Fizikçiler Parçacıkları Işık Hızının %99.99 ‘na Kadar Nasıl Hızlandırıyorlar ?

Şimdiye kadar, Higgs bozonunu bulan  Büyük Hadron Çarpıştırıcısından dolayı parçacık hızlandırıcıları ile aşina olmanız gerekir.

Fakat , LHC dünya üzerinde bulunan tek parçacık hızlandırıcı değildir. Yer yüzünde bir çok farklı alanda kullanılan 30,000 ‘den fazla parçacık hızlandırıcı vardır.

Bu parçacık hızlandırıcılarından bazıları tıpkı LHC’de olduğu gibi , parçacıkları ışık hızına yakın hızlara hızlandırıp onları birbiriyle çarpıştırarak, evrenin  temel yapı taşlarını araştırırlar. Diğerleri ise süt kutuları ve patates cipsi kutularını kapatmak ve kanser tedavisi gibi görevlerde  kullanılır.

New York’ta bulunan Brookhaven Ulusal Laboratuvarı dünyadaki en gelişmiş parçacık hızlandırıcılarından birisine ev sahipliği yapıyor : Sinkrotron Işık Kaynağı II (NSLS II).

NSLS II   daha iyi ilaç tedavisi geliştirmek  , daha iyi bilgisayar çipleri yapmak , vücudunuzdaki molekülerden topraktaki molekülere  kadar her şeyi analiz etmek gibi bir çok alanda bilim insanlarının bilimsel araştırmalar yapmasına olanak sağlayacak.

Bilim insanları parçacıkları bu kadar büyük hızlara hızlandırdıklarında ,bir çok farklı deney yapmak için parçacıkları kontrol altında olacak şekilde  enerji kaybetmeye zorlarlar.

 Peki ama, bilim insanları parçacıkları nasıl oluyor da ışık hızının % 99.99 ‘na kadar hızlandırabiliyorlar ?

İlk olarak, elektron tabancası elektron demetini oluşturur ve onları lineer hızlandırıcıya(Linac) enjekte eder.

Lineer hızlandırıcı içerisinde , elektro mıknatıslar ve mikro dalga  frekansındaki alanlar  elektronları hızlandırmak için kullanılır. Elektronlar başka parçacıklarla çarpışıp yavaşlamaması için vakum içerisinde  tutulur.

Daha sonra, elektronlar hızlandırıcı halka içerisine gönderilir ve burada tekrar manyetik alan ve radyo frekansı alanı parçacıkları yaklaşık olarak Işık hızının yüzde 99.99’na kadar hızlandırılır.

Parçacıklar bu aşamadan sonra, muhafaza etme halkası diye bilinen  başka bir halka içerisine gönderilir. Burada elektronlar farklı mıknatıs çeşitleri ile yönlendirilirler. Bu mıknatıslardan bazıları elektron demetini  büker , bazıları odaklama görevini üstlenir , diğerleri ise elektron demetini halka içerisinde muhafaza eder. İstenilen hızlara ulaşıldıktan sonra parçacıklar deney odalarına gönderilir ve burada yapılacak deneye göre hedef malzeme veya parçacıklarla çarpıştırılır.

Kaynak : ScienceAlert