CERN’ DE NELER OLUYOR? | BİLİM ŞENLİĞİ
Ana Sayfa Yazarlar CERN’ DE NELER OLUYOR?
Avrupa Nükleer Araştırma Merkez veya Fransızca adı olan Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire ‘in kısaltmasıyla CERN, İsviçre ve Fransa sınırında yer alan dünyanın en büyük parçacık fiziği laboratuvarıdır. 1954 yılında 12 ülke tarafından kurulmuştur. Bu ülkeler; Belçika, Danimarka, Almanya, Fransa, Yunanistan, İtalya, Norveç, İsveç, İsviçre, Hollanda, Birleşik Krallık, Yugoslavya’dır. CERN’ de binlerce fizikçi ve mühendis çalışmaktadır. Dünyadaki yüzden fazla ülkenin fizikçilerinin çalıştığı devasa bir bilim laboratuvarıdır. Peki, CERN’ de neler oluyor, neden tüm dünyanın gözü kulağı orada?
Türkiye’nin de ortak üyeleri arasında bulunduğu CERN’ de evreni anlamak için çalışmalar yapılmaktadır. Evreni anlamak için, madde ve maddenin en küçük yapıtaşını bilmemiz gerekmektedir. Maddenin en küçük yapıtaşına atom denilmektedir. Günümüzde atomların da ötesinde atomaltı parçacıklar üzerinde çalışılmaktadır. Bilim adamları, bu atomaltı parçacıkları yani mikro sistemlerin dünyasını anlamak için çalışmalar yapmaktadırlar. Atomaltı parçacıkların ilk oluştuğu an ise Big Bang’ dir. Büyük patlama olarak da bilinen Big Bang’ in oluşmasıyla ortaya çıkmışlardır. Dolayısıyla bilim adamları CERN’ de bu yapıtaşlarının oluştuğu Big Bang’ e benzer yapay patlamalar oluşturularak bu parçacıkları tanımak, anlamak için deneyler yapmaktadırlar. Bu deneyler sonucunda ortaya çıkanlar ise tüm insanlık adına çok önemli bilimsel buluşlardır. Bu buluşlardan bahsedeceğim yalnız öncelikle evreni oluşturan bu parçacıkları biraz tanıyalım.
Maddenin yapıtaşlarını anlamak için birçok fizikçi tarafından geliştirilen modele Standart Model denilmektedir. Bu model, temel parçacıklar ve bu parçacıklar arasındaki etkileşimleri kapsamaktadır. Bu etkileşimler ise alıp verilen bozonlarla oluşmaktadır. Maddeyi ele alırsak; bugün biliyoruz ki madde, atom ve moleküllerden oluşmaktadır. Maddenin en küçük yapıtaşına atom denir. Atomların içerişinde çekirdek ve onun etrafında dönen elektronlar vardır. Atomun çekirdeğinde ise proton ve nötronlar bulunmaktadır. Bu nötron ve protonlara hadron denilmektedir. Protonların içerisinde kuarklar bulunmaktadır. Temel parçacıklar lepton ve kuarklardan oluşmaktadır. Elektron, müon ve tau bir leptondur. Leptonun kelime anlamı hafiftir. Hadron’ un kelime anlamı ise ağırdır. Proton ve nötronların içerisinde 3’ er tane kuark vardır. Standart Model’e göre atomlar; 6 kuark, 6 lepton ve bir de bunların karşıt parçacıklarından yani toplam 24 parçacıktan oluşmaktadır. Yani evren 24 parçacıktan oluşmaktadır. Evreni bir yapboz olarak düşünür ve tüm parçalarını tamamlamaya çalışırsak 24 parçacıkla birlikte 4 temel kuvvet ile onun bilmecesini çözmeye çalışırız. Yalnız bu modelde bir parça eksikti. Bu parçayı ise 2012 yılında CERN’ de bilim adamları keşfettiler. Bu parçacığın adı ‘Higgs Bozonu’dur. Bu parçacık adını Peter Higgs’ den almıştır. 1960’ lı yıllarda Higgs ve bir grup fizikçi atomların nasıl kütle kazandığı konusunda kafa yorarlarken bir alanın var olabileceğini ve o alandan geçen her şeyin büyüklüklerine ve cinslerine göre kütle kazanabileceği fikrini ortaya atmışlardır. 2012 yılında bulunan bozonun bu bahsedilen parçacık olduğu yapılan deneylerle ispatlanmıştır.
Doğada 4 temel kuvvet bulunmaktadır. Elektromanyetik kuvvet, güçlü nükleer kuvvet, zayıf nükleer kuvvet ve kütle çekim kuvveti… Bu kuvvetler taşıyıcıları vasıtasıyla birbirleriyle etkileşim kurmaktadırlar. Elektromanyetik kuvvetin taşıyıcıları fotonlardır. Elektromanyetik kuvvetle günlük hayatta sıkça karşılaşmaktayız. Mesela; ışık bir fotondur. Güçlü nükleer kuvvet ve zayıf nükleer kuvvet ise atom çekirdeği ve daha küçük ölçeklerde gözlenen, günlük hayatta etkisini doğrudan fark edemeyeceğimiz kuvvetlerdir. Güçlü nükleer kuvvetin taşıyıcıları gluonlardır. Zayıf nükleer kuvvetin taşıyıcıları ise W± ve Z bozonlarıdır. Bizi olduğumuz yerde tutan kuvvet ise kütle çekim kuvvetidir. Bu kuvvetin taşıyıcısı ise gravitondur. Graviton şu ana kadar gözlenememesine rağmen varlığı hissedilmektedir. Bir de bu parçacıklara kütlesini kazandıran Higgs Bozonu vardır. Bu Higgs Bozonu, Tanrı Parçacığı olarak da bilinmektedir. Kitaplara, filmlere konu olan bu parçacığa aslında 1993 yılında Lederman tanrının belası demiştir. Bu ismi vermesinin nedeni ise yıllarca bu parçacığı aramalarına rağmen parçacığın bir türlü bulunamamasıdır. Ancak, Lederman, yazdığı kitabına Tanrının Belası ismini vermek istediği zaman yayıncısı ticari kaygılardan dolayı kitabın ismini Tanrı Parçacığı olarak değiştirmiştir. Tanrı Parçacığı olarak da bilinen parçacık, Higgs Bozonu’ dur. Higgs Bozonu’ nun bulunması aslında Standart Modeli tamamlamayıp aksine bunun ötesinde daha farklı modellerin de olduğunu bize göstermiştir. Bugün evrenin sadece yüzde 5 ine yakın bir bölümünü bilmekteyiz. Karanlık enerji ve karanlık madde ile birlikte bu oran yüzde 25’ e çıkmaktadır. Yani evreni tam olarak anlayabilmemiz için başka modellerin, başka parçacıkların varlığına ihtiyacımız vardır. CERN’ de büyük Hadron Çarpıştırıcı’ larla yapılmak istenen budur. Big Bang yani büyük patlamadan sonra temel parçacıklar ortaya çıkmış ve serbest bir şekilde etrafta dolaşmaya başlamışlardır. Dolayısıyla bu parçacıkları keşfedebilmek için yapay bir Big Bang ortamı Hadron Çarpştırıcılarla oluşturulmak istenmektedir. Bilim adamları CERN’ de Higgs bozonu gibi başka parçacıkları da keşfederek evreni daha iyi anlamak, tanımak için yaklaşık yarım asırdır çalışmaktadırlar. Peki bugüne kadar CERN’ de neler keşfedildi?
1973: Gargamelle’ de nötr akım bulundu.
1983: UA1 ve UA2 deneylerinde W ve Z parçacıkları keşfedildi.
2010: 38 anti hidrojen atomu saniyenin 6’da biri kadar süre kapana kıstırıldı.
CERN’ de keşfedilerek günlük hayatımızda yer alan teknolojik buluşlar ise akıllı malzemeler, süperiletken magnet, mikroelektronik, radyo frekans (RF) uygulamaları, vakum teknikleri, dedektör görüntüleme, radyoterapi, veri depolama ve işleme, uzay teknolojileri ve CERN’ de iletişim aracı olarak kullanmak için oluşturulmuş şu an internete girerken kullandığımız www. uzantısı bu buluşlardan bazılarıdır.
Türkiye ve CERN arasında ortak üyelik (asosiye üye) anlaşması 12 Mayıs 2014 tarihinde CERN direktörü Prof. Dr. Rolf HEUER ile Türkiye’ nin BM Cenevre Daimi Temsilcisi Büyükelçi Mehmet Ferden ÇARIKÇI tarafından imzalanmıştır. CERN’ e girebilmemiz için meslek hayatı boyunca çabalayan Prof. Dr. Engin Arık ve 5 çalışma arkadaşını da unutmamak gerekir. Engin Arık, Türkiye’ nin CERN’ e girmesi için büyük mücadeleler vermiştir. TÜBİTAK’ ın Arık’ ın ısrarlarına kayıtsız kalması hatta ‘’CERN’ le ilgilenmiyorum.’’ demesi Arık’ ı çok derinden üzmüştür. Arık, çalışma hayatı boyunca toryum üzerinde yoğunlaşmıştır. Toryum’ un nükleer yakıta çevrilmesi ile ilgili bir prototip oluşturmuştur. 2007 yılında Isparta’ da davet edildiği bir bilim kongresine bu prototipi götürme kararı alarak, bunu da arkadaşlarıyla paylaşmıştır. Ancak, Isparta’ ya giderken meçhul bir şekilde kendisiyle birlikte 6 fizikçi ve mürettebattın da bulunduğu uçak düşmüştür. Kazadan sonra Arık’ ın notları ve prototipi ortadan kaybolmuştur. Yapılan soruşturmalar uçağın sahte imzayla kiralandığı gerçeğini ortaya çıkarmıştır. Bu konuyla ilgili detaylı bilgiler edinmenizi tavsiye ederim.
Sonuç olarak, CERN parçacık fiziğinin kalbidir. Orada insanlık için, teknoloji için, bilim için çalışmalar yapılmaktadır. Evreni daha iyi anlayabilmemiz için deneyler yapılmaktadır. Bu deneyler sonucunda, Standart Modelin son parçası olarak düşünülen Higgs Bozonu’ nun bulunması evrenle ilgili birçok sorunun cevabını yanıtlamasına rağmen bize farklı dünyaların kapısını da aralamıştır. Cevaplanması gereken başka soruları gündeme getirmiştir. Başka paralel evrenlerin olabileceğini göstermiştir. Bilim dünyasının heyecanı, bu buluşla daha da artmıştır. Öğrendikleri her yeni bilgiyle aslında bilmedikleri birçok şeyin olduğunu görmüşlerdir. Bilim dünyasının kalbi CERN’ de atıyor. Benim de hayalim o kalbin ritimlerini tüm hücrelerimde hissedebilmek, o atmosferi yaşayabilmek ve orada olabilmeyi hak edecek biri olabilmektir. Güzel ülkemin güzel insanları,bilimsiz kalmamanız dileğiyle…