Yüzyılın deneyi (HÄ°GGS) yakında baÅŸlıyor (Tanrının Zerreleri-II)

18 Ekim-2009 vatan gazetesinde iki ünlü fizikçinin (Japonya Yukawa teorik fizik enstitüsünden Prof. M. Ninomiya ve Danimarka Bhor enstitüsünden Prof. H.Nilsen), CERN deneyinin ‘gelecekten bir etki’ nedeni ile yapılamadığı iddiası yer almıştır. Bu zamanda yolculuk anlamına gelir. Gelecekte yaşamakta olan bazı insanların bilerek bu çarpışmayı geciktirdiği gibi fantastik bir teori ileri sürülmektedir. Bu teori ne dereceye kadar doğru olabilir? Önce bu sıra dışı iddianın neden ileri sürülebileceğini açıklayalım. Bu konu daha önce teknoloji ekranına yansıtılan ’Kara delikler ve 9 boyutlu evren’ makalesinde ele alınmıştır.

Anımsanacağı gibi, tüm dünya kamuoyunun yüzyılının deneyi olarak değerlendirdiği, Avrupa Temel Parçacık Fiziği Laboratuarıca (European Laboratory For Particle Physics=CERN) gerçekleştirilmeye çalışılan HİGGS deneyi 19 Eylülde 2008 de bir arıza nedeni ile ertelenmişti. Bu ünlü araştırma merkezi genel direktörü Rolf Heuer deneye Kasım-Aralık 2009 da tekrar başlanacağını açıklamıştır.  Deney tarihi yaklaştıkça yabancı ve yerli görsel ve yazılı basında deney ile ilgili yorumlar yoğunlaşmaktadır.

Karadelik evrenin derinliklerinde meydana gelen ve gözlenebilen bir kozmolojik oluÅŸumdur. Bir doÄŸa gerçeÄŸidir. Kısaca çok yüksek yoÄŸunluÄŸa sahip bir gök cisminin oluÅŸturduÄŸu kütle-çekim alanının ışık dâhil tüm maddesel oluÅŸumları içine çekip karanlığa gömmesidir. Karadelik gibi oluÅŸumlarda zaman ayak izleri bırakmaz. Bu nedenle karadelik içinde zamanı saptayabilmek olanaklı deÄŸildir. CERN deneyinde çok yüksek hızlarda alın alına çarpışan proton demetleri, çok kısa bir sürede olsa(bir saniyenin katrilyon çarpı trilyonda biri), yüksek enerji yoÄŸunluÄŸuna sahip fiziksel durumlardan geçeceklerdir. Bunlara mini karadelik denir. Â

En iyimser senaryolar üzerine kurgulanan kaba tahminlere göre, saniyede bir mini karadelik oluşacaktır. Ancak mini karadeliklerin güvenli bir şekilde bozunup  yok olup olmayacakları bir tartışma konusudur. Kimi bilim insanları, prof. Ninomiya ve prof. Nilsen gibi, mini karadeliklerin etkisini hissettireceğini düşünmektedirler. Proton demetleri alın alına  çarpıştıklarında detektörlerde mini karadeliklerin de izleri görülecektir. Bu benim bir teorik fizikçi olarak  kişisel tahminimdir bunun doğru olup olmadığı en fazla bir sene içinde anlaşılacaktır. Bizim ölçtüğümüz zaman göre henüz doğmamış insanların deneyin yapılışını geciktirebilecekleri iddiasın dayandığı tahmin bu varsayıma dayanır. Olayın diğer yönü ise CERN başkanın yaptığı açıklamadır.

Şimdi deneye doğmamış çocuklar mı mani oldu yoksa teknik bir arıza mı neden oldu sorusu tartışılacaktır.

Şimdiye değin hiçbir çarpışma deneyinde ulaşılamayan bir hıza yükseltilen proton demetini; 27 km uzunluğundaki dairesel yörüngede tutmak için, çok sayıda elektromıknatıs kullanılır. Elektromıknatıslardan 9000-12000 amper şiddetinde akım geçtiğinde proton demetleri dairesel yörüngede tutan manyetik alan elde edilir. Bir iletkenden böylesine yüksek şiddette akım geçirmek için süper-iletken malzeme gerekir. Oda sıcaklığında hiçbir malzeme süper iletken değildir, ancak düşük sıcaklıklarda iletkenlikleri artar ve süper iletken olurlar.  Bu nedenle iletkenler için düşük sıcaklık ortamları yaratılır, örneğin iletkenler sıvı helyum banyolarında tutulur. Bu akımların oluşturduğu manyetik alan elektrik yüklü parçacıkları planlanan yörüngede tutar. Böylesine yüksek şiddete akımı bir iletkenden geçirmek teknolojinin doruk noktasında bulunmak demektir. Arıza mıknatıslar arasındaki bağlantı kablolarında meydana gelen helyum kaçaklarından kaynaklanmıştır.  Bunu çok doğal karşılamak gerekir. 27 km uzunluğundaki yörüngede yaklaşık olarak 123000 bağlantı mevcuttur. Yetkililer 10000 bağlantın kontrol edilerek arızanın giderildiğini bildirmişlerdir. Bu gelecekte yaşayan bize göre henüz daha doğmamış insanların marifeti değil giderilmesi mümkün teknik bir arızadır.

Bu ünlü deney tanrı inancımızda bir şüphe uyandıracak bir sonuç doÄŸurmayacaktır. Evrenin nasıl yaratıldığını daha güvenilir bilgiler ile anlamımızı saÄŸlayacaktır. Bunun inanç ile bir takıntısı yoktur. Â

 Yirminci yüzyılının önemli keşiflerinden biri Edwin Hubble’in evrenin genişlediğini gözlemleri ile kanıtlamasıdır. Ölçülen genişleme hızı,  göz önüne alınarak kozmolojik evrimselleşme filmi geri sarılırsa, koskoca evrenin bir atomun içine sığacak kadar küçüldüğü anlaşılır. Bu gözlemlerden evrenin 13,7 milyar yıl önce yüksek basınç altında çok küçük bir hacım içersine sıkıştırılmış olduğu sonucu çıkar. Bu küçücük hacim içersine sıkışan enerji çok yüksek sıcaklıklarda püskürerek kozmolojik tohumun dışına fırlar.  Zamanla yoğunlaşarak maddeye dönüşür ve bugünde genişleme hareketi yaptığını gözlediğimiz galaksileri, uzayı-zamanı, gökcisimlerini yani tüm evreni meydana getirir. Bu muhteşem olaya büyük patlama modeli denir.

Büyük patlama modelini, popüler modern kültür içerikli bilimsel bir doÄŸma haline getiren, bu benzersiz olaya insan aklın çizdiÄŸi resme toplumun verdiÄŸi kredidir. Sıcaklığın, enerji yoÄŸunluÄŸunun, basıncın sonsuz olduÄŸu, böylesine küçücük bir hacim içinde evreni tasarlamak mantık dışı olmayan bir yaratıcılık örneÄŸidir. Gerçekten benzersiz olan büyük patlama olayı, patlama sözcüğünün kavram içeriÄŸini aÅŸar. Dilin böyle bir olayı patlama sözcüğü ile tanımlaması dilin kendi güçsüzlüğünden ileri gelir. Enerjinin küçük bir hacım içinde tutan basınç, bilinen temel kuvvetler ile açıklanabilecek bir büyük deÄŸildir. Evreni yaratan, eÅŸi benzeri bulunmayan kozmolojik tohumun çatlama anı zamanın baÅŸladığı andır. CERN deneyi, patlamanın hemen ardından evrenin nasıl bir sistem olduÄŸunu laboratuar ortamında yaratmak demektir Â

Başlangıç anını böyle tanımlama bu andan önce ne vardı gibi anlamsız sorular neden olur. Bunlar kuzey kutbunun kuzeyi neresidir gibi sorulardır. Sorunun somut yanıtı ‘ Uzay-Zaman tohum çatlamadan önce yoktu’ Bir başka değişle evren yoktu.

Şimdi büyük patlama ile CERN deneyi arasındaki ilişki tartışılacaktır. Evren madde ve enerjiden oluşan bir sistemdir. Çevremizde gördüklerimiz, ağaçlar dağlar, taşlar ovalar ormanlar, canlılar, güneş, güneşin ışınları, yıldızlar gezegenler galaksiler, tümü evrenin parçalarıdır. Tohum çatladığında her şey bu gün gözlediğimiz gibi ortaya çıkmamıştır. 13,7 milyar sene önce ne dünya vardı ne Samanyolu, ne yıldızlar nede galaksiler. İlk önce tohumdan enerji, bu deneyin tespit etmeye çalıştığı HİGGS alanı şeklinde ortaya çıkmıştır. Bu alan içinde enerji yoğun yapılanmaların HİGGS alanı ile etkileşmeleri sonucu, maddenin bölünemeyen en küçük temel yapı taşları elektron ve ona benzeyen diğer parçacıklar ve kuarklar meydana gelmiştir. HİGGS ile etkileşmeleri onlara kütle elektrik yükü gibi temel fiziksel özellikler kazandırmıştır.  Kuarklar bir araya gelerek proton ve nötronları, proton ve nötronlar bir araya gelerek çekirdekleri, çekirdekler serbest elektronları yakalayarak atomları meydana getirmiştir.  Atomlar kütle-çekim etkisi ile bir araya gelerek yıldızları, yıldızlar bir araya gelerek galaksileri, yani bu günkü evreni oluşturmuştur.  Maddesel evrenin yaradılış öyküsü kabaca budur ve bu öyküyü HİGGS yazmıştır. Burada kutsala veya inanca karşı bir tutum yoktur, önemli bir doğa gizeminin açıklığa kavuşması vardır.