Kuantum Dünyasının Sırları Aydınlanıyor: CERN’deki 4D Rezonans Çözümleniyor!

Kuantum Dünyasının Sırları Aydınlanıyor: CERN'deki 4D Rezonans Çözümleniyor!

Kuantum Dünyasının Sırları Aydınlanıyor: CERN’deki 4D Rezonans Çözümleniyor!

CERN’deki bir parçacık hızlandırıcının tünellerine musallat olan bir hayalet var.

Fizikçiler Süper Proton Senkrotronunda, parçacıkların rotasını değiştirebilen ve parçacık araştırmaları için sorun yaratan görünmez bir yapıyı nihayet ölçtüler ve nicelleştirdiler.



Hareketli bir sistemin bir veya daha fazla durumunu temsil edebilen faz uzayında gerçekleştiği tanımlanmıştır. Yapıyı temsil etmek için dört durum gerektiğinden, araştırmacılar bunu dört boyutlu olarak görüyorlar.

Bu yapı, rezonans olarak bilinen bir olgunun sonucudur ve bunu ölçebilmek bizi manyetik parçacık hızlandırıcıları için evrensel olan bir sorunu çözmeye bir adım daha yaklaştırır.

Almanya’daki GSI’dan fizikçi Giuliano Franchetti, “Bu rezonanslarda parçacıklar tam olarak istediğimiz yolu izlemiyor ve sonra uçup kayboluyor” diyor. “Bu da ışının bozulmasına neden oluyor ve gerekli ışın parametrelerine ulaşmayı zorlaştırıyor.”

Rezonans iki sistem etkileşime girdiğinde ve senkronize olduğunda ortaya çıkar. Bu, bir yıldızın etrafındaki yolculuklarında yerçekimsel olarak etkileşime girdiklerinde gezegen yörüngeleri arasında ortaya çıkan bir rezonans veya başka bir diyapazondan gelen ses dalgaları dişlerine çarptığında sempatik olarak çalmaya başlayan bir diyapazon olabilir.

Parçacık hızlandırıcıları, parçacık demetlerini fizikçilerin gitmelerini istedikleri yere yönlendirmek ve hızlandırmak için elektromanyetik alanlar üreten güçlü mıknatıslar kullanır. Mıknatıslardaki kusurlar nedeniyle hızlandırıcıda rezonanslar meydana gelebilir ve bu da parçacıklarla sorunlu şekillerde etkileşime giren manyetik bir yapı oluşturur.

Dinamik bir sistem ne kadar çok serbestlik derecesi sergiliyorsa, matematiksel olarak tanımlanması da o kadar karmaşıktır. Bir parçacık hızlandırıcıda hareket eden parçacıklar genellikle sadece iki serbestlik derecesi kullanılarak tanımlanır ve düz bir ızgara üzerindeki bir noktayı tanımlamak için gereken iki koordinatı yansıtır.

Kuantum Dünyasının Sırları Aydınlanıyor: CERN'deki 4D Rezonans Çözümleniyor!

Buradaki yapıları tanımlamak için faz uzayında sadece yukarı-aşağı, sol-sağ boyutlarının ötesinde ek özellikler kullanarak haritalamak gerekir; yani uzaydaki her noktayı haritalamak için dört parametreye ihtiyaç vardır.

Araştırmacılar, bunun “geometrik sezgilerimizden kolayca kaçabilecek” bir şey olduğunu söylüyor.

Franchetti, “Hızlandırıcı fiziğinde genellikle tek bir düzlemde düşünülür” diyor. Ancak bir rezonansın haritasını çıkarmak için parçacık demetinin hem yatay hem de dikey düzlemlerde ölçülmesi gerekir.

Kulağa oldukça basit geliyor, ancak bir şey hakkında belirli bir şekilde düşünmeye alışkınsanız, kutunun dışında düşünmek için çaba sarf etmeniz gerekebilir. Rezonansın bir parçacık ışını üzerindeki etkilerini anlamak birkaç yıl ve bazı ağır bilgisayar simülasyonları gerektirdi.

Ancak bu bilgi, Franchetti’nin CERN’den fizikçiler Hannes Bartosik ve Frank Schmidt ile birlikte nihayet manyetik anomaliyi ölçmesinin yolunu açtı.

Süper Proton Senkrotronu boyunca ışın konum monitörlerini kullanarak, yaklaşık 3.000 ışın için parçacıkların konumunu ölçtüler. Parçacıkların nerede ortalandığını ya da bir tarafa doğru eğildiğini dikkatlice ölçerek, hızlandırıcıya musallat olan rezonansın bir haritasını çıkarmayı başardılar.

Bartosik, “Son bulgumuzu bu kadar özel yapan şey, tek tek parçacıkların birleşik bir rezonansta nasıl davrandığını göstermesidir” diyor. “Deneysel bulguların teori ve simülasyona dayalı olarak tahmin edilenlerle uyumlu olduğunu gösterebiliriz.”

Bir sonraki adım, hızlandırıcı rezonansının varlığında tek tek parçacıkların nasıl davrandığını açıklayan bir teori geliştirmektir. Araştırmacılar, bunun sonuçta ışın bozulmasını azaltmak ve devam eden ve gelecekteki parçacık hızlandırma deneyleri için gerekli olan yüksek doğruluklu ışınları elde etmek için yeni bir yol sağlayacağını söylüyor.

Derleyen: Deniz KAFKAS

Kaynak: Kuantum Dünyasının Sırları Aydınlanıyor: CERN’deki 4D Rezonans Çözümleniyor!

Amerika’nın Cheyenne Dağı Kompleksi 30 Megatonluk Bir Nükleer Bombaya Dayanabilir

Amerika’nın Cheyenne Dağı Kompleksi 30 Megatonluk Bir Nükleer Bombaya Dayanabilir

 

Bir yanıt yazın

Bu site, istenmeyenleri azaltmak için Akismet kullanıyor. Yorum verilerinizin nasıl işlendiği hakkında daha fazla bilgi edinin.

Çok Okunan Yazılar