Fizik Güncesi

Parçacık hızlandırıcılar bilim ve teknolojide öncü bir etkiye sahip. Yüksek enerji fiziği deneylerinin ana unsuru olmakla birlikte, malzeme bilimleri ve biyoloji için sonsuz kıymete sahip olan X ışını kaynaklarının ve sinkrotronların da temelidirler. Hızlandırıcı teknolojisinin geliştirilmesinde artık yeni sınırlara dayanılmış durumda. Geleneksel hızlandırıcılarda elektrik yüklü parçacıklar, RF kavitelerinde üretilen elektrik alana maruz bırakılarak hızlandırılıar. Ancak bu kavitelerde oluşturulan elektrik alan 100 megavolt/metre mertebesiyle kısıtlıdır. Bu kısıtlamadan dolayı, parçacıkları arzu edilen enerjilere çıkarmak için kilometrelerce uzunlukta hızlandırıcılara ve milyarlarca dolar bütçeye gereksinim duyuluyor.   Geçen on yıl boyunca alternatif hızlandırıcı teknolojileri üzerine çalışmalar yapıldı ve artık meyveleri toplamanın zamanı gelmiş görünüyor. Laser LakeField Acceleration (LWFA) olarak adlandırılan yeni bir yöntemle kısa aralıklarla plazmaya gönderile...

CERN'in Büyük Hadron Çarpıştırıcısı LHC'de proton demetleri neredeyse ışık hızında çarpıştırılıp açığa çıkan ikincil parçacıkların bıraktığı izler büyük dedektörlerde kaydediliyor. Bugüne kadar yüksek enerji fiziğinde yapılan pek çok keşifte bu bilgiler kullanıldı. Ancak üretilen data miktarı inanılmaz boyutlarda ve çok büyük bir kısmı bizim için yeni bir bilgi içermiyor. Korkunç miktarlardaki bu veri tabanından işe yarar bilgilere ulaşıp yeni keşifler yapmak, samanlıkta iğne aramaktan çok daha karmaşık bir iş haline gelmekte. Özellikle artan enerjilere paralel olarak kaydedilen bilgi miktarının son yıllarda yapılan deneylerle iyice ürkütücü boyutlara gelmesi, bilim adamlarını yeni açılımlara zorluyor. Şimdi CERN elindeki bu veri tabanını halka açıyor ve "ham" bilgiyi herkesin kullanımına sunuyor. Bu yeni açılımın, özellikle eğitim alanında çok işe yarayacağı bekleniyor. Hatta beklenmedik kişilerin beklenmedik fiziksel keşiflere ulaşması da pekâlâ mümkün görünüy...

California Üniversitesi (Irvine) fizik bölümü çalışanları ilginç bir uygulamaya imza attılar. CRAYFIS yazılımı, akıllı telefonları ve tabletleri üzerinde bulunan standart kamera ekipmanını kullanarak atmosferden giren yüksek enerjili kozmik radyasyon avlıyor. Telefonun kamerasına isabet eden radyasyon CRAYFIS tarafından algılandığı an California'daki gruba gönderiliyor. Uygulama, tıpkı evdeki bilgisayarların hafızalarını bilimsel araştırmalar için gönüllü olarak kullandırılmasına imkân sağlayan SETI@home veya Folding@home programları gibi işliyor. Normalde kamera mercekleri görünür ışığı algılayacak şekilde dizayn edilmiş olsalar da, yine de insan gözünün algılayamayacağı yüksek frekanslı ışığı da bir miktar yakalayabiliyor. Bu durumdan istifade etme niyetiyle yola çıkan grup, buna ek olarak, kameralardaki fotodiyotların kozmik radyasyonla gelen muon parçacıklarını da algılayabileceklerini iddia ediyor. CRAYFIS programı telefonun GPS bilgilerini de kullanarak yakalanan ışınım...

Standart model (SM), maddenin çok küçük mesafelerde ve çok yüksek enerjilerde nasıl davranacağını en iyi anlatan, deneylerle defalarca sınanmış bir çatı kuramdır. Bu kuram, temel parçacıklardan oluşan bir koleksiyonun birbirleri arasındaki etkileşimleri tarif eder. "Temel" parçacık derken, bu parçacıkların içinde kendilerinden daha küçük yapıların olmadığı kast edilir. Moleküller atomların bir araya gelmesinden oluşur. Atomlar yörüngelerindeki elektronlar tarafından şekillenir. Elektronlar atom çekirdeği etrafında döner. Çekirdek ise proton ve nötronlardan oluşur. Bu ikisi de kuark ve gluonlardan yaratılmıştır. Bugün deneylerde elde ettiğimiz veriler bizlere daha öte minik parçacıkların olmadığını gösterdi (şimdilik!). İşte kuarklar, gluonlar (ek olarak, elektronlar, fotonlar...) gibi daha alt yapılarının olmadığını düşündüğümüz parçacıklar "temel" veya "noktasal" parçacıklardır. SM parçacıkları olarak da adlandırılan bu parçacıkların, eğer bir gün...