Cep telefonu görüntü sensörlerinin dönüştürülmesiyle geliştirilen OPHANIM dedektörü antimaddenin yer çekiminde nasıl davrandığının anlaşılmasına yardımcı olabilir.
CERN’deki Antimadde Fabrikası’nda yürütülen AEgIS (Antihydrogen Experiment: Gravity, Interferometry, Spectroscopy) deneyi, antimaddenin yerçekimi altında nasıl davrandığını anlamak için önemli bir adım attı. Bilim insanları, cep telefonlarında kullanılan görüntü sensörlerini dönüştürerek, antimadde parçacıklarının yok olma noktalarını daha önce görülmemiş bir hassasiyetle tespit eden bir dedektör geliştirdi. Bu yenilikçi teknoloji, AEgIS deneyinin temel hedefi olan antihidrojenin serbest düşüşünü ölçme sürecinde kritik bir rol oynayacak.
AEgIS ve CERN’deki ALPHA ile GBAR gibi diğer deneyler, antihidrojenin Dünya’nın yerçekimi alanında nasıl hareket ettiğini inceleyerek, madde ve antimadde arasındaki temel farkları anlamayı amaçlıyor. AEgIS ekibi, yatay bir antihidrojen ışını üreterek, onun düşey yönde nasıl saptığını ölçmeyi hedefliyor. Bunu başarmak için bir moiré deflektometresi kullanarak küçük hareket sapmalarını gözlemliyor ve antihidrojenin yok olduğu noktaları tespit eden bir dedektörle ölçümler yapıyor.
Ancak bu sürecin başarılı olabilmesi için son derece hassas bir algılama sistemine ihtiyaç duyuluyor. AEgIS araştırmacılarından Francesco Guatieri’ye göre, mobil kamera sensörleri 1 mikrometreden küçük piksellere sahip olduğu için, bu tür ölçümler için ideal bir çözüm sunuyor. Bu teknoloji, antimadde ölçümlerinde kullanılan geleneksel fotoğraf plakalarının sunduğu yüksek çözünürlüğü gerçek zamanlı veri akışıyla birleştirerek büyük avantaj sağlıyor.
3840 megapiksel çözünürlük: OPHANIM dedektörü
AEgIS araştırmacıları, mobil telefon görüntü sensörlerinden yararlanarak Optical Photon and Antimatter Imager (OPHANIM) adlı yeni bir dedektör geliştirdi. Bu dedektör, 3840 megapiksel ile şu anda antimadde araştırmalarında kullanılan en yüksek çözünürlüklü cihaz olma özelliğine sahip. Daha önce kullanılan fotoğraf plakaları, yüksek çözünürlük sağlasa da anlık ölçümler yapamıyordu. OPHANIM ise gerçek zamanlı analiz, yüksek çözünürlük, kendini kalibre edebilme ve geniş bir parçacık toplama yüzeyi gibi özellikleri tek bir cihazda birleştiriyor.
Bu yenilikçi dedektör, yalnızca AEgIS deneyinde değil, aynı zamanda düşük enerjili antiparçacık yok oluşları üzerine yapılan diğer araştırmalarda da büyük bir potansiyel sunuyor. OPHANIM sayesinde bilim insanları, farklı antimadde türlerinin yok olma mekanizmalarını daha ayrıntılı şekilde inceleyebilecek.
Bilim insanları, cep telefonlarında yaygın olarak kullanılan optik görüntü sensörlerini, antimadde araştırmalarına uygun hale getirmek için önemli bir mühendislik çalışması gerçekleştirdi. Sensörlerin üzerindeki ilk katmanları çıkartarak, daha hassas parçacık tespiti yapabilen bir sistem elde ettiler. Bu süreç, yüksek hassasiyetli elektronik tasarım ve mikro mühendislik gerektirdiği için, TUM (Münih Teknik Üniversitesi) Mühendislik ve Tasarım Fakültesi’nde çalışan yüksek lisans öğrencileri Michael Berghold ve Markus Münster bu çalışmada önemli bir rol oynadı.
AEgIS sözcüsü Dr. Ruggero Caravita, bu teknolojinin antihidrojen ışınının küçük yerçekimi etkileriyle nasıl saptığını gözlemlemek için bir dönüm noktası olduğunu belirtiyor. Aynı zamanda, OPHANIM dedektörünün yalnızca antimadde araştırmalarıyla sınırlı kalmayacağını, yüksek hassasiyet gerektiren diğer deneylerde ve parçacık izleyicilerinin geliştirilmesinde de önemli bir rol oynayabileceğini vurguluyor.
Bu teknolojinin sağladığı olağanüstü çözünürlük, yalnızca antihidrojenin düşey hareketini takip etmeyi değil, aynı zamanda farklı antiparçacık türlerinin malzemelerle etkileşimini incelemeyi de mümkün hale getiriyor. Bu sayede, antimaddenin temel özellikleri hakkında daha önce bilinmeyen yeni bilgilere ulaşmak mümkün olacak.
AEgIS ve CERN’deki diğer antimadde deneyleri, madde ve antimadde arasındaki farkları anlamaya çalışarak, evrenin neden neredeyse tamamen maddeden oluştuğu sorusuna ışık tutmayı hedefliyor. Yeni geliştirilen OPHANIM dedektörü, bu büyük bilimsel sorunun yanıtlanmasına önemli katkılar sunacak.
Kaynak: Science Advances
