CERN, dünyanın en büyük parçacık fiziği tesisi olan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (Large Hadron Collider) için üçüncü büyük duraklatma dönemini başlatmaya hazırlanıyor. Bu yaz başlayacak ve dört yıl sürecek yoğun çalışma süreci, LHC’yi High-Luminosity LHC (HiLumi LHC) adı verilen yeni nesil bir hızlandırıcıya dönüştürmeyi amaçlıyor. Planlanan yükseltmeyle birlikte çarpışma sayısı, yani fizikçilerin “parlaklık” (luminosity) olarak tanımladığı değer on kat artırılacak. Bu artış, araştırmacıların eline geçecek veri miktarını dramatik biçimde yükselterek yüksek enerji fiziğinde yeni bir dönemin kapısını aralayacak.
Birebir ölçekli kopyası kuruldu
HiLumi projesi kapsamında CERN bilim insanları, yer altındaki kurulumun birebir ölçekli kopyası olarak inşa edilen 95 metre uzunluğundaki test düzeneğinde kriyojenik soğutma sürecini başlattı.
“Inner Triplet String (IT String)” adı verilen bu tam ölçekli test hattı, LHC’nin yükseltilmiş versiyonunda kullanılacak yenilikçi teknolojilerin gerçek çalışma koşullarında birlikte nasıl performans göstereceğini doğrulamak için tasarlandı. Sistem, karmaşık bir sıvı helyum soğutma ve dağıtım altyapısı kullanılarak -271.3 dereceye kadar düşürülecek. Bu aşamanın tamamlanmasının birkaç hafta sürmesi bekleniyor. Test düzeneği özellikle, demet odaklama görevini üstlenecek yeni nesil mıknatıs sistemini ve ona bağlı kriyojenik, güç, koruma ve hizalama altyapısını kapsıyor. Test sürecinde tüm bileşenler sınanacak.
Yeni nesil süperiletken mıknatıslar devreye giriyor
HiLumi LHC’nin kalbinde bugüne kadar proton hızlandırıcılarında kullanılmamış ileri teknolojiler yer alacak. Bunların başında, parçacık demetlerini çarpışma öncesinde eğerek daha verimli çarpışmalar sağlayan süperiletken boşlukları, hatalı parçacıkları sistemden uzaklaştırmak için geliştirilen kristal kolimatörler ve mıknatısları daha verimli beslemek amacıyla tasarlanan yüksek sıcaklık süperiletken elektrik iletim hatları geliyor. En dikkat çekici olanlar ise yeni nesil mıknatıslar. Bu mıknatıslar, mevcut LHC’de kullanılan niyobyum-titanyum (NbTi) yerine niyobyum-kalay (Nb3Sn) temelli süperiletken bir bileşik kullanıyor. Bu sayede mevcut sistemden daha yüksek manyetik alan değerlerine ulaşılabiliyor.
Hedef Higgs bozonu
HiLumi LHC’nin 2030 yılında operasyonel hale gelmesi planlanıyor. Yeni sistem, özellikle Higgs bozonunun özelliklerini şimdiye kadar mümkün olmayan bir hassasiyetle inceleme fırsatı sunacak.
Fizikçiler, Higgs bozonunun kendi kendisiyle etkileşimini ilk kez doğrudan ölçmeyi hedefliyor. Bu ölçümün, evrenin ilk anlarına ve uzun vadeli kaderine dair kritik ipuçları sağlayabileceği belirtiliyor. Artan veri hacmi aynı zamanda son derece nadir gerçekleşen parçacık olaylarının yakalanma ihtimalini de artıracak.
