Cern Deneyi - Cern Konu Anlatım 1.Bölüm

Dünya fizikçilerinin yarısından fazlasının yer aldığı düşünülen büyük bir proje, hayallerin gerçekleşebileceğini gösteren eşsiz bir laboratuvar, ülkeler arası dostlukları geliştiren veya birbirine düşman olmasını sağlayan açık olduğu kadar gizli bir proje

Çok sayıda kıyamet teorisine konu olan korkutan CERN ,

Yapılan deneylerle evrenin sırlarını aydınlatabileceğine umut bağlanan CERN

Fizikist ekibi olarak bu sayımızda Cern nedir?Cern de yapılan çalışmalar nelerdir? Bu çalışmaların dünyamızı ve en önemlisi ülkemizi nasıl etkileyeceği sorularına cevap arıyoruzCern ile ilgili birçok kaynaktan gazete arşivlerinden TAEK,TÜBİTAK ? gibi ülkemizin bilim kurumlarının yaptığı yayınlardan ve CERN ?ün resmi sitesinden aldığımız bilgileri sıralamaya çalıştık

CERN nedir?

Nükleer Araştırmalar için Avrupa Konseyi anlamına gelen Fransızca "Conseil Europeen pour la Recherche Nucleaire" sözcüklerinin kısaltması
1954 yılında Cenevre'de kurulan organizasyonun adı, daha sonra İngilizce "European Organization for Nuclear Research" olarak değiştirildi, ancak CERN kısaltması değişmeden kaldıBu topluluk 12 Avrupa ülkesinin (Belçika, Almanya, Fransa, Danimarka, Hollanda, İngiltere, İsveç, İsviçre, İtalya, Norveç, Yugoslavya, ve Yunanistan) işbirliği ile kurulmuştur Kurulduğundan bu yana Merkez, çok geniş katılımlı uluslararası işbirliğinin başarılı bir örneği olarak hizmet vermektedir CERN'e üye ülke sayısı 20'dir Bu ülkeler; Almanya, Avusturya, Belçika, Bulgaristan, Çek Cumhuriyeti, Danimarka, Finlandiya, Fransa, Hollanda, İngiltere, İspanya, İsveç, İsviçre, İtalya, Macaristan, Norveç, Polonya, Portekiz, Slovakya ve Yunanistan'dır Gözlemci olarak katılan ülke/kuruluş sayısı 8'dir Gözlemci statüsündeki ülkeler; Amerika Birleşik Devletleri, Hindistan, İsrail, Japonya, Rusya Federasyonu ve TÜRKİYE'dir Ayrıca, Avrupa Komisyonu ve UNESCO da gözlemci olarak temsil edilmektedir

Türkiye 1961'den bu yana GÖZLEMCİ statüsünü sürdürmektedir Gözlemci olan ülkelerin hak ve yetkileri, konseyin açık toplantılarına katılmak, bu toplantıların gündem ve dokümanlarını temin edebilmek, ve Konsey Başkanının daveti ile müzakerelere katılabilmektir

Merkezi Cenevre kentine yakın, İsviçre-Fransa sınırında yer alan CERN, dünyanın en büyük parçacık fiziği araştırma laboratuvarıdır Yaklaşık 80 ülkeden 500 üniversiteyi temsil eden 6500 civarında ziyaretçi bilim insanı (dünyadaki parçacık fizikçilerinin yarısı) CERN'e gelerek kendi araştırmalarını yapar

CERN'ün Kuruluş amacı nedir?

CERN İkinci Dünya Savaşından sonra Avrupa'nın fizik alanında ABD'ye yetişebilmesi ve nükleer parçacık fiziği konusunda atılım amacıyla kurulmuş bu merkezdir

CERN, Avrupa'nın fizik alanında Amerika ve Rusya ile yarışa girmesini sağlayarak amacına şimdiden ulaşmış gibi görünüyor

CERN'de yapılan araştırmalar nelerdir?

CERN'de yürütülen araştırmaların esas amacı maddenin yapısını ve maddeyi bir arada tutan kuvvetleri anlamaktır İnsanlığın asırlardır yürüttüğü maddenin yapısını anlamak amaçlı büyük faaliyetin modern altyapısı parçacık hızlandırıcılarıdır Parçacık hızlandırıcılarında çok yüksek enerjilere ve çarpışma sayılarına erişmek, çarpışmalardan çıkan çok sayıdaki parçacığı algılayabilmek mevcut teknolojinin sınırlarını zorlamaktadır Bu bağlamda CERN, temel bilim araştırmalarının yanında, yarının teknolojilerini geliştirmekte de çok önemli bir rol oynamaktadır

Süper iletken teknolojisinin CERN hızlandırıcıları sayesinde ilerlemesi, yeni temiz enerji kaynaklarının araştırılması, yeni reaktör sistemlerinin geliştirilmesi, bilgisayar teknolojisi, tıpta tedavi ve teşhis uygulamaları, yeni elementlerin bulunuşu en önde gelen araştırmalardır Parçacık fiziği araştırmaları lazer fiziği, plazma fiziği, elektronik, telekomünikasyon, nanobilim, malzeme bilimi, nükleer tıp ve radyoterapi, bilişim teknolojisi (yazılım geliştirme, bilgisayar mimarisi, bilgisayar ağ bilimi vb), savunma sanayi ve mühendisliğin çeşitli dallarındaki yeni gelişmelerin lokomotifidir Örneğin, bugün dünyadaki bilgisayar iletişiminin kalbi olan World Wide Web (www), pek çok ülkeye dağılmış olarak çalışan parçacık fizikçilerinin hızlı ve kolay iletişim kurmalarını sağlamak amacıyla, CERN'de bir bilgisayar programcısı olan Tim Berners-Lee'nin "HTML" adlı bilgisayar dilini bulup geliştirmesiyle oluşmuştur Diğer bir örnek ise hızlandırıcılar sayesinde ilk defa olarak anti-hidrojen üretiminin gerçekleşmesidir Bu kapsamda CERN, temel bilimin en ileri saflarında yeni bilgi üretmeye çalışan bilim adamlarına teknolojinin izin verdiği en ileri deneysel olanakları ve çözümleri de sunmaktadır

CERN'de yüzlerce bina, 3000 kişilik destek personeli ve nöbetleşe kısa süreler için çalışan 2500 kadar fizikçi vardır Bunlardan 100 kadarı teorik fizikçilerdir Diğerleri ise, teorisyenlerin fikirlerinin tecrübe edildiği deney düzeneklerinin (mekanizmalarının) projelerini hazırlayan, yapımını sağlayan ve deneyleri yürüten tatbikatçılardır

CERN'in en büyük karar organı CERN Konseyidir Konsey üye ülkelerin ikişer temsilcisinden oluşur ve her üyenin eşit oy hakkı vardır Konsey, CERN'in bilimsel makro planını oluşturur ve bu planın gerçekleşmesini izler CERN'deki değişik hızlandırıcılarda yürütülecek projelerin seçilmesi ve izlenip değerlendirilmesi, her hızlandırıcı için ayrı ayrı oluşturulan program komiteleri tarafından gerçekleştirilir Program komitelerinin seçtiği projeler, CERN Direktörü, Direktör Yardımcıları, Program Komitelerinin Başkanları ve Araştırma Bölümlerinin Başkanlarından oluşan Araştırma Kurulu'nda karara bağlanır Avrupa'nın bu en başarılı megabilim projesine katılmak ve katkıda bulunmak bugün tüm dünya ülkeleri arasında bir prestij konusu olup, gelişmişliğin bir ölçüsü olarak görülmektedir Son yıllarda, ABD, Rusya Federasyonu, Japonya ve Çin gibi üye olmayan ülkeler de CERN hızlandırıcılarına ve projelerine büyük parasal katkıda bulunmaktadırlar
CERN'de en önemli yeri, yeraltındaki parçacık hızlandırıcılarının, yani akseleratörlerin olduğu bölgedir Tarım arazisinin altında kilometrelerce uzanan dev makinalarda atom parçacıkları ya birbirleriyle, yahut atom çekirdeği ile korkunç hızlarda çarpıştırılırlar

CERN laboratuvarlarının temeli hızlandırıcılar ve dedektörler üzerine kuruludur

CERN'deki ilk hızlandırıcıdan başlayarak kronolojik olarak sıralamak gerekirse,

1956'da kurulan 28 GeV'lik eşzamanlı proton hızlandırıcısı yapıldı

1957 yılında kurulan 600 MeV'lik proton hızlandırıcısı devreye girdi

1959'da devreye giren 28 GeV'lik proton hızlandırıcısı (Proton Synchrotron, PS) ise bugün hala kullanılmaktadır

1976'da 450 GeV'lik bir başka hızlandırıcı daha kulanıma girdi 450 GeV süper proton hızlandırıcısı (Super Proton Synchrotron, SPS) ise bir çok Nobel Kazanan çalışmalara olanak sağlamıştır

1981'de geliştirilerek çarpışma halkası olarak kullanılabilecek duruma getirilen bu cihazdan bugün, dönüşümlü olarak parçacık hızlandırıcısı ve çarpıştırıcı olarak faydalanılmaktadır Çarpışmalar ile bazı kısa ömürlü garip madde biçimleri bu arada parçacık fizikçilerinin ilgilendiği W ve Z parçacıkları ortaya çıkarılmıştır

1989-2000 yılları arasında hizmet vermiş olan CERN'deki en önemli tesis elektron-pozitron çarpıştırıcısıdır (Large Electron-Positron Collider, LEP) ve bu çarpıştırıcı 100-200 GeV enerji aralığında çalışmıştır Günümüzde bu çarpıştırıcının yerine yeni bir proton-proton çarpıştırıcısı olan LHC (Large Hadron Collider) kurulmaya başlamıştır ve bilindiği gibi bu tesisin 2000 yılında devreye girmiştir

Müberra Altın

CERN fiziğe hizmet ederken teknolojinin özellikle bilgisayar teknolojisinin gelişmesine önemli katkılar sağlamaktadır

1994 yılında Ağ ile ilgili standartları dünya çapında belirleyecek açık bir kurum olan W3C'yi kurmuştur, halen de başkanlığını yapmaktadır

İnsanlık kültürüne katkılarından ötürü 2004 yılında kendisine İngiltere Kraliçesi tarafından sör unvanı verilmiştir
Kendisi şu anda World Wide Web Consortium'un (W3C) başkanı, MIT'de kıdemli araştırmacı, Southampton Üniversitesi'nde bilgisayar
bilimleri profesörüdür

2000 yılında Dünyadaki en büyük çarpıştırıcı olan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (Large Hadron Collider, LHC), devreye girmiştir 2000 yılında faaliyeti sona eren Büyük Elektron-Pozitron Çarpıştırırcısı (Large Elektron-Positron, LEP) yerine inşa edilmiştir Çevresi 26659 metredir (yaklaşık 27 km) ve yer yüzeyinden 100 metre derinliktedir LHC'de çok yoğun iki proton demeti 14 TeV'lik (14x1012 eV) kütle merkezi enerjisinde çarpıştırılacaktır Proton demetleri vakum (10-13 atm) altında ışık hızına yakın bir hızda (ışık hızının %99,99'u kadar) çarpışacaklar ve her saniyede yaklaşık 600 milyon çarpışma meydana gelecektir Sistem, süper iletken teknolojisi kullanarak mutlak sıfırın hemen üstünde -271 °C'de çalışacaktır Bu, dünyada erişilmiş en yüksek çarpışma enerjisi
olacaktır, dolayısıyla bu sayede maddeyle ilgili bugüne kadar bilinmeyenlerin gün ışığına çıkması mümkün olacaktır
Yüksek enerji fiziği araştırmalarında bir çığır açılacak, mevcut teorilerin aradığı birçok sorunun cevabı ?evrenin oluşumu da dâhil olmak üzere- CERN'de yapılacak deneylerden elde edilecektir
Biz LHC'yi Türkiye ?de Büyük Hadron Çarpıştırıcısı olarak biliyoruz Bu çarpıştırıcı yapımı uzun yıllar süren titiz bir çalışmanın ürünüdür

Dört adet dedektörden oluşan LHC'nin yapısına göz atalım
Dedektörler LHC sisteminin ana parçalarını oluşturmaktadır ve hızlı parçacıklar çarpıştığında oluşan parçacıkları kaydeden, on binlerce karmaşık parçadan ve elektronik devreden oluşan dev aygıtlardır LHC çarpıştırıcısı ATLAS, CMS, ALICE ve LHCb olmak üzere dört dedektöre sahiptir
ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS): Evrenimizi oluşturan temel kuvvetleri ve maddenin temel yapısını araştırmakta kullanılacaktır Boyut olarak en büyük LHC dedektörüdür ATLAS deney grubunda, 35 ülkeden 150 üniversite ve laboratuvardan katılan toplam 1800 fizikçi bulunmaktadır Bu deneydeki çalışmalara ülkemizden, TAEK destekli projeler çerçevesinde, Ankara Üniversitesi ve Boğaziçi Üniversitesi katılmaktadır

CMS (Compact Muon Solenoid): Genel amaçlı bir dedektördür, manyetik alanı selonoid tarafından oluşturulur Bazı fizik süreçlerinin iyi algılanabilmesi için özel tasarımlanmıştır 37 ülkeden, yaklaşık 2000 fizikçi ve mühendis katılmakta, 155 enstitü katkı vermektedir Bu deneydeki çalışmalara ülkemizden, TAEK destekli projeler çerçevesinde, Boğaziçi Üniversitesi, Çukurova Üniversitesi ve Ortadoğu Teknik Üniversitesi katılmaktadır

ALICE (A Large Ion Collider Experiment): Çok küçük boyutlarda maddenin fiziğini araştırmakta kullanılacaktır Çekirdek-çekirdek çarpışmaları ile quark-gluon plazmasını inceleyecektir Bu deneydeki
çalışmalara ülkemizden, TAEK destekli bir proje çerçevesinde, Yıldız Teknik Üniversitesi katılmaktadır

LHCb (Large Hadron Collider beauty): B-kuark ve b mezonların özelliklerini ve parite bozulmasını araştırmak amacıyla kurulmuştur

CERN'DE YAPILAN DİĞER ÇALIŞMALARA ÖRNEKLER

? CLIC: CERN'de kurulması düşünülen bir diğer çarpıştırıcı ise, CLIC (Compact Lineer Collider) elektron-pozitron çarpıştırıcısıdır LHC'den elde edilen fizik sonuçlarına göre daha duyarlı deneylerin yapılabileceği ortamı sağlayacaktır Çoklu TeV enerjili elektron-pozitron lineer çarpıştırıcısının fizibilite çalışmaları ?CLIC Test Facility 3? CTF3'de yapılmaktadır Burada, CLIC teknolojisinin teknik özellikleri test edilmektedir Bu çalışmalara ülkemizden Ankara Üniversitesi katılmaktadır

? CAST (CERN Axion Solar Telescope): 2000 yılında CERN tarafından onaylanan CAST deneyi, parçacık fiziğindeki yaklaşık 30 senelik bir problem olan Güneşin merkezindeki 15 milyon
derecelik plazmadan çıkan Axion'ları (ki bunlar evrenin yaklaşık dörtte birini oluşturan soğuk karanlık maddeye de en uygun adaydır) gözlemleyerek ışık tutmayı hedeflemektedir

Bu deneydeki çalışmalar, TAEK destekli bir proje çerçevesinde,
Doğuş Üniversitesi tarafından yürütülmektedir

? SOLDE (On-Line Isotope Mass Separator): ISOLDE tesisi çok sayıda farklı deneyler için çok çeşitli radyoaktif iyon demetlerinin üretimini yapmaktadır Bu deneyde madde bilimi, yaşam bilimi, katı hal fiziği, nükleer fizik, atom fiziği çalışılmaktadır

Müberra Altın

Soru: Yapılan çalışmalara bakıldığında sadece gözlemci statüsünde olmak bir fizikçi olarak beni ve ülkemizde üniversitelerde görev yapan, laboratuvarlarda sabahlayan bilim insanlarını oldukça incitiyor doğrusu 1954 yılından bu yana hemen yanı başımızda Avrupa'da gerçekleşen bu devasa projenin içinde neden yer almadık

Tüm bu gelişmeler olurken ülkemizin bundan haberi yok muydu? Biz bu çalışmalara neden ve nasıl dahil olamadık? şeklindeki
sorular ister istemez aklımızı meşgul ediyor

Cevap: Bunun cevabı ise güldürürken düşündüren cinstenTrajikomik olayların ilki Adnan Menderes hükümeti 1954 yılında üyelik için para yatırılması gerektiğini duyunca "Bizde bilim adamı yok ki üye olalım!" diyerek yan çizmesiyle başlıyor Diğer hükümetlerde bilime önem verdi denemezNereden mi biliyoruz? Bunu 2001 yılında kendisi de bir fizikçi olan Erdal İnönü'nün itirafı ile öğreniyoruz? 40 yıl önce Cern ?e üye olabilirdik ama ben beklemek gerekir diye düşündüğüm ve bu yönde karar verdiğim için kendimi affetmiyorum? diyor Erdal İnönü

Nihayet sene 1985 i gösterdiğinde bir girişim gerçekleşiyor Prof Ahmet Yüksel Özemre'nin başkanlığında bir heyet CERN yönetimi ile temaslarda bulunmuş, maalesef bu olumlu başlangıç Prof Özemre'nin TAEK başkanlığından ayrılması ile amaca ulaşamadan son bulmuştur
Bir sonraki girişim 2001 yılı başında Prof Engin Arık, Prof Metin Arık, Prof Ayla Çelikel ve Saleh Sultansoy tarafından başlatılmıştır TÜBA'nın öncülüğünde CERN-Türkiye ilişkileri ile ilgili toplantılar düzenlenmiştir DPT Müsteşarlığı bu konuda tam destek sözü vermiştir

CERN Bilimsel Direktörü Prof Cashmore başkanlığında bir heyet Ankara'yı ziyaret ederek DPT, TÜBA ve TÜBİTAK yönetimi ile temaslarda bulunmuştur Maalesef o zamanki TÜBİTAK yönetiminin engellemesi sonucunda bu girişimler de başarıya ulaşamamıştır 1985-2001yılları arasında görüldüğü gibi ülkemiz bilim kurumları Cern'e üyeliğimize pek sıcak bakmadıkları gibi önüne set çekmeyi de ihmal etmemişler

2005 Dünya Fizik Yılında, TFD(Türk Fizik Derneği) yönetimi önderliğinde,
tekrar gündeme getirilen Türkiye'nin CERN üyeliği konusu Başbakanımız Sayın Recep Tayyip Erdoğan'ın gündemine taşınmıştır
TFD Başkanı Prof Baki Akkuş'un fizik camiasına bildirdiği gibi, TAEK Başkanı Sayın Okay Çakıroğlu kurumunun çok olumlu görüşünü Başbakanlığa iletmiştir
Hatırlayacağınız gibi Isparta da bir uçak kazasında diğer beş fizikçi
arkadaşı ile beraber hayatını kaybeden Prof Engin Arık (saygıyla anıyorum) ve çalışma arkadaşı Prof Saleh Sultansoy ?CERN üyesi olan 20 Avrupa ülkesi arasına hala girmemiş olan Türkiye'nin, bu süreci acilen başlatması tüm Türk Fizik camiası ve gençlerimizin bilimsel geleceği açısından hayati
önem taşımaktadır? şeklindeki sözleri başbakanlığa iletilmiş olan görüştür
Boğaziçi Üniveritesi Fizik Bölümü'nden Prof Metin ARIK?ın şu sözleri
Üyelik sürecini özetler nitelikte ?CERN'e üyelik konusunda geç kalındı Türkiye, daha 1961 yılında CERN'e gözlemci üye olarak kabul edildi Bu tarih, CERN'ün kuruluşundan sadece 7 yıl sonrasına rastlıyor Aradan geçen 50 yıl maalesef boşa harcanmış 90'larda ilgi biraz artsa da asıl hareketlilik
2000'li yıllarda başlıyor Mart 2006'da somut adımlar atılıyor Başbakanlık, bu tarihlerde TAEK'i görevlendiriyor Nisan 2008'de iki kurum arasında bir protokol imzalanıyor Üyelik başvurusu ise 16 Mart 2009 tarihinde yapılıyor?
Burada bir parantez açmak istiyorum Hazır Engin Arık ?ın sözü geçmişken Cern ve engin ARIK bağlantısını anlamamız açısından Hürriyet gazetesi arşivinden aldığım 19 Eylül 2008 tarihli
yazıyı sizlerle paylaşmak istiyorum

Röportajı yapan Hürriyet yazarı Özdemir İnce aynen şöyle diyor; Temmuz 2002 ortalarında Engin Arık ile yaptığımız söyleşinin konusu şu anda yapılmakta olan deneyler değildi Biz Toryum'u konuşuyorduk Dünya toryum rezervlerinin yarıdan çok fazlası Türkiye'de bulunuyor 800 bin ton! 21 yüzyılın radyoaktif olmayan
en stratejik maddesi Şu anda CERN'de üzerinde çalışmalar yapılan nükleer enerji santralı gerçekleşirse toryum bir numaralı element olacak Çünkü 1993'te toryumun uranyumun yerine alabileceği kanıtlandı

***

Prof Dr Engin Arık söyleşide CERN laboratuvarının toryum reaktörü konusunda yaptığı çalışmayla ilgili olarak şunları söylüyordu:
?Ön çalışmalar bitti Avrupa'nın ilk prototip toryumlu nükleer santralı 2005 yılına kadar tamamlanacak Ayrıca Japonya ve ABD de kendi santrallarını yapmaya çalışıyor Bunlar santralı bitirdikleri zaman bize satacaklar

Müberra Altın

Araştırmanın içinde olursak biz kendimiz daha iyisini üretebiliriz Prototipin geliştirilmesinde mutlaka aralarında bulunmamız gerek

Yeryüzündeki toryumun yarıdan fazlası bizde ama biz CERN'in yapmakta olduğu toryum nükleer enerji santralı çalışmalarında
yer almıyoruz!!!! Umudumuz Sayın Prof Baki Akkuş'ta?

27 Ekim 2010 tarihli ntvmsnbc haberi;

Türk Fizik Derneği Başkanı Akkuş, CERN üyeliğiyle edinilecek hızlandırıcı teknolojisinin bilişim, iletişim, endüstri ve sağlıkta çok büyük bir gelişme yaratacağını söyledi

Prof Dr Baki Akkuş, ''Türkiye'nin hem CERN'e üye olması, hem de ülkemizde Türk Hızlandırıcı Merkezi'nin kurulması, ileri teknolojinin ülkemizde üretilmesi açısından çok büyük önem taşıyor'' dedi
Türkiye Atom Enerjisi Kurumu, Türk Fizik Derneği, İstanbul Üniversitesi, Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi ve Muğla Üniversitesi'nin ortaklaşa düzenlediği ''Türk Fizik Derneği 6 Uluslararası Katılımlı Parçacık Hızlandırıcıları ve Dedektörleri Yazokulu'', Bodrum Belediyesi Nurol Kültür Merkezi'nde başladı

Bilim Kurulu Başkanlığını Prof Dr Suat Özkorucuklu, Danışma Kurulu
Başkanlığını Prof Dr Gülsen Önengüt ve Organizasyon Komitesi
Başkanlığını Doç Dr Haluk Denizli'nin yaptığı yaz okuluna, Türk ve yabancı bilim insanları ile yüksek lisans ve doktora öğrencilerinden oluşan yaklaşık 100 fizikçi katılıyor

Müberra Altın