CERN Karanlık Maddenin Gizemini Sonunda Ortaya Çıkabilir mi?
CERN’in Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, evrenin sırlarını ortaya çıkarmak için protonları saniyede bir milyar hızında bir araya getiriyor.
CERN’deki bilim insanları, tüm kütle ve enerjinin yüzde 26,8’ini oluşturmasına rağmen hakkında çok az şey bildiğimiz karanlık madde de dahil olmak üzere, dünyamızın en kalıcı gizemlerini ortaya çıkarmak için benzeri görülmemiş bir enerji seviyesinde protonları birbirine çarpıştırıyorlar.
Kapsamlı yükseltmelerden sonra üçüncü seferi için yeniden başlatılan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC), tekrar açıldığında enerji kayıtlarını paramparça etti ve fizikçilerin Higgs Bozonu ve bu parçacığın bozunmasının evrenin geri kalanı hakkında daha fazla çalışma yapmasına olanak sağladı.
LHC, proton ışınlarını 13,6 teraelektronvolt’ta çarpıştırarak bir rekor kırdı; Yerin 100 metre altında bulunan parçacık çarpıştırıcısında açığa çıkan gücün bir hissini vermek için, bir tera elektron volt 1.000.000.000.000 elektron volta eşittir.
CERN fizikçisi Katharine Leney, “Karanlık maddenin kütlesi olduğunu düşünüyoruz; ama bu konuda hiçbir şey bilmiyoruz” dedi.
‘Belki Higgs Bozonu’nun onunla etkileşime girmiş olabileceğini düşünüyoruz. Bunu henüz bilmiyoruz.’ diye ekledi.
Tüm bilimsel ilerlemelerimize rağmen, yalnızca görünen maddeyi – görebildiğimiz her şeyi – tüm evrenin sadece yüzde 4,9’unu biliyoruz. Hakkında daha az şey bildiğimiz karanlık enerji, evrenin yüzde 68,3’ünü oluşturuyor.
Çünkü bu karanlık madde parçacıkları – diğer parçacıklarla başka bir şekilde etkileşime girmeselerdi, dedektörümüzle etkileşime girmezlerdi diye konuştu.
“Onların orada olduklarını söyleyebilmemizin tek yolu, dedektörde varlıklarının yokluğunu aramaktır.”
Adına rağmen, karanlık maddenin uğursuz veya tatsız bir çağrışımı yoktur. Basitçe böyle adlandırılıyor; çünkü fotonlarla etkileşmiyor gibi görünüyor ve bu parçacıklar ışık cepleridir ve görülemez.
Higgs Bozonu karanlık madde ile etkileşime girerse, farklı bir şekilde bozunur, böylece bilim insanları daha sonra neler olduğunu inceleyebilir.
Leney, “Bir dedektöre koyduğumuz enerjinin, bir çarpışmada ortaya koyduğumuz enerjiye eşit olması gerektiğini enerji korunumu yasalarından biliyoruz” dedi.
“Enerjiyi koyuyorsak ama dışarı çıkan yeterince şey görmüyorsak, bu enerji korunumu yasalarını ihlal etmemek için burada başka bir şey olması gerektiğini söyleyebiliriz – ve o zaman karanlık madde gibi bir şey olabilir.”
Leney, özellikle Higgs Bozonu’nun kendisiyle nasıl etkileşime girdiğini ve bilim insanlarının bir araya getirdiği bulmacanın anahtar parçası olarak düşünülebilecek kütleyi nasıl ürettiğini araştırıyor.
Bu çalışma onlara evrenin oluşumu ve hatta nihai kaderi dahil olmak üzere konular hakkında fikir verecektir. On yıl önce CERN’deki bilim adamları, Higgs Bozonunun varlığını kanıtladıklarını açıkladılar.
İlk olarak 1960’larda fizikçi Peter Higgs tarafından önerilen bu parçacık, esasen Higgs Alanının fiziksel tezahürüdür. Leney, “Bu alan tüm evrene nüfuz ediyor. Kütlesi olan her şey Higgs Bozonu ile etkileşime giriyor” dedi.
Birkaç yıl önce son çalışmasının sona ermesinden bu yana, devasa dört dedektörü de dahil olmak üzere CERN’deki tüm ekipman yükseltildi. Ek olarak, bilim insanları, yüksek teknolojili bilgi işlem ve büyük yazılım geliştirmelerinin yardımıyla çok miktarda veriyi analiz edebilecekler.
Leney, “Makine öğrenimi, son birkaç yılda bizim için bir oyun değiştirici oldu,” dedi.
Dedektörden verileri okuduğumuzda, farklı türdeki parçacıkları ne kadar iyi tanımlayabileceğimizi geliştirmek için makine öğrenme tekniklerini kullanırız ve daha sonra, yaptığımız şeyi diğer fizik süreçlerinden ayırmak için gerçekten analizleri yaparken de kullanırız.
“Tek bir Higgs Bozonu üretmekten bin kat daha nadir olan Higgs Bozonu çiftleri üretmek için aramalar üzerinde çalışıyorum” diye açıklayarak, makine öğreniminin bilim insanlarının birkaç yıl önce nerede olacaklarını düşündükleri projeksiyonların çok ötesine geçmesine yardımcı olduğunu da sözlerine ekledi.
CERN’in hızlandırıcılar ve teknoloji başkanı Mike Lamont, AFP’ye verdiği demeçte, ATLAS ve CMS deneyleri için “saniyede 1,6 milyar proton-proton çarpışması sağlamayı hedefliyoruz” dedi.
Leney, ‘Hepimiz Standart Modelin ötesinde bir şeyler olduğunu umuyoruz. Bu işe gerçekten yeni başlıyoruz,” diye vurguladı.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
/CERN Karanlık Maddenin Gizemini Sonunda Ortaya Çıkabilir mi?/