deneyler yapılırken, hazırlık aşaması da dahil, korkunç bir teknolojik gelişim oluyor. Kullanacağınız malzemeler, elekrtonik sistemler hep yeniden hazırlanıyor, bunun için paralar ödeniyor. Yani bugüne kadar kullanılanlardan ziyade yeni teknolojileri kullanıyorsun yani teknolojini geliştiriyorsun. Bunu yaparken bir teknolojik gelişme oluyor. Yani teknoloji durduğu yerde gelişmez. Ancak böyle deneyler yapıldığı zaman gelişir. Her bir deney yeni teknolojileri yaratır. Daha deney yapılırken ve deney sonrasında ortaya çıkacak bilgiler ile yepyeni teknolojiler ortaya çıkacak. Asıl üzerinde durulması gereken konu bu. Bunun yanı sıra şunu da belirtmeliyim: CERN'de bugüne kadar yapılan deneyler sonucunda bilgisayar, elektronik, nano teknoloji, nano-mekanik, süper-iletkenler, yeni materyallerin geliştirilmesi, enerji teknolojisi vb. gibi birçok konuda çok büyük gelişmeler oldu. Tabii ki bu deney sonrasında da oldu. Zaten CERN'ün kurulma amaçlarından biri de bu. Konu CERN'e gelmişken, CERN'ü biraz tanıtabilir misiniz? Hangi amaçla kuruldu, nasıl bir yapılanması var? İkinci Dünya Savaşı'ndan sonraki yaşanan süreçte ABD ve Sovyetler Birliği' nin bilimsel-teknolojik ve ekonomik gücüyle tek başlarına yarışamayacaklarını gören 12 Avrupa ülkesinin, 1954 yılında bir araya gelerek Cenevre-İsviçre' de kurdukları Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi (CERN), parçacık hızlandırıcılarına dayalı parçacık fiziği ve nükleer fizik araştırmaları gerçekleştiren ve jenerik teknolojileri kullanan ve geliştiren dünyanın en büyük araştırma merkezi. 80 ülkeden yaklaşık 6 bin 500 bilim insanı CERN'de araştırma yapıyor. CERN'e üye ülke sayısı en son 1999'da Bulgaristan ile 20'ye ulaştı. Kısacası CERN, Nobel ödülleri kazanan keşifleri de içeren önemli buluşların yapıldığı, ileri teknoloji üreten bir merkez. Merkezin yıllık bütçesi üye ülkelerin gayri safi milli hasılaları oranında ödedikleri yıllık aidatlardan oluşuyor. TÜRKİYE HENÜZ CERN'E ÜYELİK BAŞVURUSU YAPMADI Türkiye'nin CERN ile ilişkisi hangi düzeyde? Türkiye ilk yıllardan beri CERN'de gözlemci ülke durumunda ve henüz üyelik başvurusu yapılmadı. Sadece 14 Nisan 2008'de Türkiye Atom Enerjisi Kurumu - TAEK ile CERN arasında bir işbirliği anlaşması imzalandı. Ama bu üyelik başvurusu yapıldığı anlamına gelmiyor. Üstelik bu işbirliği anlaşmasının üye olmadığınız sürece pek bir anlamı yok. Kıbrıs Rum Kesimi bunu 2006'da imzaladı. Daha ilginci Avrupa Birliği ile hiçbir ilişkisi bulunmayan Suudi Arabistan bizden hemen sonra 9 Mayıs'ta aynı işbirliği anlaşmasını imzaladı. Şunu da belirteyim eğer ülkemiz üye olsaydı ödemesi gerekecek yıllık aidat 15-20 milyon dolar civarında olacaktı. Yani üyeliğin getireceği maliyet çok az. CERN'e tam üye olduğumuz takdirde, ülkemiz ileri teknolojilerin Ar-Ge altyapısının temel taşları olan hızlandırıcı, detektör ve bilişim teknolojilerinin sadece tüketicisi değil üreticisi durumuna gelecek. Ülkemiz bugüne kadar ne yazık ki bulunmadı. Benden önce Türk Fizik Derneği Başkanlığını yapan ve Isparta'daki uçak kazasında kaybettiğmiz Prof Dr. Engin Arık yaşamının 40 yılını üyelik için harcadı. Bununla ilgili olarak hem Cumhurbaşkanımız hem de Başbakanımız bu konuda destek verdi. Yani üyelikle ilgili siyasi destek de var. Ama henüz üyelik başvurusu yapılmadı. CERN'e üye olmakla katılımcı olmanın farkı ne? Üye olanların her konuda söz hakları var. Kendi bilim insanlarının hangi deneye katılacakları, deneylere ne oranda ve nasıl destek vereceklerine kendileri karar veriyor. Gözlemcilerin ise kararlara hiçbir katkısı yok. Yalnızca katılım payı vererek deneylerde yer alabiliyor. TÜRKİYE'DE DE HIZLANDIRICI TEKNOLOJİ MERKEZİ KURULDU Peki CERN'e benzer çalışmalar başka ülkelerde ve tabii ülkemizde yapılıyor mu? Hızlandırıcı teknolojisi bütün gelişmiş ülkelerde var. Ülkemizde ise kendi hızlandırıcı merkezimizi kurmaya 2006 yılında başladık. Türkiye'de şöyle bir kanı var: Türk fizikçiler yurtdışında çalışıyorlar ama Türkiye'de hiçbir şey yapmıyorlar. Buradaki teknik sıkıntıları söylemeye bile gerek yok. Yine de biz 2006 yılında Türk Hızlandırıcı Merkezi - THM projesi kurularak bu şekilde düşünenlere anlamlı bir cevap verdik. Merkezin yapımına Ankara Gölbaşı'nda başlandı ve iki aşamalı bir proje olarak düşünüldü. İlk aşaması 2010 yılında bitecek. 10 milyon Euro'luk bir maliyeti var. Bu aşamada Hızlandırıcı Teknoloji Enstitüsü kuruldu. Şimdi yapılacak hızlandırıcının süper iletken mi, yoksa normal mi olacağını kararlaştırılacağız ve gerekli tüm altyapı ve hesaplamalar yapılacağız. Laboratuvarlar da tamamlanacak. Ayrıca asıl hızlandırıcının yapılacağı ikinci aşama öncesinde gerek duyulan nitelikli elemanlar yetiştirilecek. Bunun içn Japonya, Almanya, İsviçre ve İngiltere dahil beş ülkeyle işbirliği anlaşmaları imzaladık. İkinci aşamada da asıl hızlandırıcı tamamlanacak. Bu ne zaman sonuçlanacak? Maliyeti ne kadar olacak? 2020 sonunda bitirmeyi hedefliyoruz. Maliyeti de 300 milyon dolar civarında. BİLİM VE TEKNOLOJİ BAKANLIĞI KURULMALI Burada CERN'dekilere benzer deneyler yapılacak mı? Bu büyüklükte değil ama yaklaşık yaklaşık 400 kalemde teknolojik gelişme sağlayacak. Örneğin nano teknoloji, bilişim, savunma sanayilerinde yeni teknolojiler üretiminde önemli katkılar sağlayacak. Şunu söylemek istiyorum: Gelişmiş bir ülke olmak istiyorsak, acil olarak Türkiye'de bilim ve teknolojinin hızlı gelişmesine yönelik etkin bir program hazırlanıp bir an önce hayata geçirilmeliyiz. Gelişmiş ülkeler seviyesinde bilim ve teknoloji üretmediğimiz sürece kalkınamayacağımızı ve gelişmiş ülkeler arasına giremeyeceğimizi asla unutmamalıyız. Bilimsel araştırma yapmadan ve bunlara dayalı yeni teknolojiler üretmeden bilim ve teknolojide atılım gerçekleştirebilmek mümkün değildir. Bu da ancak ülke çapında yeni bir örgütlenme ile gerçekleşebilir. Bu ise, gelişmiş ülkelerin çoğunda olduğu gibi Bilim ve Teknoloji Bakanlığı yoluyla sağlanabilir. Şu anda ülkemizde bilimsel araştırmalar birçok kurum tarafından birbirlerinden ayrı yapılıyor. Bunların arasında koordinasyon yok. Bilim ve Teknoloji Bakanlığı bu kurunlar arasında koordinasyonu ve işbiriliğini sağlayabilir. Böylelikle ülkemizdeki bilimsel araştırmalar yoğunlaşabilir. Alevionline 10.09.2008 14:36:46