Yaklaşık iki buçuk ay süren deney hazırlıkları sonunda meyvesini verdi: CERN tarihinde bir ilk yaşandı proton ve oksijen iyon demetleri çarpıştırıldı! Deney sonuçları, bizi evrenin başlangıcında güçlü nükleer kuvvetin nasıl davrandığını anlamaya bir adım daha yaklaştıracak ve kurşundan hafif diğer element çarpıştırmalarına da kapı aralayacaktır.
9 Temmuz’a kadar devam edecek bu süreçte yine birer ilk olacak oksijen-oksijen ve neon-neon çarpıştırmalarının da gerçekleştirilmesi planlanıyor. Bu çalışmalarla birlikte erken evren koşulları üzerine çalışılabilecek ve neon iyonunun olduğu düşünülen labut şekli sayesinde geometrinin çarpışma konfigürasyonuna etkisi incelenebilecek.
Büyük Hadron Çarpıştırıcısında Oksijenin Önemi
Yüksek enerjili hadron çarpışmaları, hadronların iç yapısındaki kuark ve gluonları (partonlar) ortaya çıkarır. Partonlar çarpışmadan kısa bir süre sonra jet adı verilen hadron konileri oluşturur. Hadronlaşmadan önce partonlar, kuark-gluon plazması (QGP) adı verilen sıcak ve yoğun çarpışma alanındaki etkileşimlerin sonucu bir miktar enerji kaybederler (jet söndürme, jet quenching). Bu enerji kaybını incelemek Büyük Patlama’dan hemen sonra da oluştuğu düşünülen QGP’nin özelliklerini ve güçlü bağın erken evren davranışını anlamamıza yardımcı olur.
ATLAS Deneyi çalışanları bu enerji kaybını ksenon-ksenon çarpışmalarında görebilse de kurşun-proton çarpışmalarında gözlemleyemedi. Bunun sebebi çarpışmalar sonucu oluşan QGP’nin büyüklüğüydü. Yapılacak oksijen-oksijen çarpışmasının üreteceği öngörülen küçük damlacıklar halindeki QGP’nin jet sönümlenmenin başladığı alt sınırı belirleyebileceği düşünülüyor.
Kurşun-kurşun, kurşun-proton, ksenon-ksenon ve oksijen-oksijen çarpışma sistem büyüklüklerinin karşılaştırması. İyon ve parçacıklar açık mavi ve kırmızıyla, oluşan sistemler koyu mavi ve kırmızıyla gösterilmiştir. (Fotoğraf: ATLAS Collaboration/CERN)
Büyük Hadron Çarpıştırıcısında Aşılan Zorluklar
BHÇ iyon uzmanı Roderik Bruce, proton ve oksijenin yük/kütle oran farkı yüzünden hızlandırıcının bu parçacıklar üzerindeki elektromanyetik etkisinin çok farklı olduğunu, bu yüzden düzeltmeler olmazsa parçacıkların her döngüde başka yerde çarpışacaklarını belirtiyor. Mühendisler parçacıkların devir frekansı ve momentumunu dikkatlice ayarlayarak çarpışmanın her seferinde BHÇ’nin dört büyük projesi olan ALICE, ATLAS, CMS ve LHCb’nin odağında olmasını sağlayıp problemi çözmüştür.
Kaynaklar:
- atlas.cern/Updates/News/First-Oxygen-Run
- home.cern/news/news/accelerators/first-ever-collisions-oxygen-lhc
Haberi Derleyen: İrem Arslan – Ankara Üniversitesi Kimya Bölümü Öğrencisi
