Dünya parçacık fizik camiasını İsviçre CERN’de çalışmaya başlayan büyük hadron çarpıştırıcısından (LHC) gelecek sonuçların heyecanı sarmış bulunuyor.

Prof.  Dr.  Osman Çakmak‘ın makalesi

Maddenin Derinliklerine Seyahat

Maddenin  çekirdeğini, temelini bulmak için  yüzyıllardır süren arayışların içine girdik. Maddenin derinliklerine daldık.  Önce atomları, sonra  ondan yüzbinlerce  daha   küçük olan atom çekirdeğini, ardından da atom çekirdeğindeki alt yapılar olan protonları, nötronları ve diğer yüzlerce “temel parçacıklar”ı keşfettik. Madde esas itibarı ile atom çekirdeğinden ibaret olduğuna göre peki çekirdek elemanları  (proton ve nötron) ne kadar  maddedir? Onlar   maddeye ne kadar benziyorlar? İşte bu sorulara kimse net cevap veremiyor.

Günümüzün geçerli madde kuramının  keşfedilmemiş tek taneciği olan HİGGS parçacığı  keşfedilirse, kozmozla ilgili bir çok paradoks ve probleme çözüm bulunabilecek.  Dahası  Dört temel kuvvetten ikisi olan  elektromanyetizma ile zayıf nükleer kuvvetleri farklı kılanın ne olduğu belirlenecek. Niye atomlar var? Kimyanın gereği ne? Kararlı atom yapılarını  mümkün kılan nedir? Görüldüğü gibi  en  temel sorulara cevap aranacak CERN’deki deneylerde. 

Deneyin Temeli

CERN’in dünya kamuoyunun odağı haline gelmesinin nedeni, ”mühendislik harikası olan  en büyük hızlandırıcı Large Hadron Collider-Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nın (LHC) çalışma aşamasına gelmesidir. Yerin yaklaşık 100 metre altında 27 kilometrelik tünelde kurulan bu çarpıştırıcının üzerinde 4 dev deney aleti yer alıyor.  ‘Bunlardan ikisi, ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) ve CMS (Compact Muon Solenoid), genel amaçlı detektördür. ALICE (A Large Ion Collider Experiment) detektörü maddenin yeni hali olan quark-gluon plazmasını, LHCb (Large Hadron Collider beauty) deneyi ise evrenin oluşumunu sağlayan madde-antimadde asimetrisini incelemek için tasarlandı. CERN’deki teknolojilerin üç ana konu etrafında odaklanıyor. Bunlar evrenin oluşum sırlarını ortaya çıkarmayı hedefleyen ”hızlandırıcı teknolojileri”, ”detektör teknolojileri” ve ”bilişim teknolojileri”dir.
Hızlandırıcı teknolojisi olmadan bilim ve teknolojide hemen hemen hiç bir alanda geleceğin teknolojilerinin oluşturulamamaktadır. Detektör teknolojileri  başta savunma sanayi olmak üzere pek çok alanda kullanım alanı bulmaktadır.

27 km lik tünelin içinde her biri 15 metre uzunluğunda, 1232 adet yüksek güçte mıknatıs bulunuyor. Bu mıknatıslar, normal mıknatıstan 90 bin kat daha güçlü. Mıknatıslık,   -271 derecede süper iletkenlerden elde ediliyor.  9 milyar dolara mal olan projenin bütçesini büyük bölümü de bu mıknatıslara harcandı. Bu mıknatıslar sayesinde tünel içinde tutulan her maddenin yapı taşı olan atomda bulunan proton parçacıkları, elektro manyetik dalgalar yardımıyla hızlandırılacak. Bir protona kütlesinin 7 bin katı enerji verilecek. Parçacıklar saniyede 40 milyon kez çarpıştırılacak.
10 Eylül’den itibaren  protonlar 27 kilometrelik ana halkada dönmeye başladı. Çarpışma aşamasına ise 1-1.5 ay içinde geçilmesi planlanıyor.  Ekim ayının başında da 5 teraelektronvolt (TeV) enerjiye sahip proton demetlerinin çarpıştırılması öngörülüyor. Evrenin oluşum sırlarıyla ilgili yeni bilgiler 2009 yılının sonlarından itibaren alınmaya başlanacak. 2009′un sonlarında deneyler sonunda mini kara delikler görme ihtimali ortaya çıkacak.  Evrenin oluşmasıyla ilgili bilgilere bu tarihten sonra ulaşılmaya başlanacak.

Bu çalışmaların Kasım ayı ortalarında tamamlanmasının ardından gelecek yıl da asıl amaç olan 7 TeV’lik proton demetlerinin çarpıştırılmasıdır.   Bu durumda ilk bilgilerin 2009 yılının yaz döneminde fizik camiasına aktarılması söz konusu’.

Trilyon Elektron Volt

On dört  yıldır  bilim adamları   bu “süper mikroskop”  sisteminin tamamlanması için canla başla çalışıyorlardı. Deneyin temelini kısaca anlatmaya çalışırsak; dev parçacık hızlandırıcısında  önce parçacık demetleri  oluşturulacak.  Parçacıklar önce tek yönde hızlandırılacak. Daha sonra ters yönlerde hızlandırma ve sonunda çarpıştırma duraklarından geçilecek.  Önce düşük enerji  düzeyleri, sonra   tera ölçeği… Nisbi  zayıf deney yoğunluklarından,  kontrolü daha zor olan yüksek yoğunluklara geçilecek.  Sonra?….  Yol üzerindeki her adımda,  görev alan  binlerce  bilim insanı, mühendis ve öğrenci sonuçları yorumlayacak.   

 Bu deneylerle dünyada erişilmiş en yüksek çarpışma enerjisi olacak.  Bilim tarihinin bu  en büyük en güçlü mikroskobunda   trilyon elektronvolt  (kısaca TeV) düzeyinde enerji üretecek   bir sistemi tasarlıyorsunuz.   İşte bir kısım çevreler, ilk defa çıkılacak olağanüstü şiddetteki bu elektrik   potansiyelini  korkutucu buluyorlar.  Bir parçacığın  bu kadar elektrikle yüklenmesi durumunda orada bir karadelik oluşabileceği ihtimalinden söz ediyorlar. Ama çoğu bilim adamına göre tüm bunlar saçma düşünceler.

TeV (trilyon elektron volt) ölçeğini keşiflere açmak , yepyeni bir deneysel fizik dünyasına girmek anlamına geliyor. Önceki deney düzeneklerinde ancak milyar elektron volt düzeyine çıkılabiliyordu. Niçin böylesine yüksek enerji? Elektrozayıf simetri kırılması, hiyerarşi problemi ve karanlık maddenin sırrı  gibi konular,   ancak TeV ölçeğinde çözülebilir.. Şimdiye kadar bir türlü bulunamayan Higgs parçacıklarının ancak  bu enerjilerde ulaşılabileceğine inanılıyor.  Kim bilir belki de  evrendeki maddenin çok büyük bölümünü oluşturan “karanlık madde”  dediğimiz şeyin aslının Higgs bozonları olduğunu anlayacağız.  Belki de hatta 19 yüzyılın sonlarında (ve 20. Yüzyılın başlarında) bilim dünyasının yoğun bir şekilde tartıştığı   “esir maddesi”nin “karanlık madde” ile ilişkisi;  hatta ondan ibaret olduğu ortaya çıkacak.

Varlığın Düğümlendiği Noktalar

Büyük Patlama’nın ardından ortaya çıkan maddelerin sadece yüzde 4’ünü biliyoruz. Evrenin yüzde 70’i karanlık enerji, yüzde 26’sı karanlık madde .  Bu evren, yüzde doksandan fazlası ne olduğunu bilmediğimiz,  hakkında hiçbir fikrimizin bulunmadığı, “Karanlık Madde” ve karanlık enerjiden  oluşmaktadır.  Karanlık maddenin ve “kara enerji”nin varlığını gerektiren bir çok gözlem bulunuyor.  Sürekli genişleyen evreni  ivmeli olarak genişleten bir “kara enerji” bulunmaktadır. Tüm evrene hakim olan bu kuvvet beraberinde yıldızları ve galaksileri de bir düzen içinde kalmasına vasıta oluyor.  

Varlığın  derinliklerine iniyorsunuz.  Ama  her araştırma, karşımıza yeni sorular çıkarıyor.    “karanlık enerjiyi” keşfetmiş bulunuyoruz. Ama nereden geldiğini bilmiyoruz.  Düşünebiliyor musunuz?  Bir yandan bilimin her şeyi çözdüğü, her şeyden ibaret zanneden anlayışımız diğer yandan evrenin çoğunluğunu neyin teşkil ettiğini hala bilemeyişimiz..   Varlığın  şahit olduğumuz kısmı devede kulak mesabesinde.. Tüm bunlar  perdenin arkasında daha nice alemler ve evrenler bulunduğu  düşüncesine götürüyor zihinleri.   İşte CERN’deki deneyler karanlık maddeden “süper sicimlere” kadar ilgili  teorilere destekleyici bulgular getirebilir. Hatta  bu deney evrende bizim görme elektromanyetik aktivasyonumuz dışında bilinç sahibi ışınsal varlıkları gösterebilir.   Dolayısıyla bu deneyler deneyüstü  gerçekliklere; Işık hızından daha öte hız ve dünyaların kapılarını aralayabilir. . 

Yaratanın biz insanlara bahşettiği her şeyi anlama ve çözme merakı ile varlığın sırrını  anlama konusunda hayli bir mesafe alacağız ve belki de varlığın  sınırlarına ulaşacağız.  Gelinen noktada Evrenin % 90 ını teşkil eden “karanlık madde” ve “karanlık enerji”  “madde” ve “enerji” dışında  bir mahiyet olduğu ortaya çıkarsa   madde-fizik ötesi (mana) esaslı bir kainat tablosu ile karşılaşacağız demektir.

Öyle görünüyor ki elde ettiğimiz sonuçlar  evrene ve varlığa yüklediğimiz manayı değiştirecek.  Hatta öyle beklentiler var ki, ortaya çıkacak  buluşlar    nereden gelip nereye gittiğimiz ve ne amaçla  yaratıldığımız  gibi yaratılış sırlarına açıklık getirebilir;   din ile bilimi buluşturacak  sonuçlara götürebilir.

Varlığın Düğümlendiği Noktalar

 Varlığın düğümlendiği noktalara baktığımızda  karşımıza “süper sicimler” çıkıyor:   Süper sicimler Planck düzeyinde (yani 10 üzeri -33 mesafesi) bir mekanı temsil ediyor. Atomlar öylesine küçük bir mekanı temsil eder ki atom sicimler yanında güneş sistemi kadar büyük kalıyor.

Yaşamın en küçük yapı taşı nokta şeklinde değil, iç içe geçmiş titreşen sicimler (strings) şeklindeki yapılardan ibaret. Sicimlerin en şaşırtıcı yanlarından birisi  sadece bilinen boyutlara (zaman ve uzay) değil, on ya da hatta on bir boyuta sahip olması.  Bu haliyle sicimler madde ve madde ötesi tüm varlıkların temeli olabilir.  Bir yerlerde, görünmez bir şekilde, yumak halinde sarılı olduğu için bu boyutları göremiyoruz.

Bu nesnelerin (tabii söz konusu olanın nesne olup olmadığı da bilinmiyor) tarif edilmesi imkânsız. Princeton’daki Elite Üniversitesi’nde görevli bir  fizik dahisi sayılan  Edward Witten, süper sicimler söz konusu olunca,  büyülendiğini ve onları çok  garip bulduğunu ifade ediyor.  Witten, bazen saatlerce koltuğuna uzanıyor ve gözlerini tavana dikerek evrenin yapısını açıklamayı amaçlayan “M-Teorisi” üzerine düşünüyor. Teoriyi henüz tek bir formül haline getiremiyor. Daha, M harfinin anlamını bile çözmüş değil. Süper sicim teorisini irdeleyen bilim insanları M kelimesinin sır, gizem anlamına gelen “Mysterium”dan geldiğini düşünüyorlar. Tariflerin  fiziki anlamdan ziyade  dini  bir nitelik taşıması karşısında şaşkın. Bilgi ve akılcı  araçlarla analiz yapan yöntemlerden farklı  bir sır ile mi karşı karşıyayız acaba? Tüm çabalara rağmen  varlığın  en merkezinde yer alan şeye ulaşılamayacağı bir nokta mı var?

Birlik Sırrı

Milyarlar yıl önceydi,  henüz Güneş yok, Dünya ve gezegenler ortalıkta gözükmüyordu Galaksiler  ve galaksiler arasındaki “uzay” birbirine yakın hatta bitişik haldeydi. Daha da önceki dönemlere gidildiğinde   hiçbir genişlemenin olmadığı bir “zaman aralığı” çıkıyordu  karşımıza. İşte bu  kainatın ilk doğduğu an olmalıydı.
Bir noktadan sonra   daha da öteye  gidildi. Öyle ki  “yaratılıştan” önceki  zamana varıldı. Yaratılış çekirdeği madde ve fiziki kanunlarla açıklanamaz bir noktaya varıldı.

CERN’deki deneylerde  her şeyin tek bir şey halini aldığı  o “belirsiz ve tarifsiz” durumun ne olduğunu açıklayacak ipuçlarına ulaşılabilecek mi? Küçük bir yaratılış patlamasının (Big Bang) tekrarlanacağı ve kainatın ilk günlerine gidileceği varsayılan deneyde  tüm olayların  tek bir denklemle ifade edileceği bir nokta bulunabilir mi? Bilim camiasında, bütün formüllerin temelinde yatan ana formüle ulaşmanın heyecanlı bekleyişi var. Yeni buluşlarla gündem sarsılabilir. Varlık,  metafizik eksenli yeni bir tanıma daha  kavuşabilir. 
Kâinatın bütünlüğü ve hiyerarşisine olan inanç, ilim adamlarını Kâinatı izah edecek daha temel ve basit bir teoriyi bulmaya doğru koşturuyor. Evrendeki tüm sistemlerin ahenkle işlemesinde rol alan kuvvetlerin ve topyekün maddî unsurların, sonuçta tek bir hakikatın değişik yansımalarından ve tecellilerinden başka bir şey olmadığı gün geçtikçe bilim aynasında daha iyi  ortaya çıkmaktadır.. Yeni buluşlar evrenin tek bir noktadan ve tek bir özden çıktığına destek verirken,   ortaya çıkan birlikler aynı zamanda  Tek bir  Yaratanın varlığına da açık delil olmaktadır.

(haber7.com)