LHC (Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, Large Hadron Collider)

LHC, İngilizce "Large Hadron Collider" (Büyük Hadron Çarpıştırıcısı) kelimelerinin baş harflerinden oluşan kısaltmadır. CERN'de (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) 2008 yılında devreye girip yüksek enerjili parçacık fiziği deneyleri yapılmasına imkân verecek bir projedir. İsviçre - Fransa sınırında, daha önceden kullanılmış olan yerin LEP tünelinde kurulmuştur. Tünel İsviçre ve Fransa sınırının altında her iki ülkenin topraklarına girmektedir. Tünelin çapı 3,8 metredir.[1]

LHC (Büyük Hadron Çarpıştırıcısı), 2000 yılında faaliyeti sona eren LEP (Large Elektron-Positron, Büyük elektron-pozitron) çarpıştırıcısının yerine inşâ edilmiştir. Çevresi 27 kilometre ve yer yüzeyinden 100 metre derinliktedir. LHC'de çok yoğun iki proton demeti 14 TeV'lik kütle merkezi enerjisinde çarpıştırılacaktır. En yeni süper iletken teknolojisini kullanarak mutlak sıfırın hemen üstünde -271 0C'de çalışacaktır. Bu, dünyada erişilmiş en yüksek çarpışma enerjisi olacaktır, dolayısıyla maddenin şimdiye kadar erişilememiş derinliklerinden bilgi edinmeyi mümkün kılacaktır. Yüksek Enerji Fiziği araştırmalarında bir çığır açılacak, mevcut teorilerin aradığı bir çok sorunun cevabı buradan elde edilebilecektir.[2]

Dairesel bir hızlandırıcı - çarpıştırıcı olan LHC, öncelikli olarak protonları ilave olarak da kurşun (Pb) iyonlarını ışık hızı'na çok yakın bir hıza ulaştıracak sonra da deneylerin merkezlerinde çarpıştıracaktır. LHC SPS den alacağı 450 GeV enerjilik protonları 14000 GeV enerjiye çıkaracaktır. İki proton demetinin birbirlerine çok yakın ama aksi yönde dönmelerini sağlamak için süperiletken elektromıknatıslar kullanılacaktır. Süperiletkenlik sağlamak için mıknatıslar -271 dereceye kadar soğutmaktadır ki bu mutlak sıfırın sadece 2 derece üzerindedir.

Projenin yaratacağı mikro kara delikler ve gizemli cisimlerin dünyayı yok edeceği ve solucan delikleri ile zamanda yolculuğun mümkün olabileceği söylentilerine rağmen CERN mühendisleri böyle bir durumun olmayacağını belirtmişlerdir. Standart Modele göre LHC'de kara delik oluşması için gereken şartlar bulunmamaktadır. Bazı genişletilmiş Standart Modellerde uzayda bilinenden fazla boyutlar olduğu kabul edilir ve bu boyutlardan dolayı LHC'de mikro kara deliklerin oluşması mümkündür. Ama Hawking radyasyonuna göre bu mikro kara delikler çok hızlı ışınım yayarak kısa süre içerisinde kendi kendilerine yok olacaklardır, yani tamamen zararsızdırlar.[1]

Deney başladıktan sonra, tünel çevresinde bulunan 4 büyük algılayıcıdan ikisi Atlas (A large Toroidal LHC Apparatus) [3] ve CMS (Compact Muon Selonoid) [4], Higgs bozonu'nun izini sürecek.` Bu parçacığın diğer bazı parçacıklara kütle kazandırdığı düşünülüyor. Bu deneyde Higgs bozonu tespit edilemezse teorik fizik alt üst olabilir.[5]

Asrın deneyi LHC ve Kıyamet
LHC, şu ana kadar yapılmış en büyük en güçlü mikroskop olarak tarif edilebilir. Bu deney sayesinde teravoltlar seviyesinde çok yüksek enerji elde edilecek. Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, Fransa İsviçre sınırında, Cenevre yakınlarındaki 27 kilometre uzunluğundaki bir tünele yerleştirildi. Tünel Jura Dağları'nın altında, 50-175 metre derinlikte bulunuyor.Bilim adamları çarpışmadan doğacak “enkazı” inceleyerek, evrende bugüne dek sır olarak kalan bazı konulara ışık tutmayı umuyor. Böylece fizik modellerinin temelini oluşturan ve maddeye kütle özelliğini veren 'Higgs' parçacağı ya da 'Tanrının zerreleri' tekrar ortaya çıkarılıp gözlemlenebilecek.

Evrenin kökeni ve doğanın temel kanunlarına yönelik sonuçların ortaya çıkmasının beklendiği deneyle atom, molekül ve canlı yapısının nasıl oluştuğuna dair yeni bilgiler edinilecek. Bilinen Fizik kuramları geliştirilecek ya da baştan aşağı değişebilecek. Dev deney her şeyden önce bilim dünyasının doğada cevap vermeye çalıştığı sorulara yanıt arayacak.Örneğin madde, karşıt maddeye nasıl galip geldi? Karanlık madde nasıl oluştu? Hatta evrende daha da fazla boyut olduğunun kanıtları bulunabilir mi? gibi sorular hakkında yeni bakış açıları oluşabilecek. Bilim adamları, CMS projesiyle atom, molekül ve canlı yapısının nasıl oluştuğuna dair yeni sonuçlar bekliyorlar. Bu, bilinen fizik kuramlarının da gelişebileceği ya da değişebileceği anlamına geliyor. Evrenin %27'sini oluşturan ve "karanlık madde" olarak tanımlanan enerji biçimi hakkında bilgiye erişilmesi de hedefler arasında. Deneyin evrenin geleceğinin nasıl olacağı konusunda da ipuçları vereceğini belirtiyor. Deney için geliştirilen detektörler ileride yeni teknolojiler geliştirilmesine de ön ayak olacak. Detektörler, başta hızlı iletişim sistemleri olmak üzere, daha hızlı, çok daha yüksek kapasiteli bilgisayarların, süper iletkenlerin oluşturulmasında ve kanser terapisi alanında kullanılarak önemli teknolojik-tıbbi gelişmelerin önü açılacak.Deney sırasında bütün parçaların senkronize şekilde çalışması gerekiyor. En ufak uyumsuzluk risk olarak kabul ediliyor 'Bilim dünyasının Avrupa Birliği' olarak bilinen CERN laboratuarındaki bu çalışmalara, Türkiye 1960'lı yıllardan beri gözlemci statüsüyle katılıyor. Bu Türkiye'ye bütçeye katkıda bulunmadan deneylere katılabilme özelliğini veren bir konum. Türkiye'nin deneye katkısı detektör inşası ve fizik analizinde oldu.

LHC'de ulaşılacak enerjilerin ve parçacık demetlerinin yoğunlukları nedeniyle bu çalışmaların tehlikeli olup olmadığı, bilim çevrelerince tartışılıyor. LHC'de kontrollü gerçekleştirilecek yüksek enerjili parçacık çarpışmaları dünyaya ve diğer gezegenlere milyarlarca yıldır yağan kozmik ışınım yağmurları ile karşılaştırıldığında çok mütevazı kalıyor.

Bu kapsamda sözü edilen bir başka olay olan minyatür kara delikler ise ağır yıldızların çöküşleri ile oluşan ve çok büyük gravitasyonel çekim kuvveti oluşturan kara deliklerden çok farklı özelliklere sahip. LHC enerjilerinde, çarpışma sonucunda oluşacağı varsayılan minyatür kara deliklerin Hawking'in yasalarına göre çok kısa zaman içinde buharlaşıp, bozunacağı biliniyor.

Bazı bilim adamları deneyin tehlikeli olduğunu, kontrolden çıkması halinde meydana gelebilecek küçük kara deliklerle insanlığın sonunun geleceğini iddia ediyor. CERN ise deney ortamının güvenli olduğunu savunuyor. Bilim adamları, “dünyayı yutacak bir kara delik meydana geleceği” endişelerinin yersiz olduğunu söylüyorlar. Büyük Hadron Çarpıştırıcısı projesinin yeni güvenlik analizinde, yapılacak deneyin, dünyanın her gün yüksek enerjili kozmik ışınlarla çarpışmasından farksız olduğu vurgulanıyor. Deneyi yapacak olan Avrupa Nükleer Araştırmalar Örgütü'nden (CERN) beş fizikçinin hazırladığı analizde “Doğa, bugüne dek bu deneyi yaklaşık 100.000 kez yapmış durumda – ve gezegenimiz hala ayakta” deniyor. Özellikle internette dolaşan bazı mesajlarda, atom parçalayıcının 10 Eylül Çarşamba günü çalıştırılmasıyla bir kara deliğe yol açacak güçlü enerji alanlarının ortaya çıkacağı, ya da garip bir parçacığın oluşarak, dünyayı sıcak bir sıvıya çevireceği söylentileri yer alıyor.CERN bilim adamlarının hazırladığı yeni güvenlik raporu, ortaya çıkacak kara deliklerin “mikroskopik” boyutlarda olacağını ve büyüyecek, hatta varlıklarını sürdürecek enerjiden yoksun olacakları için hemen yok olacaklarını savunuyor. Rapora göre “Her bir proton çarpışmasından ortaya çıkacak enerji, iki sivrisineğin çarpışmasıyla ortaya çıkacak enerjiden farklı değil.” Fransa hükümeti ise resmi bir kuruluş olan Nükleer Güvenlik Kurumu'ndan ayrı bir rapor istedi. Avrupa İnsan Hakları Mahkemesi de 29 Ağustos'ta deneyin durdurulması için yapılan başvuruyu reddetmişti. Başvuruyu Almanya'daki Tübingen Üniversitesi'nden bir biyokimyacı liderliğindeki bir grup vatandaş yapmıştı.[6]