"İDDİA"LI DEVLER
		Dokuz olağanüstü makine, akıl almaz tek bir görev: Evrenin sırlarını çözmek! Tahmin edebileceğiniz gibi, içlerinden her birinin kendine göre bir özelliği var. Ancak bu dev yaratıklardan herhangi birini ilk kez gördüğünüzde şaşırmamanız mümkün değil. "Büyük" sözcüğü, bu makinelerin devasa boyutlarının hakkını vermekte oldukça yetersiz kalıyor. Bu devler iddialı hedeflerini 2010 yılına kadar gerçekleştirebilecekler mi? Ladbrokes adlı bir İngiliz bahis şirketi, bilgilerine güvenenleri para kazanmaya çağırıyor. Sizi dünyanın en büyük dokuz fizik deneyi ve bu deneylerin başarıları konusundaki iddialar arasında bir gezintiye davet ediyoruz.

BÜYÜK HADRON ÇARPIŞTIRICISI

(LARGE HADRON COLLIDER - LHC)

NE İŞE YARIYOR? Büyük Patlama'dan kısa süre sonra oluşan koşulları yeniden yaratarak maddenin temel doğasını incelemek ve var oldu­ğu düşünülen Higgs parçacığını bulmak. LHC, protonları ışık hızına erişecek şekilde hızlandırı­yor ve 14 milyar elektronvoltluk bir enerjiyle ka­fa kafaya çarpıştırıyor. Bu miktar, günümüzün en güçlü hızlandırıcısı olan Fermi Ulusal Labora-tuvan'ndaki (Illinois, ABD) Tevatron'da kazanı­lan enerjiden yedi kat daha fazla. NEDEN BU KADAR BÜYÜK? Aslında sorma­nız gereken soru, LHC'nin neden bu kadar küçük

olduğu. Yanıtsa çok basit: maliyetleri düşük tut­mak. Yeni çarpıştırıcıyı yerleştirmek için pahalı bir tünel kazmaktansa, fizikçiler CERN'e daha önce yerleştirilmiş olan elektron ve pozitron çar-pıştırıcısı LEP'i dışarı çıkartarak yerine LHC için gereken 50.000 tonluk ekipmanı yerleştirmeye karar vermişler. İki proton demeti halka boyunca zıt yönlerde hareket ediyor ve güçlü elektrik alanları bu hare­ket boyunca proton demetlerinin enerjisini yük­seltiyor. Her bir turda, parçacıklar daha fazla enerji kazanıyorlar. Bu kadar yüksek enerjili demetleri kontrolde tutmak, -273°C'Iİk mutlak sıfırın iki derece yakı­nma kadar soğutulmuş süperiletken elektromık­natıslar tarafından üretilen çok büyük manyetik alanlar gerektiriyor. KİMLER ÇALIŞIYOR? Yaklaşık 30 ülkeden toplam 600 bilimadamı ve mühendis. DURUMU: Mıknatısların üçte biri CERN'e ulaşmış durumda. İlk protonların 2007 yılında çarpışması bekleniyor. MALİYETİ: 3,2 milyar İsviçre Frangı, yani yaklaşık 2,5 milyar dolar. NESLİNİN DEVAMI: LHC'nin kurulma çalış­malarının halen sürmekte olması, fizikçilerin bir sonraki büyük parçacık hızlandırıcısı üzerinde düşünmelerine engel olamıyor. İstek listelerinin en başında, elektronları ve pozitronları en az 500 milyar elektronvoltluk enerjilerde çarpıştıra­cak 30 kilometre uzunluğunda bir makine yer alıyor.

NEDİR? Dünyanın en büyük ve en güçlü par­çacık hızlandırıcısı BÜYÜKLÜĞÜ: Halka şeklindeki tünel 27 kilo­metre uzunluğunda. Bu da yolun tamamının yü­rüyerek 4 saatten fazla sürede katedileceği anla­mına geliyor. LHC'nin kapladığı alanın içine Ber­muda, Monaco ve dört Vatikan kentini sığdırabi-lirsiniz. KONUMU: Yerin 80 metre derinliğine gömül­müş, Fransa ve İsviçre arasındaki sınırda, Cenev­re yakınlarındaki CERN parçacık fiziği laboratu-varı.

Ekim 2004 73 BİLİM ve TEKN İ K

ATLAS

NEDİR? Şimdiye kadar inşa edilmiş en büyük parçacık fiziği detektörü. BÜYÜKLÜĞÜ: Uzunluğu 46, yüksekliğiyse 25 metre olan ve 7.000 ton ağırlığındaki ATLAS, bu ölçüleriyle dünya üzerindeki en büyük canlı olan yetişkin bir mavi balinanın 1,5 katı uzunluğunda. KONUMU: Yeraltındaki halka şeklindeki dev LHC deneyinin bir bölümünü çevreliyor. AMACI: Dünya üzerinde görülmüş en enerjik parçacık çarpışmalarını yaratarak, evrendeki her-şeyin temeli olan maddeyi incelemek. ATLAS iki parçacık demetinin çarpışma nokta­sını çevreleyen birçok odacıktan oluşuyor. Çarpış­ma sırasında üretilen parçacıkların, odalardan her­hangi birinin İçine bir iz bıraktıkça ya da enerjile­rini boşalttıkça, kayıtları tutuluyor. Araştırmacılar bu parçacıkların enerjilerini ve momentumlarını birleştirerek, proton çarpışmalarının anlık sonuç­larını yeniden oluşturuyorlar ve hangi parçacıkla­rın kısa sürede oluştuğunu ortaya çıkartıyorlar. ATLAS'ın amaçlarından biri, standart madde çerçevemizde eksik kalan en son parça olan Higgs bozonunu aramak. Süper-ağır parçacıkları görmek, doğadaki tüm kuvvetlerin birleştirildiği bir kuram olan süpersimetri kuramının ilk kanıtı olabilir. ATLAS, şimdiye kadar görülmüş en ener­jik çarpışmalar üzerinde çalışacağından, madde hakkında hiç umulmayan ve şaşırtıcı bazı şeyleri keşfetmek yolunda bir umut ışığı vaadediyor. NEDEN BU KADAR BÜYÜK? Yüksek enerjili parçacıklar içlerinde çok yüksek düzeyde bir ener-

ji barındırırlar. Bu nedenle ATLAS'ın, LHC'de her bir saniye gerçekleşecek milyarlarca proton çar­pışmasını yakalayabilecek ve sınıflandırabilecek kapasitede olması gerekir. Her bir çarpışma, de­tektöre uçan yüzlerce parçacık göndereceğinden, bu oldukça ustalık İsteyen bir görev. KİMLER ÇALIŞIYOR? 37 ülkeden 1700'ün üzerinde fizikçi. DURUMU: Yeraltında çalışmalarına devam ediyor. En büyük destek yapısı, ATLAS mağara­sının içindeki yerine yerleşmiş durumda. Detek­törün biraraya getirilmekte olan ve dünyanın dört bir yanındaki yer üstü bileşenleriyse,

2006'nın sonunda CERN'e gönderilecek. Herşey planlandığı gibi giderse ATLAS, ilk proton-pro-ton çarpışmasını, 2007 yazında ölçebilecek. MALİYETİ: İşletme maliyetleri hariç, yaklaşık 430 milyon dolar. NESLİNİN DEVAMI: Belirsiz. Parçacık fizikçi­leri yeni bir parçacık hızlandırıcı planlıyorlarsa da, bu yeni hızlandırıcının, düşük-enerjili parça­cıkları parçalayacak olması nedeniyle ATLAS ka-dar büyük olması pek de olası görünmüyor. BAHİSÇİLER NE DİYOR? Bahisçilere göre 2010 yılında Higgs'in bulunmuş olma olasılığı al­tıda bir.

30 gün boyunca Güney Kutbu'nun üzerinde uçura­cak. Detektör, hızla geçen nötrinoların yaydığı radyo dalgalarının atımlarını arayacak şekilde, 1 milyon kilometreküplük bir buzu izleyecek.

AMANDA

NEDİR? Dünyanın en büyük nötrino teleskopu. BÜYÜKLÜĞÜ: AMANDA 1 kilometre uzunlu­ğunda ve 200 metre çapında bir silindirin içine dizilmiş 700'den fazla alıcıdan oluşuyor. KONUMU: Güney Kutbu'ndaki Amundsen-Scott istasyonunun yakınlarındaki buzulların 1.400 metre altında. AMACI: Nötrino gökyüzünün haritasını çı­kartmak. Bazı nötrinolar, gama ışını patlamaları ve merkezlerinde süperkütleli karadelikler olan aktif gökadalar gibi evrendeki en şiddetli olaylar­dan ve nesnelerden yayılırlar. Maddeyle zayıf et­kileşimleri, onları ideal gökbilim habercileri hali­ne getirir. Hafif ya da yüklü parçacıkların aksine, evrende toz tarafından soğurulmadan ya da man­yetik alanlarca saptırılmadan evrende yolculuk eden nötrinolar, başka türlü gizlenebilecek olan nesnelerin belirgin görüntülerini verirler. Nötrinoların çok küçük bir bölümü Antarkti­ka buzulundaki oksijen çekirdeklerine çarpar ve havada uçuşan atomik enkaz yayar. Bu yıkıntının büyük bir kısmı emiliyorsa da, bazı parçacıklar daha yüzlerce km yol alır ve bunların yüklü olan­ları AMANDA'nın buz kütlesine asılı algılayıcıla-rınca belirlenen parlak bir iz yaratırlar. AMANDA ekibi nötrino gökyüzüne ilk kez ba­kıyor olduğundan, araştırmacıların gökbilim ala­nında şimdiye kadar hakkında hiçbir şey bilinme­yen, tümüyle yeni bir şeyler belirleme şansları olabilir.

Aınanda'dan 1400 m yukarı­daki buz yüzeyi

NEDEN BU KADAR BÜYÜK? Nötrino etkile­şimleri çok az miktardadır ve aralarında çok me­safe vardır. AMANDA'dan geçen bir milyon nöt-rinodan yalnızca 1 tanesi bir sinyal üretir. Ancak büyük araştırma hacmi, nötrinoların yakalanma şansını çok büyük ölçüde artırır. KİMLER ÇALIŞIYOR? Altı ülkeden yaklaşık 120 fizikçi. DURUMU: 2000 yılından bu yana nötrinoları yakalıyor. Şimdiye kadar ekip, uzayın derinlikle­rindeki nötrino kaynaklarına ilişkin herhangi bir kanıt görebilmiş değil. MALİYETİ: Detektörlerin tasarım ve inşasının maliyeti 31 milyon dolar (Detektörleri Güney Kut-bu'na nakletme maliyeti, bu rakama dahil değil). NESLİNİN DEVAMI: Araştırmacılar şimdiden Güney Kutbu'nda AMANDA'nın daha büyük bir versiyonunu inşa etmeye başlamış durumdalar. "Buz Küpü" olarak adlandırılan ve 1 kilometre-küplük bir buz içine gömülmüş 5.000 alıcıdan olu­şacak bu detektör, 2009 yılında tamamlanmış ola­cak. Bunun öncesinde NASA, üzerinde ANITA isimli bir nötrino detektörü bulunan bir balonu,

Nötrinolar ender olarak oksijen çekirdeklerine çarptık larında ortaya yüksek hızda seyrelip parıldayan bir parça­cık çıkıyor 1000 m yüksekliğinde bir si­lindir kafes üzerine dizilmiş 700 ışık algılayıcı

nötrinolar dünyanın içinden de rahatlıkla geçebildiklerinden her yönden geliyorlar

BİLİM ve TEKNİK 74 Ekim 2004

Zayıf bir lazer ışını 192 demete       192 demet hedef ayrılıp 3000 fosfat camı tabaka-      üzerine odaklanıyor sı arasında gidip gelerek                   3 katrilyon kat güçlendiriliyor

numlandığı California kısa bir süre sonra, fizikçile­rin evrende en uç koşullardaki yerlerle ilgili kuram­larını test edecekleri bölge haline gelebilir. NEDEN BU KADAR BÜYÜK? Çünkü füzyonun sü­rekliliğinin sağlanması için çok yüksek düzeyde ısı ve basınç gerekiyor. NIF'in araştırmacıları basit bir lazer gücündeki bir ışını 192 ayrı ışına dönüştürüp, ortaya çıkan birleşmiş gücü 3 katrilyon kat artırmış oluyorlar. Kazanç, lazerin aynalar arasında ileri geri mekik dokumasından ve içlerindeki neodimyum atomlarının ışınların gücünü artırdığı 3.000 fosfat camı levhasının içinden geçmesinden kaynaklanıyor. KİMLER ÇALIŞIYOR? Livermore'da 850 bilima-damı ve mühendis çalışıyor. Bunun dışında dünyanın çeşitli bölgelerinden 100 fizikçi burada bazı deney­ler yapmayı planlıyor. DURUMU: Işın saçıyor. 192 lazerin 4 tanesi dı­şındakilerin tümü, 18 aydır çalışıyor ve şimdiden dünyadaki en güçlü lazer atımlarını ateşlemiş du­rumdalar. Projenin 1994 yılındaki başlangıcından bu yana, NIF'de yapılması planlanan inşaatlar defa­larca ertelenmişse de, en son hedef 2010 yılında füzyonu başarmak ve sonunda yarışın bitiş noktası­na ulaşmak. MALİYETİ: 3,5 milyar dolar. NESLİNİN DEVAMI: NIF'le ilgili sıkıntı, lazerleri­nin her birkaç saatte bir, yalnızca bir kez ateşlene­biliyor olması. Neyse ki NIF'den daha büyük olmasa da daha İyi bir türü olmaya aday Mercury Lazer isim­li yeni nesil bir örnek, tasarım aşamasında. Mer-cury'nin hedefi, her saniyede 10 ışın atımı fırlat­mak. BAHİSÇİLER NE DİYOR? Bilim bahisçileri, 2010'da bir füzyon güç istasyonunun yapılmış olma olasılığını yüzde bir olarak yorumluyorlar.

hedefe odaklayacak. Lazerlerin herbiri, saniyenin 3 milyarda birinde sonlanan ve 1,8 milyon jou-le'lük enerji içeren morötesi ışın atımlarını hareke­te geçiriyor (1,8 milyon joule'lük enerji, ABD'nin tüm güç istasyonlarından elde edilen toplam güç miktarının yaklaşık 500 katma eşit.). Atımlar he­defe çarptıklarında, hedefin merkezindeki ağır hid­rojen yakıtı dolu plastik bir kapsülde birleşecek X-ışınlarını oluşturacaklar. NIF ekibi X-işınlarının, ya­kıtı 100 milyon dereceye ısıtacağını ve ağır hidro­jen çekirdeğinin füzyon geçirmesine yetecek güçle sıkıştıracağını umuyorlar. Bu sürecin sonucunda açığa çıkan enerji, içeri girenden 15 kat daha faz­la olacak. NIF'in yapmayı umduğu şeyler, bu kadarla da kalmıyor. Lazerleri, nötron yıldızlarında, gezegen çekirdeklerinde, süpernovalarda ve nükleer silahlar­da bulunan yokedici basınçları, kavurucu sıcaklıkla­rı ve çok büyük manyetik alanları yeniden yaratma kapasitesine sahip. Bu özellik sayesinde NIF'in ko-

NEDİR? Dünyanın en büyük lazeri. BÜYÜKLÜĞÜ: 215 metre uzunluğunda ve 120 metre genişliğindeki NIF, Roma'nın sembolü haline gelmiş Colosseum anfitiyatrosu ile yaklaşık aynı bü­yüklükte. KONUMU: California'daki Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı. AMACI: Güneş'in ve diğer yıldızların içindekile­re benzer koşulları oluşturmak. Güneş'in çekirdeği öyle sıcak ve bu sıcaklığın oluşturduğu basınç öyle büyük ki, hidrojen çekirdekleri, füzyon tepkimeleri­ne girip helyum üretiyorlar ve sonuçta enerji açığa çıkıyor. NIF araştırmacıları, lazerlerinin Dünya üze­rindeki ağır hidrojenle aynı hüneri gösterebileceğini umuyorlar. Lazerler önceden de füzyonu tetiklemek için kullanılırdı. Ancak NIF'in amaçladığı şey lazer­lerin füzyon yoluyla, tükettiklerinden daha fazla güç oluşturacakları kırılma noktasını aşmada ilk olmak. Bunu yapmak için NIF, 192 lazer ışınını, ağır hidrojen yakıtı içeren yerfıstığı büyüklüğündeki bir

ğerininse kısalmasına neden olacağı düşünülüyor. NEDEN BU KADAR BÜYÜK? Çünkü uzay-zaman-daki hafif dalgalanmalar çok zayıflar. Kütleçekim dal­gaları uzay-zamanı yalnızca 10 milyar trilyonda 1 uzatıp kısalttıklarından, bu etkilerini belirleyebilirle umudu için LIGO'nun kollarının çok uzun olması ge­rekiyor. LIGO ekibi 4 kilometre uzunluğunda detek­törle bile (metrenin milyar kere milyarda birinden) 1O -18 metreden daha azlık değişimlere bakmak zorun­da kalıyorlar, ki bu da Dünya ve Jüpiter arasındaki mesafede yer alan bir atomun genişliğini ölçmekle eşdeğer. Birbirinden 3.000 kilometre uzaklıkta iki detek­töre sahip olan LIGO ekibi, bu sayede herhangi bir yanlış alarmı ayıklayabilmeyi umuyor. Dünyadaki yer sarsıntıları, geçen bir trenin ya da uçağın gürültüsü ve hatta şiddetli fırtınalar aynı anda dedektörlerden yalnızca birini etkileyebilecekken, geçmekte olan bir

kütleçekim dalgasının oluşturduğu uzay-zaman bo­zulmasını LIGO detektörlerinin her ikiside aynı anda hissedecektir. KİMLER ÇALIŞIYOR? Toplam 7 ülkeden yaklaşık 400 bilimadamı. DURUMU: Toparlanıyor. LIGO, kütleçekimsel dal­gaları araştırmaya başladığı 2002 yılından bu yana henüz bir tane bile bulabilmiş değil. MALİYETİ: İnşa maliyeti, 292 milyon dolar. (İşle­tilmesi için gerekli maliyet, bu rakama dahil değil.) NESLİNİN DEVAMİ: Kendinden sonraki projeyle karşılaştırıldığında, LIGO yalnızca ufacık bir girişim olarak kalıyor. Fizikçiler devasa bir kütleçekim dal­gası detektörünü, kollarının çok çok daha uzun ola­bilmesine olanak vermek ve ekipmanın yerdeki tit­reşimlerden bağımsız olmasını sağlamak için uzaya yerleştirebilmeyi umuyorlar. Her şey planlandığı gi­bi giderse NASA ve Avrupa Uzay Ajansı, LISA isim­li kütleçekim dalgası detektörünü 2012 yılında fır­latacaklar. LISA, birbirlerinden 5 milyon kilometre uzakta olacak şekilde üçgen şeklinde bir yapıda di­zilmiş olarak havada uçan üç uzay aracının arasın­da lazer ışınları yansıtacak. Kolları LlGO'nunkiler-den çok daha uzun olduğu için, LISA çok daha faz­la kaynaktan gelen kütleçekim dalgaları ve hatta belki de Büyük Patlama'dan hemen sonra ortaya çı­kan anlarındaki küçük başlangıç dalgalanmalarını bile ayırdedebilecek. BAHİSÇİLER NE DİYOR? Bahisçilere göre Lİ­GO'nun kütleçekimsel dalgaları 2010 yılında belirle­miş olma olasılığı, beşyüzde bir.

LIGO

NEDİR? En uzun kütleçekim dalgası detektörü. BÜYÜKLÜĞÜ: LIGO'nun L-şeklindeki detektörle­rinden her biri, 4 kilometre uzunluğunda kollara sa­hip. KONUMU: LIGO biri Louisiana'daki Livingston yakınlarındaki, diğeriyse Washington, Hanford'un 3.000 kilometre uzağında bulunan iki ayrı detektör­den oluşuyor. AMACI: Kütleçekim dalgaları dünyadan geçtikçe onları belirlemek. Einstein'in genel görelilik kuramı, karadeliklerin ya da süper kütleli yıldızların çöküşle­rinin uzay-zaman yapısında titreşimler gönderecekle­rini öngörüyorsa da, şimdiye kadar bu kütleçekim dalgalarını doğrudan gözlemleyebilen olmadı. LI­GO'nun bilimadamları bu durumu değiştirmeyi ve ev­reni şekillendiren şiddetli süreçlerin üzerine ışık tut­mayı umuyorlar. LIGO detektörlerinden her biri, bir kütleçekim dalgasının geçişi nedeniyle uzay-zamanda oluşan çok küçük yerdeğişimlerini araştırıyor. Bunu yapmak için LIGO ekibi, uçlarından ve L-şeklindeki bir vakum tü­pünün kesişme noktasından asılmış aynalar arasına lazer ışın demetleri fırlatıyor. Işık ışınları detektörün 4 kilometrelik iki kolunun birleştiği yerde karşılaşı­yorlar ve burada, kolların uzunluğu geçen bir kütle­çekim dalgası tarafından değiştirildiğinde, kayacak ışık bantları ve karanlık çizgiler üretecek biçimde gi­rişim yapıyorlar. Dalga geçtiğinde çevrelerindeki uza­yın biçimini bozarak kollardan birinin uzamasına,di-

Ekim 2004 75 BİLİM ve TEKNİK

tahmin etmek, atomaltı parçacıkların arasındaki etkileşimleri anlamak ve roket motorlarındaki ya­kıtın akışını modellemek için kullanıyorlar. NEDEN BU KADAR BÜYÜK? Dünya genelin­deki yer ve okyanus tabanlı binlerce gözlem is­tasyonundan ve hava uydularından gelen sinyal­leri işleyebilmek, çok ileri düzeyde bir bilgisayar gücüne sahip olmayı gerektiriyor. Dünya Simüla­törü'nün atmosfere ilişkin en son simülasyonu, yalnızca 10 kilometrekarelik bir alanı ölçen pik­seller kullanılarak hesaplandı. KİMLER ÇALIŞIYOR? Altı ülkeden toplam 700 araştırmacı. DURUMU: 2002 yılının Nisan ayında çalışma­ya başlayan Dünya Simülatörü, bugüne kadar sa-niyede 35.600 milyar hesaplama yapmış. Bu ra­kam, kendisinden önceki benzer örnekten beş kat daha hızlı olduğu anlamına geliyor. Açılışından bu yana geçen iki yıllık süre içinde dünya süperbilgi-sayar sıralamalarında zirveye oturmuş ve kendisi­ne en yakın rakibi olan Lawrence Livermore Ulu­sal Laboratuvarı'ndaki Thunder isimli süper bilgi­sayarı şimdiden oldukça geride bırakmış durum­da. MALİYETİ: Yaklaşık 430 milyon dolar. NESLİNİN DEVAMI: Tennessee'deki Oak Rid­ge Ulusal Laboratuvan, saniyede 50.000 milyar hesaplama yapabilecek kapasitede bir süperbilgi-sayar yapım çalışmalarını 2007 yılında tamamla­mış olmayı planlıyor.

DÜNYA SİMÜLATÖRÜ NEDİR? Dünyanın en hızlı süperbilgisayarı. BÜYÜKLÜĞÜ: Birbirlerine toplam 2.800 kilo­metre uzunluğunda kablolarla bağlanmış 5.000'den fazla bilgisayar işlemcisi kullanan Dünya Simülatörü, dört tenis kortununkine eşit bir alanı kaplıyor. KONUMU; Japonya'daki Yokohama Yer Bilim­leri Enstitüsü. AMACI: Karmaşık fiziksel sistemleri simüle etmek. Dünya Simülatörü'nün temel görevi, dün-

yanın iklim modellemelerini en ayrıntılı biçimde çıkartmak. Bunu gerçekleştirebilmek İçin sürekli olarak gezegenimizin hava ve ikliminin devasa bir dijital maketini oluşturarak, okyanuslar ve at­mosfer arasındaki karşılıklı etkileşimleri hesaplı­yor. Dünya Simülatörü bununla da kalmayıp, ye­teneklerini gelecek 50 yıl içinde oluşabilecek ik­lim değişimlerine ilişkin tahmin yürütmeye kadar götürebiliyor. Ayrıca depremlerin, dünyanın mer­kezindeki kuvvetlerin ve jeomanyetik alanın mo­dellemelerini yapıyor. Dünya Simülatörü'nün uygulama alanı, yal­nızca yerbilimleriyle sınırlı değil. Fizikçiler bu makineyi ayrıca yeni materyallerin Özelliklerini

dalgalarını, elektrik akımlarını ve parçacıklardan oluşan demetten gelen patlamaları kullanarak ısınıyor. Hidrojen atomları çok geçmeden elek­tronlarını atıyor ve böylece çekirdeğin füzyona uğramasına yetecek kadar ısınan iyonlar ve elek­tronlardan oluşan sıcak bir plazma oluşturuyor. JET, yüklü parçacıkların manyetik alanlarca saptırıldığı gerçeğinden yararlanıyor. Spiral şek­lindeki güçlü manyetik alanlar, plazmanın çarptı­ğında soğuya bileceği ve böylece füzyonu sonlan-dırabileceği reaktör duvarlarına çarpmasını en­gelliyor. NEDEN BU KADAR BÜYÜK? Çünkü büyük makineler ısıyı korumada daha başarılı oluyorlar. Soğuk reaktör duvarlarından plazmayı izole et­mek, füzyonu sürdürebilir kılmak için hayati önem taşıyor. Isının büyük bir makineden dışarı­ya çıkarak kaybolması, küçük bir makinedekine göre daha uzun sürüyor. KİMLER ÇALIŞIYOR? 20 ülkeden toplam 200 araştırmacı. DURUMU: Reaktör, dünyada füzyondan güç elde edilebildiğini belgelemiş oluyor. Ancak füz-yonun ilk gösteriminden bu yana 13 yıl geçmiş omasına karşın, JET ortaya çıkan gücün plazma­yı ısıtmak için gereken güce eşit olduğu noktaya henüz ulaşmış durumda. MALİYETİ: JET'in bugün yeniden inşa edilme­si için gerekli tutar, yaklaşık 1,2 milyar dolar. NESLİNİN DEVAMI: Uluslararası füzyon araş­tırmacıları JET'in hacminin altı katı büyüklüğünde olacak, ITER adında bir reaktör İnşa etmeyi umu­yorlar. Başarılı olabilirse ITER, aldığının 10 katı miktarında güç yayan ilk füzyon reaktörü olacak. BAHİSÇİLER NE DİYOR? Bahisçilere göre bir füzyon güç istasyonunun 2010 yılında kurulmuş olma olasılığı, yüzde bir.

AVRUPA ORTAK FÜZYON DENEY TESİSİ (JOINT EUROPEAN TORUS - JET)

NEDİR? Dünyanın en büyük füzyon reaktörü. BÜYÜKLÜĞÜ: JET'in simit şeklindeki reaktö­rü 15 metre çapında ve yaklaşık 20 metre yük­sekliğinde bir kaba gömülmüş durumda. KONUMU: İngiltere, Oxfordshire'daki Culham Bilim Merkezi. AMACI: Güneş'in gücünü sağlayan füzyon sü­reçlerinin benzerlerini oluşturmak. JET'in arka­sında yatan düşünce oldukça basit: hidrojen izo-

toplarından oluşan bir karışımı 100 milyon dere­cenin üzerindeki sıcaklıklara kadar ısıtarak çekir­değin helyum, nötronlar ve aşırt büyük miktarlar­da enerji üretecek biçimde erimesini sağlamak. Yakıtın füzyonu tetikleyecek kadar ısıtılması­nı ve bu ısısını korumasını sağlamak, oldukça zor bir görev. JET ekibi, bir gram soğuk hidrojen ya­kıtının yalnızca onda birini kullanıyor. Reaksiyon odasına (torus) doğru fışkıran bu yakıt, radyo

BİLİM ve TENİK 76 Ekim 2004

Huygens sondasının yanısıra Satürn'ü görüntüle­mek, haritalamak ve analiz etmek için tasarlanmış toplam 18 ayrı bilimsel cihaz taşıyan Cassini, bu­güne değin fırlatılmış en iyi donanımlı gezegenle-rarası uzay aracı olma Özelliğinde. Ancak fırlatıl­ma ağırlığının %50'sinden fazlasını, Satürn'e ula­şabilmek İçin katetmesi gereken 3,5 milyar kilo­metrelik yolculuğu boyunca gereksinim duyacağı yakıt oluşturuyor. 1997 yılında fırlatıldığında Cas­sini, türünü oluşturan devasa uzay araçlarının en son ulaştığı noktadaydı ve NASA'nın uzay araçları arasında en yüksek bütçeli olanıydı. KİMLER ÇALIŞIYOR? 17 ülkeden toplam 260 gezegenbilimci. DURUMU: Cassini Satürn'e 1 Temmuz'da ulaş­tı. Huygens sondasıysa Ocak 2005'de Titan'ın yü­zeyinde olacak şekilde programlanmış, MALİYETİ: 3,27 milyar dolar. NESLİNİN DEVAMI: NASA Jüpiter'in buzla kaplı uyduları Europa, Callisto ve Ganymede'yi keşfetmek için 2012 yılında JlMO'yu fırlatmayı umuyor. 20 tonluk ağırlığıyla JIMO, NASA'nın şimdiye kadar tasarladığı en büyük uzay aracı tah­tına oturabilir. BAHİSÇİLER NE DİYOR? Bilim bahisçilerine göre Titan'da 2010 yılına kadar yaşamın bulun­muş olma olasılığı, onbinde bir.

NEDİR? Çalışmakta olan en büyük gezegenle-rarası uzay aracı. BÜYÜKLÜĞÜ: Cassini'nin yüksekliği 6,7 met­re, çapı İse 4 metre. Yakıtıyla birlikte 5,7 ton ge­liyor; ki bu da yetişkin bir erkek Afrika filinin ağır­lığına eşit. KONUMU: Satürn'ün yörüngesi. AMACI: Satürn'ün sırlarını çözmek. Cassini-Huygens, halkalı gezegenin yörüngesinde geçire­ceği dört yıl boyunca Satürn'ün atmosferini, man­yetik alanını, ünlü halkalarını ve buzla kaplı uydu­larını inceleyecek.

Cassini bu yılbaşında tava biçimindeki Huy-_ gens sondasını, Satürn'ün en büyük uydusu Ti-tan'a doğru 20 günlük bir yolculuğa gönderecek. Titan'ın yüzeyi kalın bulutlarla gizlenmiş olduğun­dan, astronotlar Huygens'in buzla kaplı bir yüzeye mi, yoksa hidrokarbon yağından oluşan bir okya­nusa mı ineceği sorusunun yanıtını hâlâ bilmiyor­lar. Bildikleri tek şey, nitrojen ve metan gazı bakı­mından zengin olan Titan'ın atmosferinin, üzerin­de yaşamın oluştuğu 4 milyar yıl öncesindeki Dün­ya atmosferine benzer bir bileşimde olduğu. NEDEN BU KADAR BÜYÜK? 320 kilogramlık

bir hızla vızıldayarak geçtiklerinde üretilen ışık pı­rıltılarını topluyor. Auger ekibi birçok ayrı detek­törden gelen bilgileri birleştirerek orijinal kozmik ışının yönünü çözümlüyor ve böylece ışının geldiği yeri belirliyor. Araştırmacılar, ayrıca enerjileri 102û elektron-voltu aşan ışınların, uzak gökadalardan dünyaya ulaşıp ulaşamayacağını bulmayı umuyorlar. Einste-in'in özel görelilik kuramı, yolculukları süresince Büyük Patlama'dan kalan mikrodalga ışımaları ile girecekleri etkileşimlerde çok fazla güç kaybede­cekleri için, ulaşamayacaklarını söylüyor. Şimdiye kadar yapılmış olan bazı deneyler 10" elektron-volt sınırının üzerinde kozmik ışınlar görüldüğü ve gökadamızda bunlara ilişkin belirgin bir kaynağa rastlanmadığı yolunda raporlar sunuyor. Bu rapor­lar oldukça seyrekse de, Auger bu tür parçacıkla­rın evrenin çok uzak köşelerinden geldiğini doğru-layabîlîrse, bu, Einstein'in görelilik kuramı üzerine yeniden düşünmek anlamına gelebilir ya da Büyük Patlama'dan çok kısa süre sonra oluşan gizemli süper kütleli karanlık madde parçacıkları için bir kanıt oluşturabilir. NEDEN BU KADAR BÜYÜK? Yüksek enerjili kozmik sağanakların büyüklüğü ve seyrekliği ne­deniyle. 10'° elektronvoltluk bir kozmik ışının, yaklaşık 10 - 20 kilometrekarelik bir alana yayılan 100 milyar parçacık içeren bir çığ üretmesi gere­kir. Ancak, böylesine yüksek enerjili kozmik ışın­lar çok az bulunur olacaktır, Örneğin, 1 kilomet­rekarelik bir a!an üzerinde ölçüm ya-

PIERRE AUGER GÖZLEMEVİ NEDİR? Dünyanın en büyük kozmik ışın detek­törü. BÜYÜKLÜĞÜ: Auger'in detektörleri 3.000 ki­lometrekarelik bir alanı kaplıyor. Bu alan, kabaca Rodos adası kadar. KONUMU: Arjantin, Mendoza. AMACI: Kozmik ışınların nereden geldiklerinin sırrını çözmek. Dünya sürekli olarak dış uzaydaki yüksek enerjili parçacıkların bombardımanına uğ­ruyor. Ancak bu kozmik ışınların nereden geldiği, tek bir atomaltı parçacığın enerjisini 100.000 kat­rilyon (10?ü) elektronvolta neyin getirdiği (ki bu da saatte 85 kilometre hızla giden bir tenis topunun enerjisine eşit), konusunda kesin bir bilgisi olan hiç kimse yok. Bu enerji miktarı ayrıca, insan ya­pımı en güçlü hızlandırıcı ile mümkün olandan 10 milyon kat daha fazla. Bu bilinmeyenleri bulabilmek için Auger, koz­mik ışınların atmosferin üst kısımlarındaki mole­küllere çarpmasıyla üretilen parçacık sağanakları üzerinde çalışıyor. Her bir çarpışma, bir molekülü çok sayıda parçaya ayıracak kadar şiddetli olabilir. Bu parçacıklardan her biri de başka moleküllere çarparak, giderek büyüyen bir çarpışma alanı, so­nuçta da yeryüzüne düşen dev bir çığ oluşturur. Auger iki haberci işaretin peşinde. Gökyüzü­nün açık olduğu karanlık gecelerde 24 büyük te­leskop, atmosferdeki nitrojen moleküllerine çar­pan kozmik ışınlardan yayılan soluk mavi ışığı top­luyor. Buna ek olarak Auger, çok geniş bir arazi boyunca yerleştirilmiş ve her birinin içinde 12 ton su bulunan 1600 detektör tankına sahip. Bu tank­lar, sağanaklardaki yüklü parçacıklar, detektörle­rin İçinden ışığın su İçindeki hızından daha fazla

pan bir detektörle, araştırmacılar tüm bir yüzyıl boyunca ancak bir adet yakalayabileceklerdir. Ama Auger çok daha büyük bir alanı kaplayarak, her yıl 30 tane aşırı yüksek enerjili parçacığı se­petine doldurabilir. KİMLER ÇALIŞIYOR? 15 ülkeden yaklaşık 350 fizikçi ve mühendis. DURUMU: Şimdiden bazı ışınları yakalamaya başlamış durumda. Auger'in 1600 detektörünün dörtte biri, bu yılın Ocak ayından bu yana çalış­makta. Geri kalanlarınsa 2006 yılının başında ta­mamlanmış olması planlanıyor. Auger'in ekibi şimdiye kadar çok az sayıda aşı­rı yüksek enerjili kozmik ışın görmüş olsalar da, araştırmacılar detektörlerinin enerjiyi ne derece iyi ölçtüğünden emin olmadıkça, ayrıntılar hakkın­da ağızlarını sıkı tutmakta kararlı görünüyorlar. MALİYETİ: 47 milyon dolar. NESLİNİN DEVAMI: Araştırmacılar Utah'da ya da Colorado'da da benzer bir gözlemevi kurmayı ve böylece kuzey yarımküreden görünen gökada­lardan gelen kozmik ışınlar üzerinde de çalışabil­meyi umuyorlar. BAHİSÇİLER NE DİYOR? Bilim bahisçilerine göre, fizikçilerin 2010 yılında kozmik ışınların kaynağını anlamış olmaları olasılığı, dörtte bir. Kaynak: Jamieson, V.. "Monsters of the Universe", New Scientist, vol. 183, 28 Ağustos 2004 Çeviri: Ayşenur Topçuoğlu Akman

BİLİM ve TEKNİK 77 Ekim 2004