Page 198 - BİLSEM FİZİK ALANI YARDIMCI DERS MATERYALİ

FİZİK
Büyük Patlama’dan sonra hikâye şöyle devam eder: Ateş topu anında soğur. Tek tek kuarklar ve gluonlar, her yönden hızla uzaklaşan sıradan bir maddenin kar fırtınasına dönüşür. Enkazda kuark ve antikuarktan olu- şan piyonlar ve kaonlar, üç kuarktan oluşan protonlar ve nötronlar ve hatta helyum kadar ağır anti atom çekir- deklerini oluşturmak için birleşebilen bol miktarda antiproton ve antinötronlar bulunur. Enkazın dağılımı ve enerjisi incelenerek çok şey öğrenilebilir. İlk keşiflerden biri, kuark-gluon plazmasının bir gazdan çok küçük viskoziteye sahip mükemmel bir sıvı gibi davranmasıdır (Akgün, Ünel, Erhan, Sekmen, Köse ve Yıldız, 2014).
Büyük Hardron Çarpıştırıcısı (LHCb) gibi algıçlarda, hidrojenin dışındaki elementler çarpıştırılarak çok küçük hacimde yoğun bir enerji üretilir. Bu enerji, Einstein’ın E = mc2 ilişkisine uygun olarak kütle yani yeni parçacıkları oluşturur. Bu parçacıkların ömrü oldukça kısadır (10−12 saniye) ve evrenin ilk parçacıklarıdır. Yani adeta büyük patlama yeniden gerçekleşmiş olur. Bu parçacıklar algıçlarda izleri sayısal sinyallerle bıra- kır. Eğer algıç bu izleri takip edebilecek kadar hassas olabilirse evrenin ilk dönemleri hakkında bizlere bilgi verebilirler (Akgün, Ünel, Erhan, Sekmen, Köse ve Yıldız, 2014).
Parçacıklar bazı malzemelerde farklı izler bırakır. Bu izleri algılayabilmek için Görsel 5-a’daki soğan kat- manlarına benzer yüksek duyarlılıkta algıçlar yapılır. Algıçlar saniyede binlerce kez fotoğraf çeken fotoğraf makineleri gibidir. Ama fotoğraf makinelerinin hepsi aynı parçacığı algılayamaz. Bu nedenle algıçta pek çok nitelikte algılayıcılar kullanılmaktadır. Örneğin fotonlar yüksüz oldukları için iz sürme odasında işaret bırak- mazlar. Bu nedenle algıçlarda elektromanyetik kalorimetre kullanılır. Yüklü olan elektron veya pozitronlar ise iz sürme odasında da iz bırakırlar (Akgün, Ünel, Erhan, Sekmen, Köse ve Yıldız, 2014).
4. Derinleştirme
Parçacıklar Yarışıyor
Öğrenciler bir noktada toplanır ve Görsel 6-a’daki gibi yere öğrencilerin çevrelerine farklı çaplarda çem- berler çizilir. Görsel 6-b’deki dairenin merkezinden çıkan ince kırmızı çizgiler, parçacıkların çarpışmasının etkisiyle oluşan parçacıkların algıcın merkezinden itibaren bıraktıkları izleri göstermektedir. Bu etkinlikte çarpıştırıcılarda ortaya çıkan farklı parçacıkların enerjilerinden dolayı algıcın farklı katmanlarında kalıyor olması canlandırılmak istenmiştir. Merkezdeki öğrencilerden herhangi yönde koşmaları istenerek yarışma başlatılır. Öğrenciler son çember sınırını geçmeyecek şekilde süre ayarlanarak yarış bitirilir. Her öğrencinin durduğu daire aralığına bakılır. Aynı halkadakiler aynı, diğerleri farklı parçacıklar olur.
Görsel 6-a. Yere çizilen daireler Görsel 6-b. CERN ( Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi)’nde yere ziyaretçiler için çizilmiş CMS algıcı ve parçacık izleri
196