Dünyanın en büyük parçacık hızlandırıcısı olan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (Large Hadron Collider), karanlık madde ve evrenin bilinmeyen yönlerini araştırmaya yönelik kapsamlı bir modernizasyon çalışması için bugün faaliyetlerini durduruyor. Yaklaşık 1,2 milyar İsviçre frangına (1,5 milyar dolar) mal olması beklenen proje kapsamında tesis dört yılı aşkın süre boyunca yenilenecek. İsviçre-Fransa sınırında, yerin yaklaşık 100 metre altında bulunan ve 27 kilometre uzunluğundaki dev tünel, Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi’nin (CERN) yürüttüğü deneylerin merkezinde yer alıyor. LHC, 2012 yılında parçacıklara kütle kazandırdığı düşünülen Higgs bozonunu keşfederek bilim dünyasında büyük yankı uyandırmış ve bu çalışma 2013 Nobel Fizik Ödülü ile taçlandırılmıştı.
Hedef: Karanlık maddeyi anlamak
Bilim insanlarına göre yıldızlar, gezegenler, Güneş ve günlük yaşamda gördüğümüz her şey evrenin yalnızca yüzde 5’ini oluşturuyor. Geriye kalan yüzde 95’lik bölüm ise doğrudan gözlemlenemeyen karanlık madde ve karanlık enerjiden meydana geliyor. Mevcut tahminlere göre evrenin yaklaşık yüzde 27’si karanlık maddeden, yüzde 68’i ise karanlık enerjiden oluşuyor. Bu gizemli bileşenlerin anlaşılması, Büyük Patlama’dan sonraki evrim sürecine dair önemli ipuçları sağlayabilir.
CERN araştırmacıları, karanlık maddeyi inceleyebilmek için Higgs bozonu üzerinde daha detaylı çalışmalar yapmayı planlıyor. Bu nedenle LHC’nin gelecekte çok daha fazla sayıda Higgs bozonu üretmesi gerekiyor.
Higgs bozonu üretimi katlanacak
CERN verilerine göre LHC, 2008 yılında faaliyete geçmesinden bu yana yaklaşık 55 milyon Higgs bozonu üretti. Yenileme çalışmalarının ardından tesis, “Yüksek Parlaklıklı Büyük Hadron Çarpıştırıcısı” (HL-LHC) olarak faaliyet gösterecek ve toplamda yaklaşık 380 milyon Higgs bozonu üretme kapasitesine ulaşacak. Bu hedef doğrultusunda tünelin 1,2 kilometrelik bölümündeki tüm ekipmanlar değiştirilecek. Ayrıca yeni nesil süperiletken mıknatıslar sayesinde proton demetleri daha yoğun hale getirilecek ve çarpışma sayısı önemli ölçüde artırılacak. Mevcut sistemde iki parçacık paketi karşılaştığında yaklaşık 60 çarpışma meydana gelirken, yükseltme sonrasında bu sayı 140 ila 200 arasında olacak.
Yapay zeka devreye girecek
Artan çarpışma sayısı, veri miktarında da devasa bir artış anlamına geliyor. CERN, HL-LHC’nin mevcut sisteme kıyasla yaklaşık 100 kat daha fazla veri toplayacağını öngörüyor.
Ancak saniyede milyarlarca çarpışmanın üreteceği verilerin tamamını depolamak mümkün olmayacak. Bu nedenle araştırmacılar, gerçek zamanlı analiz yapabilen yapay zeka sistemlerinden yararlanacak. Yapay zeka, bilimsel açıdan önemli olayları anında belirleyerek yalnızca değerli verilerin kaydedilmesini sağlayacak.
Yükseltme çalışmalarının tamamlanmasının ardından 2030 yılında yeniden faaliyete geçmesi planlanan HL-LHC’nin, aynı anda iki Higgs bozonu üretebilmesi ve bu parçacıkların birbirleriyle etkileşimlerini gözlemleyebilmesi bekleniyor.
