Tanrı Parçacığı Bulundu mu?

"Tanrı Parçacığı" azzz sonra!

CERN Çarşamba Günü 'Tanrı parçacığı' adıyla da bilinen Higgs Bozonu ile ilgili önemli bilgiler açıklayacağını duyurdu.

Gazete Habertürk

CERN (Avrupa Nükleer Araştırmalar merkezi, çarşamba günü, düzenleyecekleri bir konferansta 'Tanrı parçacığı' adıyla da bilinen Higgs Bozonu ile ilgili önemli bilgiler açıklayacak. Tahminlere göre, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı LHC'den elde veriler,Higgs Bozonunun keşfini ortaya koydu.
Geçen Aralık ayında da, Cenevre'deki projede çalışan bilimadamları sonuçlar kesin olmasa bileHiggs Bozonu'nun keşfiyle ilgili önemli ipuçlarına ulaştıklarını açıklamıştı.

Yukarıdaki haber gazete Habertürk'ten alınma. Bakalım çarşamba günü ne olacak. Arkadaşlar aşağıda onuyla ilgili olarak gazeteci Selin KUNT'un bir haberi var. Konuya vakıf olmayan arkadaşlar için onu da alıntıladım:

Herkes onun peşinde: Tanrı Parçacığı!

 

Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi CERN'deki pek çok deneyden bir tanesi de hayatın özü yani maddenin ilk halini keşfetmek.
Parçacıklara kütle kazandırdığı tahmin edilen o ilk somut "şey" yani bilimsel adıyla Higgs Bozonu'nun (popüler ismiyle Tanrı Parçacığı) bulunması fizikçiler için bir rüyanın gerçekleşmesi anlamına geliyor.
Belki de evrenin en önemli sırrı olan o "ilk", yani "maddenin nasıl oluştuğu" sorusu yanıt bulduğunda dünyada büyük bir değişime uğrayacak.  Bu nedenledir ki pek çok ülke CERN'e üye oluyor, maddi destek veriyor, çalışmalara katılıyor. Ne de olsa işin ucunda Tanrı Parçacığı ve evrenin sırları var.

Gelin dünyanın en tartışmalı ve dikkat çeken deneylerinin yapıldığı CERN'e yakından bir bakalım.

CERN'DE ASLINDA NE PATLADI?
Yapılan tüm açıklamalara rağmen hala bütün dünyanın en çok merak ettiği konulardan biri İsviçre’deki CERN araştırma merkezinde yapılan Büyük Patlama deneyi. Deney başlayana kadar hakkında pek çok fikir hatta komplo teorileri üretildi; CERN gizli deneylerin yapıldığı kapalı bir üs mü? 
Deneyden sonra dünya zarar görecek mi? 
Hatta patlama sonrası bir "Kara Delik" oluşup dünyayı yutacak mı?
Maya takvimi bu deneye mi işaret ediyor?

İlk patlamalar Kasım ayında gerçekleştiğinde bu teoriler de havada kalmış ve söylentiler bir süreliğine durulmuştu. Zaman geçtikçe cadı kazanı tekrar kaynamaya başladı ve yeni senaryolar sahnede yerini almaya başladı. Şimdi ikinici patlama dönemi ile en azından sanıldığı gibi anında bir kıyamet yaşanmayacağını öğrenmiş bulunuyoruz yine de kafalardaki sorular devam ediyor.

CERN NEDİR NE DEĞİLDİR?
CERN’de görevli Türk bilim adamı Kerem Cankoçak’la yaptığım görüşmelerimde bu konulardaki sorulara cevap bulmuş ve edindiğim bilgileri daha önce sizlerle paylaşmıştım. Bu bilgiler ışığında bugün gerçekleşen deneyi tekrar ele alıp CERN gerçeğine göz atalım.

CERN tam olarak nedir?
CERN’in açılımı Avrupa Nükleer Araştırma Konseyi. Adında “nükleer” kelimesi geçiyor ama nükleer araştırma ile ilgili bir şey yapılmıyor. Nükleer çekirdek demek, atomun çekirdeği anlamına geliyor. CERN yaklaşık 55 yıl önce kurulduğu için o yıllarda atomun çekirdeğine kadar inilebiliyordu. Şimdi modern anlamda CERN bir Avrupa Parçacık Fiziği Laboratuarı, burada yapılan şey maddenin temel yapı taşlarını incelemek. Bilim adamı Kerem Cankoçak oradaki esas amaçlarını “bilimsel merak ve keşif” olarak özetlemişti. Temel sorulara cevap bulmak esas gaye; Nereden geldik? Nereye gidiyoruz? Maddenin kökeninde ne var? Nasıl oluştu?

CERN hangi ülkelere açık, bir üyelik sistemi mevcut mu?
CERN’e Avrupa ülkelerinin hemen hemen hepsi üye fakat üye olmak şart değil. Üye olmadan da deneylere katılınabiliyor bu uluslararası bir laboratuar. Örneğin Amerika, Rusya, Çin, Japonya buradaki deneylere katılıyor. Türkiye de katılıyor ama çok az bir katkıda bulunuyor. Türkiye de katılıyor ama çok az bir katkıda bulunuyor. Eğer üye olursak daha fazla katkıda bulunacağız.

CERN’deki bilgiler dışa kapalı mı? Gizlilik nasıl sağlanıyor?
Cern’de görev almış bilim adamı Kerem Cankoçak’ın bana verdiği bilgilere göre dünyanın her tarafından gelen yaklaşık 10 bin kadar fizikçi bilim adamı bir arada çalışıyor. İşin hiç bir gizlisi saklısı yok her şey açık, bir teknoloji gizi yok. 

CERN’de çalışan kaç Türk var?
Projede yer alan pek çok Türk bilim adamı var ama bu Türklerin bir kısmı, Amerika ve Avrupa devletleri adına çalışıyor. Örneğin Kerem Cankoçak Eylül ayı öncesine kadar Iowa üniversitesi adına çalışıyordu, Ekim itibariyle  İTÜ İstanbul Teknik Üniversitesi adına çalışmaya devam etti. 
Türkiye’nin ülke olarak katıldığı bazı deneyler var, o deneylere katılan Türk bilim adamları Türk üniversiteleri adına bulunuyor. Ama bunlar sürekli CERN’de değiller yani arada bir gidip geliyorlar. Sonuç olarak CERN’de belki 100′e yakın Türk bilim adamı var.

Büyük Patlama deneyi aslında tam olarak ne demek?
Aslında bu konuda bir yanlış anlaşma söz konusu. Bu deneylere Big Bang -Büyük Patlama deneyleri deniliyor ve insanlar da orada bir patlama olacak zannediyor. Halbuki büyük patlama zaten oldu; 13,5 milyar yıl önce. CERN’deki deneyde protonları çarpıştırdıkları zaman ortaya çıkacak olan enerji aslında bir sineğin kanat çırpması kadar! Gerçekte sonuç olarak meydana gelen çok küçük bir enerji ama buradan çıkacak sonuçlar Büyük Patlama’ya ve Büyük Patlama’dan sonraki nano saniyelere açıklama getireceği için başta Avrupa basınında olmak üzere medyada Büyük Patlama Deneyi olarak geçiyor. Dolayısıyla insanlar da bunu patlama olacakmış gibi algılıyorlar.

Büyük Patlama deneylerinin hedefi nedir?
Yine Kerem Cankoçak’ın bana verdiği bilgiye göre aslında bizim anladığımız anlamda hiç bir şey hedeflenmiyor, edinilen bilgilerle sanıldığı gibi karanlık gizli hiç bir şey yapılmayacak. Bu deneylerin tek sebebi “merak”. Sonuçta bilimin temel çıkış noktası her zaman meraktır. Bu deneyde de ana etken merak ve bilmediklerimizi öğrenmek ve bu merakımızı giderirken ortaya gündelik hayatta kullandığımız teknolojik ürünler de çıkıyor. Şu an kullandığımız internetin temelini oluşturan World Wide Web bunun en güzel örneklerinden.

Bu deneylerle ilişkilendirilen Anti-Madde nedir?
Anti-madde aslında var olan bir kavram, kitaplara konu olduğu gibi bir gizem ya da sadece bir teori değil. Her parçacığın zıt yüklü bir anti-parçacığı var: Elektron/Pozitron gibi… Anti-proton ve anti-elektron (pozitron)’dan meydana gelen Anti-atom ise 5 sene önce CERN’de yaratıldı. Ama anti-hidrojen atomu nano saniyelerde yok oluyor çünkü madde ve anti-madde birbirini yok ediyor. Şu anda içinde yaşadığımız evren maddeden oluşuyor. Anti-atomu laboratuarda yaratabiliyorsunuz ama bunlar madde ile birbirini yok ediyor. Anti-madde/Madde simetrisi kırılmasaydı şu anda biz de var olamazdık. Ya madde ya da anti-maddenin hakim olması lazım ki madde ortaya çıkabilsin. Yoksa birbirlerini yok ediyorlar ve geriye sadece radyasyon kalıyor.  CERN’de  “Peki bu neden böyle oldu?” sorusuna cevap aranıyor ve belki de bu soruya da cevap verilebilecek.

CERN’de tam olarak ne oldu?
Bazı yayın organlarında “CERN’de patlama oldu” diye yazıyor, oysa olan şey iki protonun kafa kafaya çarpışması… Ve bu çarpışma bir saniyede 40 milyon kere tekrarlanıyor….
Burada “Çarpışma” terimini biraz açmak gerekir. Aslında söz konusu olan “çarpışma” değil “çarpışmalar”. Saniyede 40 milyon kere tekrarlanacak olan bu çarpışmalardan yeni parçacıklar üretiliyor. Enerjinin maddeye dönüşmesi ilkesi (Einstein’ın E=mc^2 formülünü hatırlayın). Hızlandırıcı 10 saat çalıştığında 10×60x60X40 milyon adet çarpışma gerçekleşmiş oluyor. Bu kadar çok sayıda çarpışma elde edilmesinin nedeni ise, ender görünen olayları ve parçacıkları saptamak. Bu parçacıklar bazı fizik modellerinde öngörülüyor ama gerçek hayatta henüz saptanamadı. Dolayısıyla aslında deneyde bilimin bilmediği bir şey gerçekleşmedi ve çarpışma “beklendiği” gibi başladı. Farklı ve beklenmedik bir durum elde etmek çok zaman alacak. Belki bu çarpışmaları yıllarca yineledikten sonra “farklı ve beklenmedik bir durum” elde edilebilecek ki bu da bilinmeyeni öğrenmek anlamına geliyor. Zaten bütün amaç da bu.

Bundan sonraki adım ne?
Bundan sonraki amaç bu çarpışmaları yıllarca devam ettirmek. Bu arada da protonların enerjilerini ve sayılarını yükseltmek. Hedeflenen enerji, protonların 7000 Milyar elektron volt enerjisine çıkmaları. Su anda bu enerji 450 milyar elektron voltda. Eğer her bir proton 7000 Milyar elektron volt enerjide kafa kafaya çarpışırsa, elde edilen enerji yoğunluğu evrenin başlangıç koşullarına yakin olacak ve ilk evrendeki fiziksel atmosferi yakalanmış olacak. Bu asamaya en erken 2 yıl sonra geçilmesi planlanıyor. Yani şu anda hem protonların enerjileri çok düşük, hem de çarpışan protonların sayısı çok düşük.

Hadron Çarpıştırıcısı ne kadar süre ile aktif kalacak? Net bulgular için kaç tane çarpışma gerçekleşmesi gerekiyor?
Büyük Hadron çarpıştırıcısı (Large Hadron Collider- LHC) en az 20 yıl, belki de daha fazla çalışacak. Net bulgular için, eğer şanslıysak, 2 yıl x 365 gün x24 saat x 60x 60 x 40 milyon çarpışma gerekiyor… Ama 5 yıldan önce çok kesin sonuçlara ulaşmak zor görünüyor.

Özet olarak:
Basında patlama diye tabir edilen şey aslında protonların çarpışması. Ortaya çıkan enerji de bir sivrisineğin kanat çırpması kadar. Protonlar atom çekirdeğindeki parçacıklar. Bunlar o kadar küçük ki, neredeyse maddenin temel yapıtaşları sayılabilir. Ancak çok hızlı bir şekilde hareket ettirildiklerinden enerjileri boylarına göre çok yüksek oluyor ve böylece elde edilen enerji yoğunluğu çok fazla oluyor. Bu yüzden de evrenin ilk başlangıcındaki, 13.5 milyar yıl önceki enerji yoğunluğu koşullarına yaklaşılmış olunuyor. Bilindiği gibi evrenin başlangıcının “Big Bang” yani Büyük Patlama ile başladığı varsayıldığı için, LHC deneylerine bu yüzden Büyük Patlama deneyi denmekte. Kamuoyu tarafından yanlış anlaşılan konu da bu. Sanki CERN’de büyük bir patlama gerçekleştiriliyor zannediliyor. Oysa Büyük Patlama 13.5 milyar yıl önce zaten oldu. CERN’de şimdi o koşulları çok minyatür şekilde gerçekleştirip inceleyen bir deney yapılıyor.

HERŞEY BU PARÇACIK İÇİN Mİ?
Bugüne kadar yapılmış en büyük çarpıştırıcı olan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, aynı zamanda da insan yapımı en büyük makina. 16 yıllık aralıksız çalışma ve milyarlarca Euro'ya mal olan BHÇ'de, en büyük beklentilerden bir tanesi henüz gözlemlenememiş olan Higgs parçacığını (Tanrı parçacığı) saptamak. Kadir Has Üniversitesi Fen - Edebiyat Fakültesi'nden Yardımcı Doçent Doktor Cem Özen bu parçacığın öneminin maddeyi oluşturan diğer parçacıklara kütle kazandırmasından kaynaklandığını ifade ediyor.

Işık hızına yaklaşılırsa parçacık ispatlanabilir
BHÇ'de proton hüzmeleri 27 km. uzunluğunda, süper iletken kablolarla çevrili bir tünelde hızlandırıldıktan sonra kafa kafaya çarpıştırılıyorlar. İlk defa Einstein tarafından ortaya atılmış olan kütle - enerji bağıntısı nedeniyle, çarpışmalar sonucu ortaya çıkan enerji değişik kütlelere sahip pek çok parçacığın cisimleşmesini sağlıyor. Protonlar ışık hızının %99'unu aşan hızlarda çarpıştığında elde edilen enerji, Higgs parçacığını oluşturmak için yeterli olursa deneyler şimdiye kadar gözlemlenememiş olan bu parçacığın varlığını ispatlayabilir. BHÇ'de yapılan deneylerde fizikçilerin bir diğer beklentisinin de kara madde hakkında ipuçları elde etmek olduğunu söyleyen Yrd. Doç. Dr. Cem Özen, gezegenleri, yıldızları ve galaksileri oluşturan kısaca bildiğimiz her şeyin yapı taşı olan maddenin aslında evrenin çok küçük bir kısmını oluşturduğunu belirtiyor. Evrende maddeye oranla çok daha büyük miktarda bulunan kara maddenin varlığını, galaksiler gibi büyük ölçekli madde yığınları üzerindeki etkilerinden bildiğimizi  ancak doğası hakkındaki bilgimizin çok sınırlı olduğunu belirten Dr. Özen, CERN'deki deneylerin kara madde araştırmaları açısından da  büyük önem taşıdığını ifade ediyor. 

"Yeni bir kıtaya ilk adımı atmak gibi"
Doçent Özen, Higgs parçacığı ve kara madde araştırmaları gibi belirgin hedeflerinin yanı sıra bu deneyleri dünyadaki pek çok benzerinden ayıran en önemli şeyin, daha önceden erişilmemiş yüksek enerjilere ulaşılıyor olması olduğunu söylüyor. Bu açıdan bakıldığında, konunun yeni bir kıtaya ilk adımı atmak şeklinde de yorumlanabileceğini belirten Cem Özen, insanın daha önce adım atılmamış bir kıtada umduklarının yanı sıra yepyeni şeylerle de karşılaşabileceğini sözlerine eklerken, evrenin yapısını ve işleyişini daha iyi anlamak adına insanlığa yeni bir kapı açıldığının altını çiziyor. Doç. Özen, bu deneyin bilime olduğu kadar teknolojik ilerlemeye de katkılarının göz ardı edilmemesini, CERN'deki deneylerde modern bilimin sınırları zorlandığından, pek çok teknik zorlukla karşılaşıldığını ve bu zorlukların geliştirilen yeni teknolojilerle aşıldığını da sözlerine ekliyor. Özen'e göre, deneylerden elde edilecek yeni bilgi ve tecrübelerin gelecekte çığır açıcı teknolojilere öncülük etmesi şaşırtıcı olmamalı.

Dan Brown'ın romanında çalınmıştı
Bugünlerde çok konuşulan konuya aslında Da Vinci Şifresi'nin yazarı Dan Brown daha 2000 yılında el atmıştı. Yazar, ikinci kitabı "Melekler ve Şeytanlar"a -ki pekçok kişi bunun en iyi kitabı olduğunu söylüyor- CERN'de gerçekleştirilen bir çarpışma sonucu ortaya çıkan çok güçlü ve tehlikeli enerji kaynağı "karşı madde"nin çalınması ve bu çarpışmayı gerçekleştiren fizikçinin öldürülmesiyle başlıyor. Daha sonra devreye, Harvard Üniversitesi Simgebilim Profesörü Robert Langdon giriyor ve olayın efsanevi gizli örgüt Illuminati'yle -Galileo zamanından beri Katolik Kilisesi'nin bağnaz inançlarını lanetleyerek bilimin yararlarını yücelten- ilgisi olduğu ortaya çıkıyor. Karşı madde, yeni Papa seçiminin gerçekleşeceği gün Vatikan Şehri'nin altına saklanıyor. Langdon, medeniyeti yok olmaktan kurtarmak için Roma sokaklarında, kiliselerde soluk soluğa koşuşturarak Illuminati'nin 400 yıllık izini sürüyor. 2008'de filme de çekilen Melekler ve Şeytanlar'da başrolü Tom Hanks ve Ayelet Zurer paylaşmıştı.