Ana sayfa 71. Sayı Büyük Hadron Çarpıştırıcısı yeniden çalışmaya başladı

Büyük Hadron Çarpıştırıcısı yeniden çalışmaya başladı

Bilim Gündemi

117
PAYLAŞ

Derleyen: Gülsen Önengüt

10 Eylül 2008’de çalışmaya başlaması dünyada heyecan uyandıran CERN’deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (BHÇ), sadece 9 gün çalıştıktan sonra 19 Eylül 2009’da çalışmasını durdurdu. Süperiletken kablo parçaları arasındaki 50.000 adet lehimli bağlantı noktasından birinin 8.000 amperlik akıma dayanamaması bu talihsiz olaya yol açtı. Gelişen elektrik arkı, sıvı helyumun muhafazasını delip helyumun tünele gaz halinde yayılmasına ve ortaya çıkan yüksek basınç nedeniyle vakum içinde bulunan 1.600 mıknatıstan 53 tanesinin hasar görmesine neden oldu. Güvenlik sistemleri beklendiği gibi çalıştığı için kimse risk altına girmedi. Tüneldeki sıcaklığın 1,9 K veya -271ºC’den oda sıcaklığına yükselmesi beklendikten sonra, kaza araştırma ekipleri tünele girerek kazanın nedenini ve oluşan hasarı tespit ettiler. Hasar gören toplam 53 mıknatıs tünelden çıkarıldı. Bunların az hasarlı 16 tanesi tamir edildi, 37’si ise yedekleri ile değiştirildi. Son mıknatıs 30 Nisan 2009’da tünele indi.

BHÇ tünelinde 19 Eylül kazasının gerçekleştiği yer.

BHÇ halkası çevresindeki 10.000 elektrik bağlantısı kontrol edildi. BHÇ’nın mühendisleri, benzer kazaların gelecekte olmaması ve ortaya çıkabilecek en küçük bir anormalliği algılayabilmek için izleme, erken uyarı ve koruma sistemleri geliştirdiler. Yeni sistemde, kabloların ek yerlerindeki dirençler 19 Eylül 2008’de mevcut olana göre 3.000 kez daha hassas bir biçimde ölçülerek sürekli izleniyor. 1 nano-ohm’un (1 ohm’un milyarda biri) kesri mertebesindeki dirençler ölçülebilecek. Bu, geçen yıl bağlantı noktasında gelişen dirençten 220 kez daha küçük.

Bir kaza anında oluşacak hasarı minimumda tutmak için tedbirler alındı. BHÇ’nın süperiletken sisteminin bir parçası, biraz ısınır ve süperiletken olmaktan vazgeçerse depolanmış manyetik enerjinin hızla ve güvenli bir biçimde boşalmasını sağlayacak bir sistem tasarlanıp kuruldu. BHÇ’nın öngörülen 15-20 yıllık çalışma süresi içinde kriyostatında helyum sızıntısı olursa, helyumu güvenli ve kontrollü bir biçimde boşaltmak için bütün dipol mıknatıslarının üzerine, basınç artışıyla açılan sübaplar yerleştirildi.

BHÇ’nın çalışma sıcaklığı olan -271ºC’ye 8 Ekim’de inildi. Protonlar sisteme ilk kez 23 Ekim’de sokuldu, fakat döndürülmedi. 7 Kasım’da ilk huzme oluşturulup halkanın 3/8’inde dolaştırıldı. 20 Kasım’da protonlar tekrar enjekte edildi ve 21 Kasım sabahından itibaren 450 GeV’lik enjeksiyon enerjisindeki proton huzmeleri sıra ile iki farklı yönde döndürüldüler ve nihayet 23 Kasım’da birer öbekten oluşan iki huzme birlikte döndürülerek ilk proton çarpışmaları elde edildi. ATLAS, CMS, ALICE ve LHCb dedektörleri ilk proton-proton çarpışmalarını kaydettiler.

30 Kasım’da protonlar 1,18 TeV’e hızlandırılarak 2,36 GeV’lik bir çarpışma enerjisi elde edildi ve BHÇ , 2001’den beri 0,98 TeV’lik proton ve antiprotonları çarpıştıran ABD’deki Tevatron çarpıştırıcısının rekorunu kırarak dünyanın en hızlı çarpıştırıcısı oldu.

5 Aralık’ta huzmelerdeki öbek sayısı 2’ye, 6 Aralık’ta 4’e çıktı. Bundan sonra huzme yoğunluğunun giderek artırılması ve Noel tatiline girilmeden önce deneylerin bol miktarda çarpışma verisi kaydetmelerinin sağlanması hedefleniyor. Bu veriler kalibrasyon amacıyla kullanılacak. Fizik amacıyla kullanılacak ilk 3,5+3,5 = 7 TeV’lik çarpışmalar ise 2010 yılının ilk çeyreği içinde gerçekleşecek. Bu enerji, bilinen fiziği yeniden keşfetmek için uygun bir enerji. Yeni keşiflerden emin olabilmek için önce dedektörlerimizde bilinen fiziği doğru olarak gözlemleyebilmemiz lazım. Bu enerji bölgesinde yeni fizik keşfi de mümkün olabilir. Çarpıştırıcının önce tasarım enerjisinin yarı değerinde çalıştırılması operatörlerin güvenli bir bölgede deneyim kazanmasını sağlayacak. Her şey yolunda giderse, çarpışma enerjisinin 2010 yılı içinde 10 TeV’e ve 2011 başında 14 TeV’e çıkarılması hedefleniyor.

Kazanın yol açtığı 14 aylık gecikme BHÇ’nın daha iyi bir makine haline gelmesini ve bizim onu ve dedektörlerimizi daha iyi tanımamızı sağladı.

Dünya rekorunu heyecanla izleyen CERN fizikçileri

 

 

KAYNAKLAR

www.timesonline.co.uk/tol/news/science/eureka/article6904270.ece

http://press.web.cern.ch/press/PressReleases/Releases2009/PR18.09E.html

http://press.web.cern.ch/press/PressReleases/Releases2009/PR17.09E.html

http://press.web.cern.ch/press/PressReleases/Releases2009/PR16.09E.html