CERN

CERN (Avrupa Nükleer Araştırma Örgütü), dünyanın en büyük parçacık fiziği laboratuvarını işleten hükûmetlerarası bir kuruluştur. 1954'te kuruldu; merkezi Cenevre'nin batı banliyösü Meyrin'de, Fransa-İsviçre sınırındadır. 25 üye devleti var; Türkiye 2015'ten beri ortak üyedir. Dünyanın en büyük ve en yüksek enerjili parçacık çarpıştırıcısı Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC) burada; Higgs bozonu 2012'de burada bulundu, World Wide Web de 1989'da burada doğdu. Bir uzay ajansı olmasa da CERN'in evrenin kökenine dair sorularla ve Uluslararası Uzay İstasyonu'ndaki bir deneyle uzay bilimine doğrudan bağı var.

Tarihçe

CERN adı, 1952'de 12 Avrupa hükûmetinin laboratuvarı kurmak için oluşturduğu geçici kurulun Fransızca adının (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) baş harflerinden gelir. Kuruluş sözleşmesi 1953 yazında Paris'te imzaya açıldı ve 29 Eylül 1954'te onaylandı. Kurucu ülkeler Belçika, Danimarka, Fransa, Federal Almanya, Yunanistan, İtalya, Hollanda, Norveç, İsveç, İsviçre, Birleşik Krallık ve Yugoslavya'ydı. İlk genel direktör Felix Bloch oldu.

Sonraki on yıllarda CERN parçacık fiziğinin büyük keşiflerine ev sahipliği yaptı: 1973'te nötr akımlar, 1983'te W ve Z bozonları bulundu; bu keşfin yolunu açan Carlo Rubbia ve Simon van der Meer 1984 Nobel Fizik Ödülü'nü aldı. 1995'te ilk antihidrojen atomları üretildi. Tim Berners-Lee 1989'da World Wide Web'i burada geliştirdi; CERN 30 Nisan 1993'te Web'in herkese ücretsiz olduğunu duyurdu.

Tesisler ve olanaklar

CERN yedi hızlandırıcı ve iki yavaşlatıcıdan oluşan bir zincir işletir; her makine parçacık demetinin enerjisini artırıp bir sonrakine aktarır. Zincirin tepesindeki LHC, Fransa-İsviçre sınırının altında, çevresi 27 kilometre olan ve derinliği 175 metreye ulaşan bir tünelde yer alır. Dört çarpışma noktasının çevresinde dokuz dedektör bulunur. 2022'de başlayan üçüncü çalışma döneminde demet başına 6,8 TeV, toplamda 13,6 TeV çarpışma enerjisine ulaşıldı.

Antimadde araştırmaları için Antiproton Yavaşlatıcısı (AD), antiprotonları ışık hızının yaklaşık yüzde 10'una kadar yavaşlatır; ELENA halkası onları daha da yavaşlatıp deneylere iletir. CERN ayrıca verileri dünyanın dört bir yanındaki laboratuvarlara dağıtan LHC Hesaplama Ağı'nı yürütür. 2024'te 2.704 personeli vardı ve 80'i aşkın ülkeden yaklaşık 12.406 kullanıcıya hizmet verdi.

Önemli görevler ve başarılar

• Higgs bozonu: Temmuz 2012'de CERN bilim insanları yaklaşık 125 GeV kütleli yeni bir parçacık bulduklarını açıkladı; parçacığın uzun süredir aranan Higgs bozonu olduğu sonradan doğrulandı. Ertesi yıl François Englert ve Peter Higgs Nobel Fizik Ödülü'nü aldı.
• Antimadde: 2010'da 38 antihidrojen atomu yakalandı; 2011'de antihidrojen 15 dakikadan uzun süre tutulabildi.
• Kuark-gluon plazması: Ağır iyon programı 2000'de, kuarklardan ve gluonlardan oluşan yeni bir madde hâli olan kuark-gluon plazmasını buldu.
• Uzaydaki CERN deneyi: ISS'e yerleştirilen Alfa Manyetik Spektrometresi (AMS-02), CERN'in tanıdığı bir deneydir. Kozmik ışınlardaki antimaddeyi ölçerek evrenin oluşumunu anlamaya ve karanlık maddenin izini aramaya çalışır. Son testleri CERN'de SPS hızlandırıcısının proton demetleriyle yapıldı; 16 Mayıs 2011'de Endeavour mekiğiyle (STS-134) fırlatıldı ve 19 Mayıs'ta istasyona takıldı. Verileri CERN'deki operasyon merkezine iletilir. 2013'te açıklanan ilk sonuçlarda 400.000'den fazla pozitron gözlenmişti.
• CLOUD: Kasım 2009'da çalışmaya başlayan bu deney, galaktik kozmik ışınların atmosferdeki aerosoller ve bulut oluşumu üzerindeki etkisini 26 metreküplük paslanmaz çelik bir odada, denetimli koşullarda inceler.

Bugün ve gelecek planları

LHC'nin üçüncü çalışma dönemi Haziran 2026'da sona erdi ve hızlandırıcı, inşasından bu yana en kapsamlı müdahale olarak tanımlanan Uzun Kapanma 3 (LS3) için durduruldu. Bu süreçte LHC, çarpışma sıklığını (ışınlılığı) on kat artıracak Yüksek Işınlılık LHC (HL-LHC) projesine hazırlanıyor; hızlandırıcıların 2028'den itibaren kademeli olarak yeniden çalıştırılması ve HL-LHC'nin 2030'larda devreye girmesi planlanıyor. Daha uzak gelecek için iki seçenek inceleniyor: yeni bir hızlandırma kavramına dayanan doğrusal elektron-pozitron çarpıştırıcısı CLIC ve LHC'nin çok daha büyük bir sürümü olan Gelecek Dairesel Çarpıştırıcı (FCC).

Uzaydaki AMS-02 için de bir yükseltme hazırlanıyor: dedektörün üstüne 8 metrekarelik yeni bir silisyum katman (Layer-0) eklenmesi Mart 2023'te ABD Enerji Bakanlığı ve NASA tarafından onaylandı. Sekiz çeyrek parçası CERN'de birleştirilen katmanın bir Dragon kapsülüyle istasyona taşınması öngörülüyor.

Bilmeye değer

• Dünyanın ilk web sitesi 1991'de CERN'de yayına girdi.
• 2011'de OPERA deneyinin ışıktan hızlı nötrino ölçümü dünyada yankı uyandırdı; hatanın yanlış bağlanmış bir GPS senkronizasyon kablosundan kaynaklandığı anlaşıldı.
• Meyrin yerleşkesindeki yolların çoğuna Niels Bohr, Richard Feynman, Albert Einstein ve Wolfgang Pauli gibi fizikçilerin adı verilmiştir.
• 2022 itibarıyla CERN'de araştırmacı fizikçilerin on katı kadar mühendis ve teknisyen çalışıyordu.
• 2013'te katılan İsrail, coğrafi olarak Avrupa dışındaki tek tam üyedir.