CERN uzmanı: Büyük Hadron Çarpıştırıcısı dört yıllık ara vermeye hazırlanıyor

Bir yıl içinde, CERN'deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC), başlatma dahil olmak üzere yaklaşık dört yıl sürecek teknik bir kesintiye başlayacak. CERN'den Dr. Malika Meddahi, PAP'a HL-LHC'nin modernizasyonunun yaklaşık 1 milyar franka (yaklaşık 4,5 milyar PLN) mal olacağını ve şu anda olduğundan daha küçük bir hacimde daha fazla parçacığın çarpışmasına olanak sağlayacağını açıklıyor.

Polonya'daki Perspektywy Women in Tech Zirvesi konferansında PAP'a verdiği röportajda Dr. Malika Meddahi, "Gelecek yıl başlayacak modernizasyon kapsamında çarpışmaların enerjisini değil, çarpışmaların sayısını ve kalitesini artırmayı planlıyoruz" dedi.

Yükseltme tamamlandığında LHC'ye yeni bir isim verilecek: Yüksek Parlaklıklı LHC.

Büyük Hadron Çarpıştırıcısı dünyanın en büyük parçacık hızlandırıcısıdır. Cenevre yakınlarındaki Avrupa Nükleer Araştırma Örgütü CERN'de yer almaktadır. İki hadron demeti (genellikle protonlar olan yüklü parçacıklar) iki ayrı vakum tüpünde, çevresi yaklaşık 27 kilometre ve yerin 100 metre altında bulunan bir tünelde zıt yönlerde dolaşır. Hızlandırıcı ayrıca kurşun gibi iyonlarla da çalışır.

Zıt yönlerde hareket eden protonlar, parçacık dedektörlerinin kalbindeki dört özel olarak belirlenmiş noktada birbirleriyle çarpışır. Çarpışma noktalarında muazzam bir enerji açığa çıkar (şu anda yaklaşık 13,6 teraelektronvolt - TeV), bu enerjide saniyenin kesirleri kadar egzotik parçacıklar belirir - Büyük Patlama'dan hemen sonra var olanlar. Çarpışma noktalarına yerleştirilen dedektörler bu fenomenler hakkında veri kaydeder. Bu verilerin derinlemesine analizi, bilim insanlarının temel parçacıkların özelliklerini ve etkileşimlerini daha iyi anlamalarını sağlar.

LHC'nin aşamalar halinde çalışacağı en başından beri açıktı. İlk veri toplama aşaması olan Run 1, 2010'dan 2012'ye kadar sürdü. Run 2, 2015'ten 2018'e kadar sürdü. Mevcut aşama olan Run 3, 2022'de başladı ve Haziran 2026'ya kadar sürecek. Bu arada, hızlandırıcı düzenli yükseltmelerden ve bakımdan geçti, güvenilirliğini ve verimliliğini artırdı ve yeni rekorlar elde etmesini sağladı.

Bu sefer, LHC'nin parlaklığını artırması için durma süresine ihtiyaç duyuluyor. Hızlandırıcı fiziğinde parlaklık, parçacık ışınları çarpıştığında meydana gelen çarpışma sayısı anlamına gelir. Yeni ışın yalnızca daha fazla parçacık içermeyecek, aynı zamanda daha sıkı odaklanacak ve bu da çarpışma olasılığını artıracaktır. LHC yükseltmesi, toplam çarpışma sayısını on katına çıkaracak. Daha "parlak" LHC, yeni parçacıkların daha hassas ölçümlerine ve şimdiye kadar dedektör hassasiyetinin ötesinde kalmış süreçlerin gözlemlenmesine olanak tanıyacak. Bu, nadir görülen olayları tespit etmeyi ve Evren hakkındaki bilgimizi bu enerji sınırında genişletmeyi mümkün kılacaktır.

Ancak artan parlaklık ciddi teknolojik zorluklar doğurur. Modernizasyonun bir parçası olarak, ışını tutmak için yeni dört kutuplu mıknatıslara ihtiyaç vardır, soğutma sistemleri iyileştirilmeli ve hasarı önlemek için ışın teşhis sistemleri ve yeni cihaz koruma sistemleri uygulanmalıdır. Dedektörler ve BT sistemleri de işlenecek artan veri miktarıyla başa çıkmak için modernize edilmelidir.

Dr. Meddahi, parçacıkların LHC'ye enjekte edilmeden önce hızlandırıldığı dört ön hızlandırıcıdan oluşan kompleksin halihazırda büyük bir yükseltmeden geçtiğini, uygulandığını ve başarıyla fırlatıldığını, HL-LHC spesifikasyonunu karşılayan ışınların rutin olarak elde edildiğini açıkladı.

LHC halkasının kendisinde, ATLAS ve CMS deneylerinin her iki tarafında, ışınları çarpışmadan hemen önce odaklayan yeni süperiletken dört kutuplu mıknatıslar yerleştirilecek. Bunlar niyobyum ve kalay bazlı yeni bir süperiletken malzemeden yapılacak.

"Yükseltme çok büyük bir girişim. Yeni mıknatısları takmak için hızlandırıcının millerce alanını açmamız gerekiyor. Aynı zamanda mevcut altyapının bakımını ve yükseltmesini gerçekleştireceğiz," diye açıkladı Dr. Meddahi.

Dr. Meddahi'nin açıkladığı gibi, CERN'in araştırma ve geliştirme çabalarının büyük bir kısmı şu anda yeni cihazları daha verimli hale getirmeye odaklanmış durumda - daha az enerji ve mümkünse soğutma için daha az su kullanmak. Tesislerden geri kazanılan enerji, örneğin yakındaki kasabalardaki altyapıyı ısıtmak için kullanılabilir.

CERN uzmanı ayrıca uzun süreli kesinti sırasında ne olacağını da anlattı. İlk olarak, tüm sistemin eksi 271 santigrat dereceden oda sıcaklığına kademeli olarak ısınması gerekiyor. "Ancak o zaman her gün yüzlerce kişi tünele girip ekipmanları üzerinde çalışabilecek. Bu gerçekten çok büyük bir görev. Sonra her şey yeniden bağlanmalı, test edilmeli, tekrar soğutulmalı - ki bu birkaç ay sürer - ve tekrar test edilmeli. Çalışma tamamlandıktan sonra makinenin yeniden başlatılmaya hazırlanması neredeyse bir yıl sürecek," diye belirtti.

Araştırmacı, CERN bilim insanları için LHC'deki kesintinin işlerinde bir kesinti anlamına gelmediğini ekledi. Yeni bileşenleri tasarlamak, birleştirmek ve test etmekle ilgilenecekler. Ayrıca devam eden Run 3 aşamasında toplanan verileri analiz edecekler; bu, veri toplamanın kendisinden çok daha fazla zaman alan bir süreç.

"Enstitümüzde yaptığımız şey barış için gerçek bilimdir. 110 milletten insanımız birlikte çalışıyor, jeopolitiği bir kenara bırakıyor ve nereden geldiğimizi, Büyük Patlama zamanında hangi parçacıkların var olduğunu, evrenin kayıp kütlesinin ve enerjisinin nerede olduğunu daha iyi anlamak için bir araya geliyor... Bunların hepsi büyüleyici sorular ve biz insanlık olarak bunların peşinden gitmeliyiz. Avrupa'nın bu araştırmada öncü olmaya devam etmesini sağlamalıyız - bu gerçekten çok değerli," diye güvence verdi Dr. Meddahi.

Polonya Basın Ajansı, Perspektywy Teknolojideki Kadınlar Zirvesi'nin (4-5 Haziran) medya sponsoruydu.

Ludwik Tomal (PAP)

lt/ bar/ mhr/