felsefe taşı

1893 yılının soğuk bir Mart akşamında, Almanya’nın Münih kentine sıradan bir evin oturma odası. Henüz 14 yaşında olan genç adam, babası tarafından akşam yemeğine çağrıldığında O’na dönüp; “bir ışık ışınına binmiş olsaydım, dünya bana nasıl görünürdü acaba” diye cevap verir. İşte CERN, resmi kuruluşundan tam 61 yıl önce, daha 14 yaşındayken sınırları aşmayı hayal eden bu zeki gencin hayallerinde kurulmuştu aslında. Yıllar sonra, “Özel Görelilik” ve “Genel Görelilik” kuramları ile iki yüzyıldır Newton mekaniğinin hakim olduğu uzay anlayışında bir devrimin öncüsü olacak ve Dünyayı değiştirecek olan bu genç adamın adı Albert Einstein’dır.

CERN’ün DOĞUŞU – KÜLLERİNDEN DOĞMAYA ÇALIŞAN AVRUPA
İkinci Dünya Savaşının yorgun Avrupa’sı, bir zamanlar beşiği olduğu bilim, kültür ve sanat alanlarında, içinde bulunduğu çağın oldukça gerisinde kalmıştı. Buna ilave olarak, savaştan önce, fizik ve kimya gibi temel bilimlerin tanınmış çok sayıda bilim adamı, başta ABD olmak üzere Rusya, İngiltere ve Türkiye gibi ülkelere göç etmişlerdi. Bunun sonucunda, Avrupa’da savaş sonrasında, araştırmaya ayıracak yeterli para ve bilim adamı yoktu.

Aralarında, Fransa’dan Raoul Dautry, Pierre Auger ve Lew Kowarski, İtalya’dan Edoardo Amaldi ve Danimarka’dan Niels Bohr’un içinde yer aldığı bir grup öncü bilim adamı, Avrupa ülkelerinin ortak bir atom fiziği laboratuvarı kurup temel bilimcileri bir araya getirerek,gerek bilimsel gerekse de ekonomik anlamda bir sinerji oluşturmak ve adeta orta çağ karanlığına bürünen Avrupa’nın küllerinden yeniden doğmasına yardım etme gayreti içindeydi.

Tanınmış Fransız fizikçi L. de Broglie, 9 Aralık 1949’da İsviçre’nin Lozan kentinde düzenlenen Avrupa Kültür Konferansı’nda Avrupa’da ortak bir araştırma laboratuvarı kurma fikrini resmi olarak ilk defa ortaya atarak bir anlamda CERN’in fikir babası olmuştur. Bir sonraki adım, 22 Mayıs – 17 Haziran 1950 tarihlerinde Floransa’da düzenlenen UNESCO’nun beşinci Genel Kurulunda atıldı. Nobel ödüllü Amerikalı Fizikçi Isidor Rabi, uluslararası alanda bilimsel işbirliğini geliştirmek amacıyla bölgesel araştırma laboratuvarlarının kurulmasına destek olunması yönünde UNESCO çapında bir prensip kararı alınmasını sağladı.

Bir buçuk yıl kadar sonra, Aralık 1951’de, yine UNESCO tarafından Paris’te düzenlenen hükümetler arası bir toplantıda, “Avrupa Nükleer Araştırma Konseyi” kurulması fikrini resmen kabul etti. 2 ay sonra, 11 kurucu ülkenin imzaları ile geçici konsey kurulmuş oldu.

CERN kısaltması, bu konseyin Fransızca adı olan “Conseil Europeenne pour la Recherche Nucleaire”in baş harfleridir.

Geçici Konsey’in 01 Ekim 1952 tarihinde yapılan toplantısında, CERN yerleşkesinin, bu günkü yeri olan Route de Meyrin 385, 1217 Meyrin, İsviçre’de kurulması oy birliği ile kabul edilmiştir. İlk kazma, 17 Mayıs 1954 tarihinde Meyrin’in çamurlu toprağına vurulmuştur.

29 Eylül 1954 tarihinde, aralarında Belçika, Danimarka, Fransa, Almanya (o günkü adıyla Federal Almanya), Yunanistan, İtalya, Hollanda, Norveç, İsveç, İsviçre, İngiltere ve Yugoslavya’nın bulunduğu kurucu ülkelerin ortak deklarasyonlarıyla, geçici Konsey kendisini fesh etmiş ve CERN resmen kurulmuştur. 29 Eylül 1954, CERN’ün doğum tarihtir.

CERN doğumundan itibaren yavaş ama emin adımlarla insanlığa öncü olmuştur. Günümüze kadar atılan adımlar özetle aşağıdaki gibidir:
1957: İlk Parçacık Hızlandırıcısı (Senkrotron) Devrede.
1959: Proton Senkrotronu çalışmaya başlıyor.
1965: Anti-Atom Çekirdeğinin keşfi
1968: Georges Charpak dedektör tekniklerinde devrim yaratıyor – multiwire proportional chamber.
1971: Dünyanın ilk proton-proton çarpışması.
1973: Yüksüz akımlar ispatlandı.
1976: SPS (Super Proton Synchrotron) çalışmaya başladı.
1981: İlk Proton – Anti Proton Çarpışması.
1983: W ve Z parçacıklarının keşfi.
1986: Ağır-iyon çarpışmaları.
1989: LEP (Large Electron Positron) hızlandırıcısı faaliyete başladı
1990: Tim Berners-Lee World Wide Web (www)’ ikeşfetti.
1993: Madde-anti madde asimetrisinin hassas ölçümleri yapıldı.
1995: İlk anti-hidrojen gözlemi.
1997: ATLAS ve CMS deneyleri onaylanıyor.
2002: Anti-hidrojen atomlarının yakalanması.
2008: LHC (Large Hadron Collider) hızlandırıcısı başlıyor.
2013: HIGGS Bozonu Gözlemlendi

PARÇACIK HIZLANDIRICILARI ve DETEKTÖRLERDEN OLUŞAN BİR DÜNYA
CERN’de yüzlerce bina, 3000 kişilik destek personeli ve CERN personeli olan 2500 kadar fizikçi vardır. Bunlardan 100 kadarı kuramsal fizikçilerdir. Diğerleri ise, çeşitli kuramların araştırıldığı deney düzeneklerinin projelerini hazırlayan, yapımını sağlayan ve deneyleri yürüten deneysel fizikçiler ve mühendislerdir. CERN’ün kendi personeline ek olarak dünyanın seksen ülkesinden yaklaşık 8000 kadar fizikçi ve mühendis de CERN’de yer almaktadır.

CERN’deki yüzlerce bina içinde, hiç kuşkusuz en önemli olanları, deneylerin yapıldığı Parçacık Hızlandırıcılar, hız kesiciler ve detektörlerin bulunduğu yapılardır.

Sadece makinanın maliyeti yaklaşık olarak 4,6 miyar CHF dir. (3 milyar Euro) Toplam proje maliyeti yaklaşık olarak aşağıdaki gibi özetlenebilir:
4,6 milyar CHF toplam makine maliyeti
1,1 milyar CHF CERN’nin deneylere katkı payı
0,26 milyar CHF işgücü, malzeme vb.
Gelin şimdi CERN’deki bu yapıları beraberce inceleyelim.
• LINEAR ACCELERATOR – 1 (LINAC-1)
• LINEAR ACCELERATOR – 2 (LINAC-2)
• LINEAR ACCELERATOR – 3 (LINAC-3)
• LINEAR ACCELERATOR – 4 (LINAC-4)
• ANTİ-PROTON HIZ KESİCİSİ (ANTI-PROTON DECELERATOR)
• COMPACT LINEAR COLLIDER (CLIC)
• Büyük Hadron Hızlandırıcısı (LHC)
• LOW ENERGY ION RING (LEIR)
• PROTON SENROTRONU (PS)
• PROTON SENKROTRONU İTİCİSİ (PROTON SYNCHROTRON BOOSTER – PSB)
• SÜPER PROTON SENKRTORONU (SUPER PROTON SYNCHROTRON – SPS)

CERN’de YAPILAN DENEYLER
BELİRLEYİCİ YAPI; LHC
CERN’de yapılan deneyler temelde ikiye ayrılır; LHC kullanılarak yapılan “LHC Deneyleri” ve LHC kullanılmadan yapılan “LHC Dışı Deneyler”. Gelin şimdi bu deneyler nelermiş onlara kısaca değinelim.
LHC DENEYLERİ
LHC dâhilinde 7 adet deney sürdürülmekte olup LHC’de yer alan parçacık hızlandırıcıları tarafından üretilen sayısız parçacık, yine burada bulunan detektörler vasıtasıyla incelenmektedir.
Bu 7 deneyden en büyükleri ATLAS ve CMS’dir. Diğerleri ALICE, LHCb, TOTEM, LHCf ve MoEDAL’dir. Bu deneylere ait detayları aşağıda inceleyeceğiz.
LHC DIŞI DENEYLER
Her ne kadar CERN’de gerçekleştirilen deneyleri odağında LHC olsa da CERN yerleşkesinde yer alan diğer yapılarda da hatırı sayılır derecede önemli deneylerin icrası devam etmektedir.
LHC Dışı Deneyler, COMPASS, DIRAC, CLOUD, ACE, AEGIS, ALPHA, ASACUSA, ATRAP, ve ISOLDE’dir.
CERN’de CEVABI ARANAN SORULAR
CERN’de yürütülen araştırmaların esas amacı maddenin yapısını ve maddeyi bir arada tutan kuvvetleri anlamaktır. İnsanlığın asırlardır yürüttüğü maddenin yapısını anlamak amaçlı büyük faaliyetin modern altyapısı parçacık hızlandırıcılarıdır. Parçacık hızlandırıcılarında çok yüksek enerjilere ve çarpışma sayılarına erişmek, çarpışmalardan çıkan çok sayıdaki parçacığı algılayabilmek mevcut teknolojinin sınırlarını zorlamaktadır. Bu bağlamda CERN, temel bilim araştırmalarının yanında, yarının teknolojilerini geliştirmekte de çok önemli bir rol oynamaktadır.
Süper iletken teknolojisinin CERN hızlandırıcıları sayesinde ilerlemesi, yeni temiz enerji kaynaklarının araştırılması, yeni reaktör sistemlerinin geliştirilmesi, bilgisayar teknolojisi, tıpta tedavi ve teşhis uygulamaları, yeni elementlerin bulunuşu en önde gelen araştırmalardır. Parçacık fiziği araştırmaları lazer fiziği, plazma fiziği, elektronik, telekomünikasyon, nanobilim, malzeme bilimi, nükleer tıp ve radyoterapi, bilişim teknolojisi (yazılım geliştirme, bilgisayar mimarisi, bilgisayar ağ bilimi vb.), savunma sanayi ve mühendisliğin çeşitli dallarındaki yeni gelişmelerin lokomotifidir. Bu kapsamda CERN, temel bilimin en ileri saflarında yeni bilgi üretmeye çalışan bilim adamlarına teknolojinin izin verdiği en ileri deneysel olanakları ve çözümleri de sunmaktadır.

…

Mayıs ayı ikinci sayıda makalenin ikinci bölümü devam edecektir.