Fizik

Fizikçiler Bir Parçacık Hızlandırıcıya Neden Gelincik Koydular?

Onlarca yıl önce laboratuvar bakımıyla ilgili düzenlemeler bugün olduğu kadar katı değildi. Bunun böyle olduğunu nereden biliyorsunuz derseniz, haklı sebeplerimiz var! En azından günümüzde bir parçacık hızlandırıcıya gelincik koymayı düşünmüyoruz. Parçacık hızlandırıcı ile gelinciğin ne ilgili olduğunu anlamak istiyorsanız biraz geçmişe gitmelisiniz.

Fizikçiler Bir Parçacık Hızlandırıcıya Neden Gelincik Koydular?

Adını ünlü fizikçi Enrico Fermi’den alan ve 15 Aralık 1967 tarihinde “Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı ( National Accelerator Laboratory – NAL” adı ile kurulan Fermilab (Fermi National Accelerator Laboratory), Amerika Birleşik Devletleri’nde bulunan ve yüksek enerji fiziği araştırmaları yapan bir ulusal laboratuardır.

Laboratuvar, Chicago’nun batısında, Illinois eyaletinde, Batavia kasabasının yakınlarında yer almaktadır. Günümüzde bu kurum, CERN’deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC) gibi diğer büyük parçacık hızlandırıcılarının da önemli bir rakibi ve işbirliği yapabileceği bir kuruluştur.

Şubat 1971’de Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı’nda çalışan fizikçiler, son teknolojiye sahip yeni bir cihazı test ederken, bir bilmeceyle karşı karşıya kaldılar. Test ettikleri, 200 milyar elektron voltluk (BeV) proton senkrotron parçacık hızlandırıcısı o zamanlar dünyanın en büyük makinesiydi. 

parçacık hızlandırıcı
Parçacık hızlandırıcılar, temel parçacıkların özelliklerini ve davranışlarını anlamak için kullanılan cihazlardır. Bu cihazlar, yüksek enerjili parçacıkları hızlandırarak ve çeşitli deney düzeneklerinde çarpıştırarak parçacık fiziği deneylerinin gerçekleştirilmesini sağlar.

Fizikçiler bu parçacık hızlandırıcısının yapımı için 5 yıllarını harcamışlardı. Hızlandırıcı yaklaşık 250 milyon dolara mal olmuştu. Ancak bir sorun vardı. Denemelerde arka arkaya başarısız oluyorlardı. Sonuçta onların bu sorunlarını çözmelerine bir gelincik yardım edecekti.

Parçacık Hızlandırıcı İle Gelinciğin İlgisi Nedir?

Parçacık hızlandırıcıları fiziğin en ileri noktasındadır. Yüklü parçacıkları kilometrelerce uzunluktaki tüpler boyunca neredeyse ışık hızı kadar hızlı hareket edecekleri noktaya kadar itmek için elektromanyetik alanları kullanırlar. Bu parçacıklar daha sonra diğerleriyle çarpışır ve maddenin doğası hakkında bilgi veren atom altı parçacıklara ayrılır. 

Bugün, İsviçre’nin CERN kentinde Büyük Hadron Çarpıştırıcısı ile gerçekleştirilen deneylerin sonuçlarını duymaya alışkınız. Ancak 1971’de NAL’deki bu cihaz, dünyadaki diğer hızlandırıcılardan neredeyse 7 kat daha güçlüydü. Ancak bu parçacık hızlandırıcı bir türlü çalışmıyordu.

Fizikçiler Bir Parçacık Hızlandırıcıya Neden Gelincik Koydular?
Ana Halkanın 1970 yılındaki havadan fotoğrafı. Dairesel hızlandırıcılar parçacıkları dairesel bir yol üzerinde hızlandırır ve manyetik alanlar kullanarak yörüngelerini korurlar

Yedi aylık bir süre içinde makine üzerinde çalışan fizikçiler, parçacıkları hızlandırmak için ihtiyaç duyulan 13 tonluk mıknatıslardan 350 tanesini değiştirdiler. Ancak parçacıkları büyük bir enerjiyle her uyardıklarında mıknatıslar bocalamaya ve kısa devre yapmaya devam etti.

Bir süre sonra sorunun nedeni anlaşılacaktı. Parçacık hızlandırıcının inşaatı sırasında, 6,4 kilometre uzunluğundaki hızlandırıcıyı oluşturan vakum tüplerinde küçük miktarlarda metal birikmişti. Daha da kötüsü, bu tüpler bir tenis topu genişliğinde olduğundan bu kadar dar bir alanı temizlemek kolay bir iş olmayacaktı.

Fizikçilerin Yardımına Felicia Koşacaktı

Fizikçiler Bir Parçacık Hızlandırıcıya Neden Gelincik Koydular?
Felicia vakum tüplerinden birinden çıkıyor.

Fizikçiler bir ikilemle karşı karşıyaydı. Hem hızlı hem de uygun maliyetli bir çözüme ihtiyaçları vardı. İşte o zaman Robert Sheldon adında bir İngiliz mühendisin aklına bir fikir geldi. Sheldon, gelinciklerin tavşanları yuvalarından çıkarmak için kullanıldığı İngiltere’nin Yorkshire kentinde büyümüştü. Bu yüzden sevimli küçük hayvanların tüplerin içinden geçerek onları temizlemek için kullanılabileceğini düşündü. 

Hemen Minnesota’daki Yabani Av Hayvanları ve Kürk Çiftliğine bir talep gönderildi ve kısa bir süre sonra Felicia yeni iş yerine ulaştı. Felicia 38 santimetre uzunluğundaydı, kahverengi ve siyah kürklüydü. Yüzünde beyaz lekeler vardı ve sadece 35 dolara mal olmuştu. Yani bu çözüm gerçekten de oldukça düşük maliyetliydi.

Felicia vakum borularından birinin açılmasını sağlarken

Felicia başlangıçta bir parçacık hızlandırıcının tüplerine girmek konusunda fazla istekli değildi. Bu nedenle bir süre eğitimden geçmesi gerekiyordu. Sonunda hazır olduğunda altına bir bebek bezi bağlanacak ( metal kalıntıların yerini gelincik kakasının almasını önlemek için) ve üzerine hafif bir ipin tutturulduğu küçük bir deri koşum takımı giydirilecekti.

Felicia, iyi bir işbirlikçiydi. Zamanı gelince parçacık hızlandırıcının bir ucundan diğerine hızla koştu. Diğer uçta bekleyen kişilere ipi teslim etti. Onlarda ipe temizleme sıvısı batırılmış bir bez bağladılar ve ipi geri çekerek borunun içini temizlediler.  

Parçacık Hızlandırıcı Nihayet Çalıştı

Felicia bir düzine kadar koşudan sonra parçacık hızlandırıcıyı çalışacak kadar temizledi ve 1 Mart 1972’de ekip 200 BeV’lik hedef enerjiye ulaştı. Zaman içinde sorunun sadece kirlenme olmadığı anlaşıldı ve diğer sorunlarda düzeltildi.

Felicia kısa sürede laboratuvarın bir simgesi haline geldi. Ancak Mayıs 1972’de doğal nedenlerden dolayı hayatını kaybetti. Sonuçta ilginç bir çözümdü ve işe yaramıştı. Sadece bu kadar mı hayır değil. Ayrıca göz atmak isterseniz: Anatoli Bugorski: Kafasını Parçacık Hızlandırıcısına Koyan İlk Ve Tek Kişi


Kaynaklar ve ileri okumalar


Size Bir Mesajımız Var!

Matematiksel, 2015 yılından beri yayında olan ve Türkiye’de matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak veya Patreon üzerinden ufak bir bağış yaparak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.

Matematiksel

Batuhan Erdik

Grafik tasarımcısı ve bilgisayar meraklısı...

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu