Massachusetts Institute of Technology (MIT) araştırmacılarının da içinde yer aldığı uluslararası bir bilim insanı ekibi, Brookhaven Ulusal Laboratuvarı’ndaki Relativistik Ağır İyon Çarpıştırıcısı’nda (RHIC) konuşlandırılan sPHENIX dedektörünün başarıyla test edildiğini açıkladı.
Bu gelişme, büyük patlamadan hemen sonra ortaya çıktığı düşünülen kuark-gluon plazması (QGP) adlı gizemli maddeyi anlamaya yönelik çabalar açısından büyük önem taşıyor.
sPHENIX dedektörü, neredeyse ışık hızında çarpıştırılan altın iyonlarından saçılan parçacıkları yüksek hassasiyetle ölçebiliyor.
Elde edilen veriler, dedektörün “standart mum” (standard candle) olarak bilinen fiziksel doğruluk testini başarıyla geçtiğini ortaya koydu.
Bu test, cihazın ölçüm hassasiyetini değerlendirmede referans kabul edilen çarpışma sonuçlarının ölçümünü içeriyor.
KUARK-GLUON PLAZMASININ “KÜLLERİ” ÖLÇÜLÜYOR
Büyük patlamanın ardından sadece birkaç mikrosaniye varlığını sürdürebildiği düşünülen kuark-gluon plazması, evrendeki ilk proton ve nötronların oluşumuna zemin hazırlayan olağanüstü sıcaklıktaki bir madde formu olarak tanımlanıyor. Ancak bu plazma doğrudan gözlemlenemiyor; yalnızca çarpışmalardan çıkan parçacıkların incelenmesiyle izlerine ulaşmak mümkün.
MIT Fizik Profesörü Gunther Roland, bu süreci şöyle açıklıyor:
“QGP’yi doğrudan göremeyiz; sadece çöküşünden geriye kalan parçacıkları görebiliriz. sPHENIX ile bu parçacıkları ölçerek, artık var olmayan bu egzotik maddenin özelliklerini yeniden inşa etmeye çalışıyoruz.”
DOĞRUDAN ÇARPIŞMALAR 10 KAT DAHA ENERJİK
Yapılan testlerde, altın iyonlarının doğrudan çarpışmaları sonucu, daha yüksek sayıda ve daha enerjik yüklü parçacıkların açığa çıktığı gözlendi.
Daha az doğrudan (tangensiyel) çarpışmalara kıyasla, bu tür çarpışmalarda 10 kat fazla yüklü parçacık üretildiği ve bu parçacıkların enerjilerinin de 10 kat daha yüksek olduğu rapor edildi.
Bu da dedektörün olması gerektiği gibi çalıştığını ortaya koyuyor.
BİR MİLYARDA BİR OLASILIKTAKİ SÜREÇLER ARAŞTIRILACAK
sPHENIX'in, öncülü olan PHENIX dedektörünün daha gelişmiş bir versiyonu olduğunu beliren araştırmacılar, 2021’de kurulan ve yaklaşık 1000 ton ağırlığındaki bu cihazın, saniyede 15 bin çarpışmayı analiz edebildiğini, bunun da kendilerine son derece nadir görülen, hatta bir milyarda bir gerçekleşen fiziksel olayları gözlemleme imkânı tanıdığını söyledi.
MIT doktora öğrencisi Hao-Ren Jheng, “Bu güçlü temel ile sPHENIX, kuark-gluon plazmasının evrimi, yapısı ve özelliklerini daha hassas ve yüksek çözünürlükle inceleme konusunda oldukça iyi bir konumda” ifadelerini kullandı.
GELECEKTE NE BEKLENİYOR?
MIT Bates Araştırma Merkezi'nden bilim insanlarının da katkı verdiği dedektör, 2024 sonbaharında gerçekleştirilen bu ilk testin ardından hâlen veri toplamaya devam ediyor.
Ekip, elde edilecek daha fazla veriyle kuark-gluon plazmasının yoğunluğu, parçacıkların bu aşırı yoğun ortamdan nasıl yayıldığı ve parçacıkları bir arada tutmak için gereken enerji gibi temel sorulara yanıt aramayı planlıyor.
