Bursa Uludağ Üniversitesinden bir grup akademisyen, İsviçre-Fransa sınırında bulunan CERN bünyesinde kurulması planlanan ve mevcut Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nın (LHC) yerini alması öngörülen Geleceğin Dairesel Çarpıştırıcısı (FCC) için teorik ve simülasyon temelli çalışmalar yürütüyor.
CERN, dünyanın en büyük parçacık fiziği araştırma merkezi olarak biliniyor. Maddenin en küçük yapı taşlarını anlamak için parçacıklar çok yüksek hızlara çıkarılıyor ve kontrollü şekilde çarpıştırılıyor. Bu çarpışmalar sayesinde, evrenin nasıl oluştuğu, maddenin neden kütleye sahip olduğu ve doğanın temel yasalarının nasıl işlediği araştırılıyor.
FCC, CERN’de bugüne kadar kullanılan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’ndan çok daha yüksek enerji seviyelerine ulaşması planlanan yeni nesil bir hızlandırıcı olarak tasarlanıyor. Bu sayede, LHC ile ulaşılamayan enerji aralıklarında yeni parçacıkların izine rastlanması hedefleniyor.
Bilgisayar ortamında hesaplanıyor
BUÜ’lü araştırmacılar, bu dev deney daha kurulmadan önce, maddenin bilinen yapı taşlarının ötesinde yer aldığı düşünülen ve henüz deneysel olarak doğrulanmamış parçacıkları ele alıyor. Bu parçacıklar henüz gözlemlenmediği için, özellikleri teorik hesaplamalarla tahmin ediliyor.
Parçacıkların, FCC’de gerçekleştirilecek yüksek enerjili çarpışmalarda (özellikle proton-proton çarpışmalarıyla çok büyük enerji açığa çıkarılan deneylerde) nasıl izler bırakabileceği bilgisayar ortamında ayrıntılı şekilde hesaplanıyor. Böylece, deney başladığında bilim insanlarının hangi sinyallere odaklanması gerektiği önceden öngörülüyor.
Çalışmalar özellikle Higgs Bozonu üzerine yoğunlaşıyor. 2012 yılında CERN’de keşfedilen Higgs Bozonu, temel parçacıkların kütle kazanmasını sağlayan mekanizmanın deneysel kanıtı olarak kabul ediliyor.
Araştırma ekibi ayrıca, bilinen parçacıkların her biri için henüz keşfedilmemiş bir “eş parçacık” öngören süpersimetri teorisi (mevcut fizik kuramlarının ötesine geçen teorik bir yaklaşım) ve evrenin büyük bölümünü oluşturduğu düşünülen karanlık madde üzerine de çalışıyor. Şu ana kadar 3 parçacıkla ilgili teorik analizler tamamlanırken, henüz gözlemlenmemiş 2-3 yeni parçacık da teorik kataloğa eklendi.
Oluşturulan katalogda, söz konusu parçacıkların hangi kütle aralığında gözlemlenebileceği, hangi etkileşimlere girdiği ve deney sırasında hangi hassasiyetle aranması gerektiği gibi bilgiler yer alıyor. Bu sayede FCC deneyi başladığında, arama süreci daha hedefli ve verimli hale getirilebilecek.
Araştırmacılar, henüz yapılmamış deneyleri bilgisayar ortamında gerçekleştirerek, hangi teorik modellerin güçlendiğini, hangilerinin ise geçerliliğini yitirdiğini analiz ediyor. Çalışmaların sonuçları uluslararası bilimsel dergilerde yayımlanırken, FCC için dünya genelinde yürütülen hazırlık sürecine Türkiye’den bilimsel katkı sağlanması amaçlanıyor.
Kaynak: Anadolu Ajansı