Bursa Uludağ Üniversitesinden (BUÜ) bir grup akademisyen, Avrupa Nükleer Araştırma Merkezinin (CERN) "yüzyılın deneyi" olarak gösterilen Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nın (LHC) yerini alması öngörülen "Geleceğin Dairesel Çarpıştırıcısı" (FCC) deneyi için yürüttüğü süpersimetrik parçacık konusundaki araştırmada yeni tespitlerle ilerliyor.

Üniversitenin deneyde yer almak üzere yaptığı başvurunun olumlu sonuçlanması üzerine CERN FCC Çalışma Grup Başkanı Prof. Dr. Michael Benedikt ile 2020 yılında işbirliği protokolü imzalandı. Protokol kapsamında, BUÜ Fen-Edebiyat Fakültesi Fizik Bölümü Öğretim Üyesi Doç. Dr. Cem Salih Ün ve Dr. Öğr. Üyesi Zerrin Kırca ile 7 lisansüstü eğitim öğrencisi, tasarlanacak FCC için teorik ve fenomenolojik çalışmalar yapıyor.

CERN tarafından 2040 yılında başlatılması planlanan çok kapsamlı ve büyük deney için yeni parçacıkların özelliklerini analiz edip nasıl bir deney düzeneği oluşturulması gerektiğinin çalışmalarını yapan ekip, 3 parçacıkla ilgili çalışmaları tamamladı.

Ekip Higgs Bozonu'nun diğer temel parçacıklarla etkileşmesinin daha hassas belirlenmesine, maddenin en temel yapısının araştırılmasına, süpersimetrik (parçacık fiziğinde uzay-zaman simetrisinin karşılığı) parçacıklar ve karanlık madde hakkında bilgi sağlanmasına katkı sunuyor.

"Henüz yapılmamış deneyleri de yapabilme şansı"

Doç. Dr. Ün, AA muhabirine, yer altına yerleştirilmiş hızlandırıcı deneylerinde çok yüksek enerjilere çıkıp parçacıkların çarpıştırıldığını gözlemlemek için daha yüksek enerjilere ihtiyaç olabilecek parçacıkların bulmaya çalışıldığını söyledi.

Deneyin uzun yıllar boyunca üstünde çalışıldığını ve bu yüzden sürekli güncellendiğini belirten Ün, "En son güncellemesini 3-5 sene önce aldı. Yeniden başladılar. Özellikle 10-15 yıl sonra başlayacak çok daha yüksek enerjili bir çarpıştırıcı planlıyorlar." diye konuştu.

Ekip olarak deneye yaptıkları katkıya değinen Ün, sözlerini şöyle sürdürdü:

"Bu deneylerde elde edilmiş sonuçları, daha iyi analiz edip teorik modellerde bu bulgulara yani gözlenenlere uyan modeller var mı diye bakıyoruz. İleride yapılacak deneyleri, yapılmış gibi simülasyonlarını yaparak o deneyler yapıldığında 'ne bekleyebiliriz, nereye bakmak, hangi uygulamaları, süreçleri incelemek lazım' gibi çalışmalarla katkıda bulunmaya çalışıyoruz. Yapılmış deneylerin aynısını bilgisayarımızdaki ortamda oluşturup simülasyonlarını gerçekleştiriyoruz. Bu, henüz yapılmamış deneyleri de yapabilme şansı veriyor. Bilgisayarlarımızda bunun koşullarını oluşturduktan sonra parçacıklar çarpışınca ortaya neler, ne durumlar çıkacak onun çalışmalarını yapıp sonra acaba hangi modeller burada güçleniyor ya da doğrulanıyor hangi modeller çürüyor, bunların analizini yaparak literatüre kazandırıyoruz."

Ün, araştırma sonuçlarının uluslararası dergilerde yayınlandığını ve sonuçlara ilişkin teknik raporlar hazırlandığını ifade ederek, deneyin tüm dünyada takip edildiğini, başka ülkelerden çeşitli dallarda bilim insanlarının ve ekiplerin bu deney için çalıştığını aktardı.

"Kataloğu, yeni parçacıklar ekleyerek genişletiyoruz"

Çalışmaya başladıkları ilk günden bugüne geldikleri aşamayı anlatan Ün, bazı yeni parçacıkların, yapılması planlanan deneyde hangi hassasiyetle ölçülebileceğine dair çalışmaları tamamladıklarını ve bunu yayınladıklarını söyledi.

Ün, çalışmalara aynı minvalde devam ettiklerini vurgulayarak, "Bu da bize bir katalog oluşturuyor aslında. Şu an biz bu kataloğa henüz gözlemlenmemiş 2-3 parçacığı ekledik. Bundan sonra da bu kataloğu, yeni parçacıklar ekleyerek genişletiyoruz. Bu katalog, bu parçacıklar ne kadar ağır olursa bu yeni deneyde gözlenebilir, hangi etkileşimlere girerse gibi pek çok özelliğini içeren bir katalog olacak. Bir parçacığı kataloğa eklediğimizde o parçacıkla ilgili konu kapanmıyor. Bu sefer de daha ne kadar hassasiyete gidilebilir diye hassasiyet analizleri yapıyoruz." ifadesini kullandı.

Doç. Dr. Ün, dünya nüfusunu ikiye katlayacak kadar henüz bulunmamış yeni parçacık olduğuna dikkati çekti.

Pek çok parçacık için ekibin çalışmalarını sürdürdüğüne dikkati çeken Ün, "Öğrencilerin her biri, başka bir parçacık ya da başka bir süreç üzerinden analizlere devam ediyor ama burada asıl hedefimiz, hassasiyet. Biz oraya bir parçacık da ekleyebilirsek o parçacığı en hassas şekilde gözlemleyebilecek, test edebilecek yolları aradığımız için asıl hedefimiz oluyor. Bir parçacık bile çok büyük bir gelişme. Tahmini olarak biz, önümüzdeki 2-3 yılda en az 4-5 parçacık daha ekleriz diye düşünüyoruz." değerlendirmesinde bulundu.

Dr. Öğr. Üyesi Zerrin Kırca da dünyanın hem enerji ölçeği hem de inşa açısından en büyük çarpıştırıcısı için modeller tarafından önerilen birtakım soru işaretlerine cevap verebilecek parçacıklar üzerine çalıştıklarını söyledi.

Deneye başlandığında parçacıklar hakkında ekibin bulduğu sonuçlara ne kadar yaklaşılacağı, ne kadar doğru öngörülebildiğiyle ilgili bir heyecan taşıdıklarını aktaran Kırca, "Bu deneylerde multidisiplinler bir çalışma yürütülüyor. Bunlar da doğal olarak teknolojiye aktarılıyor. Bunları izlemek, takip etmek de çalışmanın bir tarafında yer alıp bunları izleyen ve içinde bulunan kişiler olarak, bizleri heyecanlandırıyor. En büyük heyecan, öğrencilerin bu alana ilgi duyması." diye konuştu.