- Dünyanın en güçlü parçacık hızlandırıcısı LHC, son fizik çalışmasını tamamladı ve CERN, High-Luminosity LHC hazırlıkları için Long Shutdown 3(LS3) dönemine girdi
- 2008’de ilk demetin dolaştırılmasından bu yana Runs 1–3 boyunca biriken veriler, 2012’de Higgs bozonunun keşfi ve 85’ten fazla hadronun bulunması gibi önemli başarılara yol açtı
- 2030’da devreye alınması planlanan HiLumi LHC, ışınırlığı mevcut tasarıma kıyasla en fazla 10 kat artırarak Higgs bozonunun hassas araştırmalarını ve Standart Model’in ötesine yönelik arayışları güçlendirecek
- LS3 boyunca binlerce uzman, LHC’yi, enjektörleri ve deney düzeneklerini HiLumi sürümüne dönüştürecek; yalnızca LHC’de 1,2 km’lik mıknatıs ve parça sökülüp değiştirilecek
- ATLAS ve CMS çok daha fazla çarpışmayı ve saniyede 5 milyardan fazla etkileşimi işlemek zorunda olduğundan, tetikleme ve dedektör teknolojilerinde büyük değişiklikler yapılması gerekiyor
LHC işletiminin sona ermesi ve LS3’e geçiş
- LHC, son fizik çalışmasının ardından kapatıldı ve CERN Long Shutdown 3(LS3) sürecini başlattı
- LS3; bakım, güçlendirme, yükseltme ve kurulum işlerini bir araya getiren büyük ölçekli bir program olarak, laboratuvarı High-Luminosity LHC aşamasına hazırlıyor
- LHC, Eylül 2008’de ilk demeti dolaştırdı ve 2009’da ilk proton çarpışmalarını sağladı
- Üç işletim dönemi olan Runs 1–3 boyunca deney düzeneklerine eşi görülmemiş miktarda veri sundu
LHC’nin bıraktığı bilimsel ve teknik başarılar
- En bilinen başarı, ATLAS ve CMS Collaborations tarafından 4 Temmuz 2012’de duyurulan Higgs bozonu keşfidir
- Bu keşif, neredeyse yarım yüzyıl önce öne sürülen mekanizmayı doğruladı
- LHC, Higgs bozonunun ardından da birçok alanda ilerleme sağladı
- 85’ten fazla hadronun keşfi
- Yeni parçacık keşiflerine ilişkin dışlama sınırlarının belirlenmesi
- Madde ile antimadde arasındaki dengesizliğin araştırılması
- quark–gluon plasma özelliklerinin incelenmesi
- Astrofizik açısından önemli sonuçlar doğuran ölçümler
- Bilimsel başarıların yanı sıra hızlandırıcı bilimi, süperiletken teknoloji, bilişim ve uluslararası iş birliğinde de ilerlemeyi tetikledi
HiLumi LHC’nin hedefleri ve takvimi
- HiLumi LHC’nin 2030’da işletime başlaması planlanıyor
- Çarpıştırıcının ışınırlığını mevcut tasarıma kıyasla en fazla 10 kat artırması hedefleniyor
- Böylece daha büyük veri kümeleri toplanarak Higgs bozonu çok daha hassas biçimde incelenebilecek
- Standart Model ötesindeki olguların keşfedilme olasılığı da artacak
- CERN, mevcut LHC işletim aşamasını tamamlayarak HiLumi LHC’ye doğru bir dönüm noktasına giriyor
LS3’teki mühendislik çalışmalarının kapsamı
- LS3, LHC’nin inşasından bu yana CERN hızlandırıcı kompleksindeki en kapsamlı müdahale niteliğini taşıyor
- 2030’a kadar CERN ve dünya genelindeki ortak kurumlardan binlerce uzman bu çalışmalara katılacak
- Çalışmalar LHC’yi, enjektörleri ve deney düzeneklerini kapsıyor; bunlar HiLumi sürümüne dönüştürülecek
- Tüm hızlandırıcı kompleksi ve deney tesislerinde de zorunlu bakım projeleri yürütülecek
- SPS North Area güçlendirmesi
- CNGS target area’nın sökülmesi
- ECN3’ün yüksek yoğunluklu fixed-target tesisine dönüştürülmesi
- ISOLDE tesisinin yenilenmesi
- Personel güvenlik sistemleri, elektrik şebekesi ve teknik galerilerin güçlendirilmesi
- LHC’de 1,2 km’lik mıknatıs ve parça sökülecek ve yeni ekipmanla değiştirilecek
ATLAS ve CMS yükseltmeleri
- LHC tünelindeki ATLAS ve CMS deneyleri kapsamlı yükseltmelerden geçerek fiilen yeni dedektörlere dönüşecek
- HiLumi LHC’nin performansından yararlanabilmek için her bunch crossing başına 140–200 proton-proton çarpışması işlenmesi gerekecek
- Son LHC işletim döneminde bu sayı yaklaşık 60 düzeyindeydi
- İki deney, saniyede 5 milyardan fazla etkileşim arasından analiz açısından değerli çarpışmaları tanımlayıp seçmek zorunda kalacak
- Bunun için ATLAS ve CMS, ek analiz için olayları seçen tetikleme sistemini tamamen değiştirecek
- Yeni dedektör teknolojileri de devreye alınacak
- Mevcut dedektörlerden çok daha fazla, milyarlarca readout channel içeren all-silicon tracking system
- Onlarca pikosaniye çözünürlüğe sahip yüksek hassasiyetli timing detector
- megahertz hızında çalışabilen yeni calorimeter system
Demetsiz dönemde araştırma ve yeniden devreye alma
- LS3 süresince parçacık demetleri dolaşmayacak
- Binlerce araştırmacı, LHC döneminde biriken devasa veri kümelerini analiz etmeyi ve yeni fizik sonuçları çıkarmayı sürdürecek
- Aynı zamanda gelecekteki deneysel görevler için aygıtlar hazırlanacak
- Hızlandırıcı kompleksinin 2028’den itibaren kademeli olarak yeniden devreye alınması planlanıyor
- HiLumi LHC, LHC’nin mirası üzerine kurularak yüksek enerji fiziğinde yeni bir aşama başlatacak ve evrenle temel bilim sorularını daha derinlemesine inceleme fırsatı sunacak
1 yorum
Hacker News yorumları
Önceki uzun duruş döneminde CERN Open Days’i ziyaret etmiştim; ziyaretçilerin LHC’nin içine girebildiği nadir fırsatlardan biriydi.
Işın hattı boyunca yaklaşık 500 m yürüdüm; bu kadar çok koruma düzeneği olmasına rağmen ışının kendisi şaşırtıcı derecede küçüktü.
LHCb’nin içinde durduğum an, bilim ve teknoloji karşısında en çok hayranlık duyduğum anlardan biriydi; fotoğraflar bunu hiç aktaramıyor.
Yeraltındaki çok katlı yapının tamamı kablolar ve sensörlerle kaplı; insanlığın yaptığı en büyük makinenin içinde bizzat durma deneyimini sözle anlatmak zor.
İçine konan düşünce ve planlama miktarı muazzam; CERN çalışanları da her şeyi çok nazikçe açıklıyordu.
Gidebilirseniz özellikle rehberli turlara ve yıllık Open Days’e denk getirmeyi öneririm.
İçeriden bakınca, alan dışındakilerin hayal ettiği kadar ideal değil.
Akademideki alışıldık güç yapıları var; doktora öğrencileri ve postdoc’lar bağımsız araştırma yerine servis/teknik işlere koşuluyor, araştırmacılar da çoğu zaman gerçek araştırmadan çok sembolik roller ve politik unsurlarla uğraşmak zorunda kalıyor.
PhD→Postdoc→Tenure→Professor kariyer modelinin gerçekten uzmanlık üretmek için mi var olduğundan, yoksa bunun tersine mi hizmet ettiğinden şüphe duydum.
Modern parçacık fiziği araştırmalarının birbirine neredeyse aynı makaleler üretmesi ve kalıcı pozisyon almak için h-index’i artırmak dışında bilimsel etkisinin zayıf kalması beni çok hayal kırıklığına uğrattı.
Şimdi IT sektöründeyim ve çok daha iyi; yine de CERN’de araştırma yapmış olmak sonuçta harika ve çok şey öğreten bir deneyimdi.
Tur rehberinin söylediğine göre çok yetkin kişiler araştırmış olmasına rağmen temel nedeni bilmiyorlarmış; ne yazık ki bu konuyla ilgili çevrim içi kaynak bulamadım.
10,4 m’lik teleskop o kadar büyük ki tamamını fotoğrafa sığdırmak zor; o tür bir hayranlık duygusunu bizzat yaşamak güzeldi.
Gerçekten tamamlanıp bilim yapan bir cihazın yanında durmakla kıyaslanamazdı ama üzerinde çeşitli ölçüm cihazları ve mıknatıslar bulunan ışın tüpü bölümleri sergileniyordu; yaz stajı da vardı.
Başvurmadan önce Kongre bütçeyi kesti; o zaman bilimin içinde siyasetin nasıl işlediğini ilk kez fark ettim ve işlerin çocuksu hayalimdeki gibi yürüdüğü düşüncesi yıkıldı.
Gerçekten devasa bir cihazdı; o dönemde saniyenin çok küçük bir kısmında terabaytlarca veri toplayacak şekilde tasarlanmış çok geçişli veri toplama sistemi ve dedektör veri merkezi çok etkileyiciydi.
Avrupa internet omurgalarından birinin bulunduğu merkezi veri merkezi ve veri siloları da muazzamdı.
O zamanın ölçütleriyle hesaplama gücü ve depolama kapasitesi hayal etmesi zor düzeydeydi; ama bugün veri ve hesaplama yoğunluğu çok arttığı için aynı sayılar muhtemelen daha az etkileyici görünür.
Superconducting Super Collider’ın iptalinin bilim genelinde net bir kazanç mı yoksa kayıp mı olduğunu merak ediyorum.
Tamamlanmış olsaydı, 2030’da yükseltilmiş LHC’den bile neredeyse 3 kat daha yüksek ışın enerjisine sahip olacaktı (20TeV’ye karşı 7TeV).
Ama asıl soru bilim değil siyasetti.
SSC’nin işletmesi ve bütçesi, 2001, 2008 ve 2020’deki ABD ekonomik krizleri sırasında da korunabilir miydi?
SSC’nin Higgs bozonunu önce keşfettiği; LHC’nin iptal, gecikme ve bütçe yetersizliğiyle boğuştuğu, ardından 2008 Büyük Durgunluğu ya da ABD hükümetinin kemer sıkma döneminde SSC’nin de kapandığı bir zaman çizelgesi de hayal edilebilir.
O zaman bugün ne SSC ne de LHC kalmış olabilirdi.
Öte yandan SSC başka keşifleri 10-15 yıl öne çekmiş de olabilirdi.
SSC’nin devreye alınması 1990’ların sonu için planlanmıştı; LHC’nin Higgs keşfi ise 2012’deydi.
Ayrıca bilimin geneli açısından bakıldığında, kaynakların temel parçacık fiziğinden başka alanlara kayması kazanç olmuş olabilir.
Başlık biraz abartılı hissettiriyor.
LHC’ye veda edilmiyor; 10 kat çıkış yükseltmesi yapılıyor.
“LHC’den vaz mı geçiliyor? Böyle büyük bir haberi neden duymadım?” diye düşündüm; meğer başlık tamamen yanlış anlaşılmaya açıkmış.
Yazı, Tanrı ya da uzaylılar gibi evrene dair bir gerçeği keşfettiklerini; bundan çok korkup bilimi bırakacaklarını ve kaçınılmaz olarak ortaya çıkacak “gerçeğe” hazırlanacaklarını söylüyordu.
Güvenilir bilgi kaynakları bu kadar bariz yalan saçmalıklarla doluyken toplumun temelden aptallaşmasına şaşmamalı.
LHC’nin yeniden çalışıp küçük parçacıkları bir kozmik yıkım derbisi gibi halkanın içinde döndürerek gerçekliğin en küçük parçalarını bulacağı ve onlara yaratıcı isimler vereceği günü bekliyorum.
Geçen yıl temmuzda CERN’i ziyaret ettim ve şans eseri bir grup turuna katıldım.
Tur rehberi postdoc araştırmacıydı; genel turlarda asansörle aşağı inilebilen zamanın yalnızca uzun duruş dönemleri olduğunu söyledi.
Bu yüzden LHC üzerinde çalışmalar sürerken şu dönem tura gitmek için en iyi zaman olabilir; ben de tekrar gitmeyi düşünüyorum.
Aşağı inemeseniz bile tur harikaydı.
70 yıllık tarihi, erken dönem parçacık hızlandırıcı ekipmanlarını ve ATLAS kontrol odası manzarasını görebildik; tesis hayranlık uyandırıcıydı ve Avrupa’nın kamu yararı için bilimsel araştırmaya uzun vadeli bağlılığının kanıtı gibi görünüyordu.
Lisans öğrencisiyken ilk uzun duruş döneminde ATLAS insertable B layer araştırmasının çok küçük bir parçasına katkıda bulunmuştum
Üç yıl boyunca tüm dedektörler büyük ölçüde yükseltilebilmişti; bu duruş döneminde mevcut sistemin nasıl yükseltileceği merak uyandırıcı
ATLAS’ın ITK’sı, insertable B layer ile karşılaştırıldığında tamamen çılgın bir seviye gibi geliyor
Kanal sayısı 8 milyondan 5 milyara çıkıyor
ITKpix’in bizim uğraştığımız T3MAPs CMOS ya da FEI4 sensörlerine biraz olsun benzeyip benzemediğini merak etmiştim; bakınca epey farklı ve gerçekten harika olduğunu gördüm: https://cds.cern.ch/record/2928802/files/ATL-ITK-PROC-2025-0...
Son zamanlarda CERN’in 1 eksabayttan fazla çarpışma verisi sakladığını okudum
Bu, önceki uzun duruştaki 600 PB’den artmış bir sayı: https://information-technology.web.cern.ch/sites/default/fil...
Oldukça etkileyici
Resmî belgelere ara sıra sızan yazım hatası hâlâ komik
https://www.google.com/search?q=site%3Acern.ch+%22large+hard...
2000’lerin başında ATLAS TDAQ/HLT’ye biraz katkıda bulunmuş biri olarak, bir sonraki aşamanın somutlaşmasını görmek tuhaf bir his veriyor
Özel bir ziyaret yapmak isteyenler için şu an iyi bir zaman
Uzun duruş dönemi, normalde erişilemeyen birçok yeri ziyaret edebilmek için tek fırsat
Henüz resmen kesinleşmiş değil ama gelecek yazdan sonra, 2019’daki gibi Open Days olacak gibi görünüyor
Süresi kısa olsa da birkaç gün boyunca LHC tüneline inmek dâhil neredeyse her yere erişim mümkün oluyor; bunun dışında da akıl almaz derecede ilginç pek çok yer var
Bu arada kalıcı sergi ve rehberli turlar devam ediyor; ilgileniyorsanız gelip harika bilimi görebilirsiniz
Vergilerinizle yapılan bilim bu