Dünyanın en muazzam ve kuvvetli parçacık hızlandırıcısı olarak bilinen CERN’deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC), yeni bir dönüm noktasına ulaştı. Kurum, tarihte bir ilke imza atarak protonları ve oksijen iyonlarını çarpıştıran yeni bir deney dizisini başlattı. Önümüzdeki dönemde bu çalışmalar, oksijen–oksijen ve neon–neon çarpışmalarını da kapsayacak şekilde genişletilecektir.
29 Haziran’da başlayıp 9 Temmuz’a kadar devam etmesi planlanan bu özel deney dizisi, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nın operasyonel programında mühim bir aşamayı oluşturuyor. İsviçre’nin Cenevre şehri civarında konumlanan bu tesis, parçacıkları ışık hızına yakın süratlere ulaştırarak kontrollü çarpışmalar gerçekleştirebilen dünyadaki yegane aygıttır. Deney programı çerçevesinde, ikişer gün proton–oksijen ve oksijen–oksijen çarpışmaları ile bir gün sürecek neon–neon çarpışmaları icra edilecek. Her bir çarpışma etabı arasında, sistemin bir sonraki aşamaya hazırlanması için hassas konfigürasyon değişiklikleri yapılması zorunludur.
EVRENİN KÖKENİNE YOLCULUK
Bu deneylerin ana hedefi, evrenin en temel bileşenlerini ve Büyük Patlama’dan yalnızca birkaç mikrosaniye sonra meydana geldiği varsayılan kuark-gluon plazması gibi sıra dışı madde formlarının niteliklerini daha derinlemesine kavramaktır. Bu çalışmalarla birlikte, kozmik ışınların yapısı ve güçlü nükleer kuvvet gibi temel fizik meseleleri de araştırılacak konular arasında bulunmaktadır.
Projenin hazırlık süreci, 2019 yılında gerçekleştirilen fizibilite analizlerine dayanan uzun soluklu bir çalışmanın ürünüdür. Oksijen ve neon iyonlarının hem üretilebilmesi hem de hızlandırılabilmesi amacıyla tesis çapında çok sayıda sistemde özel uyarlamalar yapılmıştır.
EN ZORLU AŞAMA: PROTON-OKSİJEN ÇARPIŞMASI
CERN uzmanlarından Roderik Bruce’a göre, bu deney serisinin teknik olarak en meşakkatli aşaması proton ve oksijen iyonlarının çarpıştırılmasıdır. Bunun temel sebebi, iki parçacığın farklı yük/kütle oranlarına sahip olması ve bu durumun elektromanyetik alanın her birine farklı biçimde tesir etmesine yol açmasıdır. Bu nedenle, istenilen çarpışma noktasını tam olarak elde edebilmek için hız ve frekans değerlerinde son derece hassas ayarlamalar yapılması gerekmektedir.
Söz konusu çarpışmalar, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nın ALICE, ATLAS, CMS ve LHCb adlı dört temel deney istasyonunda yürütülmektedir. Bununla birlikte, kozmik ışınların incelenmesine odaklanan LHCf deneyi de bu süreçte önemli bir rol üstleniyor. LHCf, ATLAS çarpışma noktasının 140 metre uzağına konumlandırılmış özel bir dedektör kullanarak, proton–oksijen çarpışmaları neticesinde salınan küçük açılı parçacıkları tespit etmeyi amaçlamaktadır.
Bu deney dizisi, yalnızca bilimsel veri toplamakla kalmayıp, aynı zamanda LHC’nin teknik altyapısının test edilmesi bakımından da kritik bir değere sahiptir. Özellikle, “iyon ışınlarının” kontrolü için yakın zamanda geliştirilmiş olan kristal kolimatörler bu süreçte denenecektir. Söz konusu teknoloji, ışın demetinin dışına sapan parçacıkların daha etkin biçimde hizalanmasına olanak tanıyarak genel ışın güvenliğini önemli ölçüde yükseltmektedir.