Parçacık Hızlandırıcısı Nedir? Tüplü Televizyonlardan CERN'e, Parçacık Fırlatma Teknolojileri...

Parçacık Hızlandırıcısı Nedir? Tüplü Televizyonlardan CERN'e, Parçacık Fırlatma Teknolojileri...
Çağrı Mert Bakırcı Editör Çağrı Mert Bakırcı
5 dakika
2,456 Okunma Sayısı
Notlarım
Reklamı Kapat

Günümüzden sadece 10-15 yıl öncesine kadar hayatımızda olan tüplü televizyonlara neden "tüplü" dediğimizi hiç düşündünüz mü? Çünkü "tüplü" televizyonların tamamı, içerisinde "Katot Işın Tüpü (CRT)" denen bir mekanizma bulundurur. Bu mekanizmanın görevi, televizyon içerisinde serbest kalan elektronları, o elektronların çarpması halinde ışık saçacak ve dolayısıyla görüntü oluşturacak bir ekrana fırlatmaktır.

Katot ışın tüpleri içerisinde anot ve katot uçlar bulunur. Bu uçlar, tıpkı bir pilin artı ve eksi ucu gibidir. Katot uçta bir tel, anot uçta ise bir fosfor tabakası bulunur. Anot ve katot uçlar arasında oluşan gerilim farkı sebebiyle telde bulunan elektronlar fosfor tabakasının bulunduğu anot uca fırlatılır. Fırlatma sonucu oluşan çarpışmanın ardından elektronlar parlayarak ekranı adeta "pikseller gibi" aydınlatır (ancak günümüzdeki televizyonların aksine, eski televizyonlarda bağımsız olarak aydınlanan pikseller yoktur). Bu aydınlanma sonucunda, ekranda görüntü elde edilir. Eğer bu parlamayı yeterince hızlı bir şekilde ekran boyunca dağıtabilirseniz, hareketli görüntüler elde etmeniz de mümkün olur. İşte bu mekanizma ile beraber, "parçacık hızlandırma" kavramı, 19. yüzyıl sonlarında hayatımıza girdi. Ancak bu teknoloji, sadece televizyonda görüntü oluşturmaktan ibaret kalmayacaktı...

Tüplü televizyonların çalışmasının arkasındaki mekanizma, Higgs bozonunun keşif noktası ve karanlık madde üzerine olan çalışmaların kalbi olan, evrenimizi anlamamızda bize büyük faydası olan bu "parçacık hızlandırıcısı" kavramı tam olarak nedir? Gelin beraber inceleyelim.

Reklamı Kapat

Parçacık Hızlandırıcısı Nedir?

20. yüzyıl başlarında parçacık hızlandırıcılar, atom çekirdeğinin doğasını ve yapısını anlamak amacıyla kullanılmaya başlandı. Ancak parçacık hızlandırıcıların kullanım alanı atom çekirdeği veya görüntü elde etme sistemleri ile sınırlı kalmadı. Üretildikleri tarihten itibaren parçacık fiziğinin pek çok alanındaki çalışmalar hızlandırıcılar sayesinde yapıldı.

Hızlandırıcılar, parçacıkları (örneğin elektron veya proton) çok yüksek hıza sahip olana dek hızlandıran cihazlardır. Bu hızlandırma sonucunda parçacıklar çok yüksek enerji değerlerine ulaşabilir. Yüksek enerjiye sahip olacak biçimde hızlandırılmış bu parçacıklar, gerektiğinde diğer hızlandırılmış parçacıklar ile veya doğrudan hedef bir nokta ile çarpıştırılabilir. Bu çarpışma deneyleri sayesinde, parçacıkların doğasına yönelik çok çeşitli bilgilere erişmemiz mümkün olmaktadır. Bunun en meşhur örneği, CERN'de yapılan parçacık hızlandırıcı deneyleri sonucunda, maddeye kütlesinin bir kısmını kazandıran Higgs bozonunun keşfidir.

Amerika Birleşik Devletleri'nde bulunan Fermilab Çarpıştırıcısı'nın halkaları.
Amerika Birleşik Devletleri'nde bulunan Fermilab Çarpıştırıcısı'nın halkaları.
Wikipedia

Parçacık Hızlandırıcısı Nasıl Çalışır?

Parçacıkların hızlandırılması için gereken iki temel bileşen vardır: elektrik alan ve manyetik alan (ki bu ikilinin, aynı paranın iki yüzü gibi olduğunu hatırlayınız).

İlk aşamada, parçacığın bulunduğu bölgedeki elektrik alan pozitiften negatife geçirilir (tıpkı bir lambanın sürekli kapatılıp açılması gibi). Bu işlem belirli bir frekansta sürekli olarak yapılarak bir elektrik alan değişimi elde edilir. Elektrik alanın değişmesi sonucunda radyo dalgaları yayılmaya başlar. Yayılım yapan radyo dalgaları, parçacıkları hızlandırır.

Elektrik alan sayesinde hızlandırılan bu parçacıklar, manyetik alan yardımıyla yönlendirilir. Manyetik alan; parçacıkların izledikleri yolu ilerlemeleri gereken yöne doğru odaklar.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Her ne kadar teoride parçacıkların enerjisi tekrar tekrar yükseltilebilse de, enerji arttıkça yönlendirme için gerekecek manyetik alan da bir o kadar güçlü olmalıdır. Bu durumda, daha yüksek enerjilere çıkmak istendikçe parçacık hızlandırıcıların boyutu da büyümelidir. İşte bu noktada akıllara CERN ve Büyük Hadron Çarpıştırıcısı gelebilir.

CERN'de bulunan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC), dünyadaki en büyük ve en güçlü parçacık hızlandırıcısıdır. 27 kilometrelik uzunluğuyla LHC, parçacıkları 6.5 TeV (tetra-electronvolt, 1TeV = 1012 V = 1.6*10-12 J) enerjiye kadar çıkarabilir. Yani iki parçacığın çarpışması ile 13 TeV enerji elde edilebilir. Ne yazık ki bu enerjiler bile Evren'in doğasına yönelik erişmek istediğimiz tüm bilgileri verememektedir.

Hızlandırıcı Türleri

CERN'de bulunan LHC dışında farklı ülke ve farklı çeşitlerde parçacık hızlandırıcılar bulunmaktadır; yani CERN (veya daha spesifik olarak LHC), Dünya üzerinde bulunan tek parçacık hızlandırıcı değildir. Günümüzde aktif kullanımda olan yaklaşık 30.000 civarında parçacık hızlandırıcısı bulunmaktadır. Ancak bunların pek azı LHC ile kıyaslanabilir boyutlardadır.

En temel anlamda 2 çeşit parçacık hızlandırıcı var diyebiliriz; çizgisel hızlandırıcılar ve dairesel hızlandırıcılar.

Reklamı Kapat

Çizgisel hızlandırıcılar, adından da anlaşılabileceği üzere, düz bir çizgi üzerinde konumlandırılır. Bu hızlandırıcı çeşidi, CERN LHC aksine, iki parçacığın çarpıştırılmasından ziyade hızlandırmayı ve yüksek enerji elde etmeyi hedefler. Fakat parçacıklar sadece tek bir yönde, tek bir sefer gidebileceği için ne kadar enerji elde edilmesi istenirse o kadar büyük yapıların inşa edilmesi gerekir.

Dairesel hızlandırıcılar ise daha yüksek enerjilere izin veren yapılardır. Çizgisel hızlandırıcıların aksine, dairesel hızlandırıcılarda yön veya tur kısıtlaması olmadığı için teorik olarak enerji devamlı artırılabilir. Ancak bu noktada, bir önceki bölümde bahsettiğimiz manyetik alan sorunu ortaya çıkıyor. Ne kadar yüksek enerji; o kadar yüksek manyetik alan gereksinimi; o kadar büyük mıknatıslar ve yapılar demek.

Her ne kadar çarpışmalar için dairesel hızlandırıcılar kullanılsa da bilim insanları, çizgisel çarpıştırıcıların yapılabilmesi için çalışmalara devam ediyor. Linear Collider Collaboration (Çizgisel Çarpıştırıcı İş Birliği) çatısı altında, Kompakt Çizgisel Çarpıştırıcı (CLIC) ve Uluslararası Çizgisel Çarpıştırıcı (ILC) projeleri devam ediyor. Bu projeler ile beraber ilk aşamada 500 GeV (giga-elektronvolt), daha sonra yapılacak geliştirmeler ile beraber 1000 GeV (=1 TeV) enerji elde edilmesi hedefleniyor.

Parçacık Hızlandırıcılar Neden Bu Kadar Önemli?

Parçacık hızlandırıcılar; doğa bilimleri, sağlık ve teknoloji gibi alanlar için her zaman önemli olacaktır. Hızlandırıcılar; evrenimizin başlangıcını, ağır çekirdek oluşumunu anlamada bilim insanlarının en önemli aracıdır. Ayrıca hızlandırıcılar; günümüzde kanserle mücadelede, güvenlik amaçlı tarama ve görüntüleme sistemlerinde (Heathrow Havalimanı sınır kontrolü) aktif olarak kullanılmaktadır.

Reklamı Kapat

Hızlandırıcıların hayatımıza doğrudan etkilerinin yanında dolaylı etkileri de ilerleyen dönemlerde artmaya devam edecektir. Tıpkı, ilk başta sadece CERN deneyleri için geliştirilen, bugün kısaca "internet" olarak bildiğimiz "World Wide Web" sayesinde bu yazıyı okumanız gibi...

Okundu Olarak İşaretle
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Tebrikler! 14
  • Bilim Budur! 9
  • Muhteşem! 5
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 5
  • İnanılmaz 4
  • Güldürdü 2
  • Umut Verici! 2
  • Merak Uyandırıcı! 2
  • Grrr... *@$# 1
  • Üzücü! 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  • CERN. Accelerators | Cern. (27 Şubat 2021). Alındığı Tarih: 27 Şubat 2021. Alındığı Yer: CERN.ch | Arşiv Bağlantısı
  • Department of Energy. How Particle Accelerators Work | Department Of Energy. (27 Şubat 2021). Alındığı Tarih: 27 Şubat 2021. Alındığı Yer: Department of Energy | Arşiv Bağlantısı
  • CERN. What Is The Linear Collider Collaboration? | Linear Collider Collaboration. (27 Şubat 2021). Alındığı Tarih: 27 Şubat 2021. Alındığı Yer: CERN Web | Arşiv Bağlantısı
  • CERN. The Importance Of Particle Accelerators. (27 Şubat 2021). Alındığı Tarih: 27 Şubat 2021. Alındığı Yer: CERN.ch | Arşiv Bağlantısı
  • Physics World. What Have Particle Accelerators Ever Done For Us?. (27 Şubat 2021). Alındığı Tarih: 27 Şubat 2021. Alındığı Yer: Physics World | Arşiv Bağlantısı

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 07/12/2021 23:52:47 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/10218

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Reklamı Kapat
Size Özel
İçerikler
Instagram
Şempanze
Makroevrim
İnsanlar
Kan Hastalıkları
Ateş
Eğitim
Balıklar
Nobel Ödülü
Sanat
Teyit
Komplo Teorisi
Foton
Moleküler Biyoloji
Kilometre
Dinozor
Korku
Çocuk
Güve
Homo Sapiens
Risk
Nükleotit
Hipotez
Mikoloji
Fosil
Ekonomi
Daha Fazla İçerik Göster
Evrim Ağacı'na Destek Ol
Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katmak için hemen buraya tıklayın.
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
EA Akademi
Evrim Ağacı Akademi (ya da kısaca EA Akademi), 2010 yılından beri ürettiğimiz makalelerden oluşan ve kendi kendinizi bilimin çeşitli dallarında eğitebileceğiniz bir çevirim içi eğitim girişimi! Evrim Ağacı Akademi'yi buraya tıklayarak görebilirsiniz. Daha fazla bilgi için buraya tıklayın.
Etkinlik & İlan
Bilim ile ilgili bir etkinlik mi düzenliyorsunuz? Yoksa bilim insanlarını veya bilimseverleri ilgilendiren bir iş, staj, çalıştay, makale çağrısı vb. bir duyurunuz mu var? Etkinlik & İlan Platformumuzda paylaşın, milyonlarca bilimsevere ulaşsın.
Podcast
Evrim Ağacı'nın birçok içeriğinin profesyonel ses sanatçıları tarafından seslendirildiğini biliyor muydunuz? Bunların hepsini Podcast Platformumuzda dinleyebilirsiniz. Ayrıca Spotify, iTunes, Google Podcast ve YouTube bağlantılarını da bir arada bulabilirsiniz.
Yazı Geçmişi
Okuma Geçmişi
Notlarım
İlerleme Durumunu Güncelle
Okudum
Sonra Oku
Not Ekle
Kaldığım Yeri İşaretle
Göz Attım

Evrim Ağacı tarafından otomatik olarak takip edilen işlemleri istediğin zaman durdurabilirsin.
[Site ayalarına git...]

Filtrele
Listele
Bu yazıdaki hareketlerin
Devamını Göster
Filtrele
Listele
Tüm Okuma Geçmişin
Devamını Göster
0/10000

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
Geri Bildirim Gönder
Reklamsız Deneyim

Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, Evrim Ağacı'nda çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.

Kreosus

Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.

Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.

Patreon

Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.

Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.

YouTube

YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.

Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.

Diğer Platformlar

Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.

Giriş yapmayı unutmayın!

Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.

Destek Ol
Sizi Takip Ediyor

Devamını Oku
Evrim Ağacı Uygulamasını
İndir
Chromium Tabanlı Mobil Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
İlk birkaç girişinizde zaten tarayıcınız size uygulamamızı indirmeyi önerecek. Önerideki tuşa tıklayarak uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu öneriyi, yukarıdaki videoda görebilirsiniz. Eğer bu öneri artık gözükmüyorsa, Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Chromium Tabanlı Masaüstü Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
Yeni uygulamamızı kurmak için tarayıcı çubuğundaki kurulum tuşuna tıklayın. "Yükle" (Install) tuşuna basarak kurulumu tamamlayın. Dilerseniz, Evrim Ağacı İleri Web Uygulaması'nı görev çubuğunuza sabitleyin. Uygulama logosuna sağ tıklayıp, "Görev Çubuğuna Sabitle" seçeneğine tıklayabilirsiniz. Eğer bu seçenek gözükmüyorsa, tarayıcının Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Safari Mobil Uygulama
Sırasıyla Paylaş -> Ana Ekrana Ekle -> Ekle tuşlarına basarak yeni mobil uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu basamakları görmek için yukarıdaki videoyu izleyebilirsiniz.

Daha fazla bilgi almak için tıklayın

Önizleme
Görseli Kaydet
Sıfırla
Vazgeç
Bu Eseri Neden Tavsiye Ediyorsun?
Aşağıdaki kutuya, isimli neden tavsiye ettiğini girebilirsin. Ne kadar detaylı ve kapsamlı bir analiz yaparsan, bu eseri [OKUMAK/İZLEMEK] isteyenleri o kadar doğru ve fazla bilgilendirmiş olacaksın. Tavsiyenin faydalı bulunması halinde Evrim Ağacı kullanıcılarından daha fazla UP kazanman [UP bilgi linki] mümkün olacak. Tavsiyenin sadece negatif içerikte olamayacağını, eğer bu sistemi kullanıyorsan tavsiye ettiğin içeriğin pozitif taraflarından bahsetmek zorunda olduğunu lütfen unutma. Yapıcı eleştiri hakkında daha fazla bilgi almak için burayı okuyabilirsin.
Tavsiye Et