0
yorum

16 Ocak 2019 Çarşamba

LHC sonrası için yeni hızlandırıcı planları

CERN'de 2008 yılından beri çalışmaya devam eden Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (Large Hadron Collider - LHC) kurulumu sırasında büyük hedefler konmuştu: Standart Model'in en önemli yapı taşlarından biri olan Higgs parçacığını üretip özelliklerini detaylıca araştırma ve varsa Standart Model ötesi fiziğe dair bulgular elde etme. Higgs'in keşfiyle birlikte hedefin ilk kısmı tutturuldu, ikinci kısmı üzerinde ise çalışmalar hararetli bir şekilde devam ediyor, üçüncüsü konusunda ise umutlar muhtemelen 'bir sonraki bahara' yani yeni hızlandırıcılara kaldı. LHC ölçeğinde milyar dolarlık projelere bir akşamda karar verilmediğinden bir ancak 2040'larda çalışmaya başlayacak bir sonraki hızlandırıcı için öneriler artık tasarım aşamasına geldiler.

Bunlardan en önde geleni CERN ve diğer uluslararası ortakların bir araya gelip kurmayı planladıkları Future Circular Collider (FCC); mevcut LHC tünelinin (27 km) üç katı büyüklükte (100 km) yeni bir dairesel tünel kazılıp yaklaşık 10 milyar dolarlık yatırım ile yeni bir hızlandırıcı inşa edilmek isteniyor.

İsviçre-Fransa sınırında Cenevre şehrindeki LHC ve önerilen FCC hızlandırıcıları haritada karşılaştırmalı olarak gösteriliyor. (Kaynak: CERN)

İlk aşamada elektron ve karşı parçacığı olan pozitronları çarpıştıracak olan FCC'nin yaklaşık 365 GeV enerjiye ulaşması planlanıyor (1 GeV = 1 protonun saf kütlesinin enerji karşılığı olarak düşünülebilir). Bu enerji ile çarpıştırıcının elektron-pozitron çarpıştırıcı olması sebebiyle fiziksel olarak nispeten 'temiz' bir ortamda analiz yapılacağı göze alınarak öncelikli olarak LHC ve öncesindeki hızlandırıcıların keşfettikleri parçacıkların kütle ve diğer birçok özelliklerini hassas bir şekilde ölçülmesi hedefleniyor.  Sonrasında, hızlandırıcıda yapılacak bir takım değişikliklerle aynı tünel bu sefer 100 TeV (1 TeV = 1000 GeV) enerjiye kadar çıkabilecek, LHC gibi çok daha zengin fizik senaryolarının (örneğin yeni parçacıklar vb.) incelenebileceği proton-proton çarpıştırıcısına dönüştürülmesi planlanıyor. CERN ve uluslararası ortaklarının hazırladığı ve geçen günlerde yayınlanan kapsamlı teknik rapor (ve alttaki video) epey ses getirmiş durumda.



FCC önerisi deneysel parçacık fiziği alanında gelecek için tek öneri değil elbette. Dünyanın birçok farklı yerinde, birbirine paralel olarak farklı hızlandırıcı önerileri çalışan gruplar var. FCC'ye rakip olarak Çin'in gündeminde olan Circular Electron Positron Collider (CEPC), FCC ile aynı prensipte (fakat biraz daha düşük maliyetle), 50 km'lik bir tünelde 240 GeV enerjili bir hızlandırıcı önerisi, deneysel parçacık fiziği konusunda yakın gelecekte dengelerin birçok konuda olduğu gibi Çin'e kayabileceğinin bir işareti. Bunların dışında bir de dairesel hızlandırıcılar yerine Doğrusal Hızlandırıcı önerileri de var (aradaki fark için güzel bir video açıklama). Bu tip hızlandırıcılar diğerlerine göre biraz daha az maliyetliler fakat nispeten daha düşük enerjilerde çalışıyorlar. CERN'ün öncülük ettiği Compact Linear Collider (CLIC)'da yakın zamanda yeni bir teknik rapor yayınladı fakat görüldüğü kadarıyla bu proje biraz FCC'nin gölgesinde kalıyor. CLIC'e paralel, Japon'ların epey yol kat ettikleri doğrusal hızlandırıcı projesi International Linear Collider (ILC)'de yakın zamanda Japon hükümetinin maliyet açısından desteklemek konusunda tereddütte olduğu bir pozisyonda, ilerleme kararı Mart ayında netlik kazanacak.

Kısacası hızlandırıcılar konusunda son durum şu: Eğer Çin CEPC'i yapmaya karar verirse (ki şimdilik epey istekli görünüyor), CERN aynı tasarımda bir hızlandırıcı yerine doğrusal hızlandırıcı olarak CLIC'e yönelebilir. Japonya ILC için yeşil ışık yakarsa (ki şu anda biraz meçhul) CERN'ün geleceği için yeni bir yol haritası çizmesi gerekecek. Her halükarda onaylanmaları durumunda 2040'larda devasa hızlandırıcılarla, fiziğin büyük problemlerini çözmek için araştırmalara devam edeceğiz gibi duruyor.

Detaylar için:
0
yorum

7 Ocak 2019 Pazartesi

İstanbul'da kar ve yeni bir 'Kar Kristalleri' yazısı

GökGünce'de Kar Kristalleri yazısı yazmayalı yıllar oldu; bu, bloga bir süredir yazmıyor olmamla birlikte, İstanbul'da iki yıldır kara hasret kalmamızla da ilişkili. Bu sabah beyaz bir güne uyandığımıza göre yeni yılın ilk yazısını geçmiş senelerdeki karlı günlerin geleneğini sürdürerek kar kristallerine ayırmak istedim. (Geçmiş senelerdeki yazılar için: 2015 - 2014 - 2013 - 2012-II - 2012-I )

Bu sabah Güney Kampüse inerken, mavi-beyaz manzara (foto: Ezgi Gülenç)

Kar taneleri konusunda hemen herkesin duyduğu bir 'efsane' vardır: "Hiçbir kar tanesi birbirine benzemez". Tipik bir kar yağışı sırasında gökyüzünden milyonlarcasının yere düştüğü ve su moleküllerinin geometrik dizilimi nedeniyle kar kristallerinin altıgen yapı ile sınırlı olduğu göz önüne alınınca böylesine 'sonsuz' bir çeşitlilik epey şaşırtıcı geliyor kulağa. Geçmiş yazılarda da bahsettiğim üzere kar kristallerinin geometrik yapıları, oluşmaya başladıkları ortamların sıcaklık, nemlilik, basınç gibi başlangıç koşullarına hassas bir şekilde bağımlı. Çok küçük değişiklikler dahi büyük farklılıklara neden olabiliyor. Bu nedenle bahsi geçen iddia birçok yönden doğruluk taşıyor aslında. Fakat tersten giderek, aynı çevre koşullarını oluşturduğumuz takdirde aynı etkilere maruz kalan, yan yana iki kar tanesi aynı şekilde büyüyüp aynı forma ulaşabilir mi?

Telif Hakkı: Kenneth Libbrecht

Kar tanesi uzmanı, Caltech'ten Kenneth Libbbrecht'a göre "Evet, oluşabilir!". Kendisi labaratuar ortamında, dış koşulları hassas bir şekilde kontrol ederek tam olarak bunu yapmayı başarmış. Üstteki görüntüde, gözle bakıldığında hemen hemen birbirinin aynısı olan kar taneleri görülüyor. Her ne kadar çok daha detaylı bir şekilde bakıldığında mikro ölçekte farklılıklar olsa da makro ölçekte birbirinin 'aynısı' kar taneleri üretebilmek epey büyük bir başarı. Aşağıdaki videoda, bu ilginç çalışmayı kendisinden dinleyebilirsiniz.



Kenneth Libbrecht'ın araştırmalarına "Snow Crystals" sayfasından ve yazdığı birçok popüler kitaptan erişebilirsiniz.

Paylaş!

 

Copyright © 2010 Gök Günce | Blogger Templates by Splashy Templates | Free PSD Design by Amuki