ABD'deki nötrino deneylerine Kayseri'den kontrol

Erciyes Üniversitesi Araştırma Dekanlığında kurulan kontrol merkezinde, ABD'deki fizik laboratuvarı Fermilab'ta yürütülen deneylerin kontrolleri sağlanarak veri hazırlanıyor ve fizik analizleri yapılıyor. Fizik Bölümü Öğretim Üyesi Doç. Dr. Emrah Tıraş, "Nötrinoları düzgün şekilde algılayabilirseniz süpernova patlamalarını, güneşin, yıldızların içerisindeki nükleer tepkimeleri ya da galaksi oluşumunda ortaya çıkan nükleer tepkimeler sonucundaki reaksiyonları çok rahat bir şekilde anlayabilirsiniz. Bu nedenle nötrino çalışmaları çok kritik" diyor.

Erciyes Üniversitesi (ERÜ) bünyesinde kurulan ve ABD'de Enerji Bakanlığınca (DOE) Fermi Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı'nda (Fermilab) yürütülen uluslararası nötrino deneylerinin resmi üyesi olan Erciyes Nötrino Araştırma Grubu (ENRG), bu deneylerin veri analizlerini yapıp kontrollerini sağlıyor.

ABD'de 12 yıl boyunca yüksek lisans, doktora ve post doktora için bulunan, Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi (CERN) ile CERN'den sonra dünyanın en büyük parçacık fiziği laboratuvarı Fermilab'ta çeşitli deneyler yürüten ERÜ Fizik Bölümü Öğretim Üyesi Doç. Dr. Emrah Tıraş'ın öncülüğündeki grupta çeşitli alanlardan araştırmacılar yer alıyor.

Araştırma Dekanlığı binasındaki kontrol merkezinde çalışmalarını yürüten Tıraş, nötrinoların elektriksel yükü sıfır olan, bir elektronun kütlesinin milyonda birinden daha az kütleye sahip ve maddelerin içinden neredeyse hiç etkileşmeden geçebilen temel parçacıklar olduğunu söyledi.

ABD'DEKİ DENEYLERİ TAKİP EDİYORLAR

Tıraş, üniversitede kurdukları araştırma grubunun Fermilab'ta yürütülen ANNIE, NOvA ve DUNE nötrino deneylerinin ve Kaliforniya'daki Berkeley Üniversitesinde sürdürülen EOS deneyinin resmi üyesi olduğuna dikkati çekti.

Deneylerin resmi üyesi olan üniversitelerin ya da araştırma gruplarının uzaktan kontrol merkezleri kurabildiklerini vurgulayan Tıraş, içinde bulundukları kontrol merkezinin Fermilab'tan aktif veri aldığını, ANNIE ve NOvA deneylerinin uzaktan kontrol odası konumunda olduğunu, araştırmacıların oradaki deneylerin kontrolünü doğrudan bilgisayarlar üzerinden sağlayabildiklerini dile getirdi.

Yaklaşık 8 yıl Amerika'daki Iowa Üniversitesi adına CERN'de dedektör Ar-Ge ve fizik analizi ile yazılım çalışmalarına katıldığını anlatan Tıraş, şöyle konuştu:

"Buradaki kontrol odamızda uluslararası deneylerin elektronik sistemlerinin kontrolünü sağlıyoruz. O deneylerde alınan veriler için yazılımlar geliştirip fizik analizleri yapıyoruz. Dedektör Ar-Ge laboratuvarımızda yeni dedektör ve kalorimetre dediğimiz bu atom altı parçacıkları algılamak için kullandığımız algıçların Ar-Ge'sini yapıyoruz. Bunların elektronik kartlarını geliştiriyor, karakterizasyon testlerini lazerle ya da LED sistemleriyle yapıyoruz.

Aynı zamanda radyoaktif elementlerle testlerini gerçekleştiriyoruz. Prototipini ürettiğimiz dedektörleri de Fermilab'taki uluslararası laboratuvarlara götürüyoruz. Burada ışın test merkezimiz var, oralarda da testlerini gerçekleştirebiliyoruz."

Tıraş, Türkiye'nin çeşitli üniversitelerinden 20'den fazla araştırmacının grupta yer aldığını, aralarında fizik, astronomi, elektrik-elektronik, bilgisayar ve yazılım mühendisliği gibi bölümlerden doktora sonrası araştırmacılar, doktora, yüksek lisans ve lisans öğrencileri bulunduğunu aktardı.

NÜKLEER GÜVENLİK ÖNLEMLERİNE KATKI SAĞLAYACAK

Nötrinoların evrende ışığı taşıyan fotonlardan sonra en bol miktarda bulunan parçacıklar olduğuna dikkati çeken Tıraş, şöyle devam etti:

"Uzun yıllar nötrinoların kütlesiz olduğu tahmin ediliyordu ancak deneysel çalışmalarla 1990'lı yılların sonunda nötrinoların çok küçük de olsa kütlelerinin olduğu ispatlandı. Bu çalışmalardan sonra nötrinolara olan ilgi de çok fazla arttı. Nötrinolar çok kritik çünkü nükleer tepkimelerden ortaya çıkıyorlar. Yani bir nükleer reaktörünüz varsa reaktörün içerisindeki uranyum bozulumundan yani oradaki nükleer tepkimelerden nötrinolar ortaya çıkıyor. Eğer siz nötrinoları düzgün algılayabilirseniz reaktörün içerisindeki tepkimelerin de düzgün çalışıp çalışmadığını kontrol edebilirsiniz. Dolayısıyla bir güvenlik önlemi de alabiliyorsunuz."

"NÖTRİNO ÇALIŞMALARI ÇOK KRİTİK"

Süpernova patlamalarında, güneşin ve yıldızların içerisindeki nükleer tepkimelerde nötrinoların devamlı ortaya çıktığını anlatan Tıraş, "Maddeyle çok az etkileşiyorlar. Bu sebeple güneşten çıkan nötrinolar dünyaya ulaşıyor. Şu anda biz konuşurken bile bizim parmak ucumuz kadar bir alandan milyarlarca nötrino geçiyor. Nötrinoları düzgün şekilde algılayabilirseniz süpernova patlamalarını, güneşin, yıldızların içerisindeki nükleer tepkimeleri ya da galaksi oluşumunda ortaya çıkan nükleer tepkimeler sonucundaki reaksiyonları çok rahat bir şekilde anlayabilirsiniz. Bu nedenle nötrino çalışmaları çok kritik." diye konuştu.

ABD'de uzun yıllar nötrino deneylerinin sürdüğünü, ERÜ'deki grubun da bunların bazılarının resmi üyesi olduğunu vurgulayan Tıraş, "Kurulumu devam eden ve 2027 yılında tamamlanması hedeflenen DUNE deneyinin resmi üyesiyiz. Bu deney için yaklaşık 2,5 milyar dolar bütçe ayrıldı. Nötrinoların özelliklerinin detaylı incelenmesi, kütlelerinin tek tek hassas bir şekilde hesaplanabilmesi, süpernova patlamalarından ortaya çıkan nötrinolar ile güneşten gelen nötrinoların farklarının çok hassas bir şekilde ölçülebilmesi hedefleniyor." ifadelerini kullandı.

ERÜ Astronomi ve Uzay Bilimleri öğrencisi İbrahim Koca ise daha önce yazılım alanıyla ilgilendiğini, şimdi de deneylerin simülasyon yazılımına çalıştığını, bu yazımları geliştirdiğini kaydetti.