DEVASA PARÇACIK DEDEKTÖRÜ DERİN YERALTINDA BİRLEŞTİRİLDİ
Ön kapak fotoğrafı, Soudan 2 parçacık dedektörünü oluşturan 256 adet, beş tonluk modülden birinin, yer yüzeyinin yarım mil altında bulunan yeraltı madeninde yerine taşınmasını göstermektedir. Dedektör, nükleonların bozunup bozunmadığını öğrenmeye yönelik bir deneyin parçasıdır.
Eğer bozunuyorlarsa, bu durum evrendeki tüm atomların sonunda parçalanacağı anlamına gelecektir; ancak süreç milyarlarca yıl alacaktır. Amerika Birleşik Devletleri’nden ve İngiltere’den fizikçiler deneye katılmaktadır. Daha fazla bilgi için sayfa 24’e bakınız.
Fotoğraf Argonne Ulusal Laboratuvarı’nın izniyle yayımlanmıştır, Argonne, Illinois.
Bu kararı verebilmek için bilgisayar, hangi mektubun uygun olduğunu belirlemek üzere hesapları belirli ölçütlere göre tarayacak şekilde programlanmalıdır. Bu ölçütler, hesabın ne kadar süredir açık olduğu ve zamanında yapılan ödemelerin oranı gibi unsurları içermelidir. Eğer hesap uzun yıllardır açıksa ve zamanında yapılan ödemelerin oranı yüksekse, şirketin yabancılaştırılmaması ya da bilgisayar tarafından üretilen bir dizi “sertleş” mektubuyla kızdırılmaması gereken değerli bir müşterisi vardır.
Bu şekilde ve daha önce önerilen diğer yollarla, insan zekâsının kullanımı sayesinde bilgisayar müşteri ilişkilerini iyileştirmek için işe koşulabilir. Ancak çoğu zaman, bilgisayar ağları ve programları oluşturulurken insan yaratıcılığı ve inceliği kullanılmamaktadır. Bunun sonucu olarak işletmeler, değerli ve potansiyel olarak değerli müşterilerini kaybeder.
Computing and Data Processing Newsletter
Yeraltı Deneyi Proton Bozunumunu Ölçmeyi ve Evrenin Ömrünü Ortaya Koymayı Amaçlıyor
David S. Ayres
Argonne National Laboratory
9700 South Cass Ave.
Argonne, IL 60439
1.100 tonluk bir demir parçacık dedektörü ve gelişmiş elektronik sistemler, Minnesota’daki bir madenin derinliklerinde bulunan bir yeraltı laboratuvarında bir araya getirilmektedir. Burada yürütülen bir deney, evrenin ömrünü ölçebilecek niteliktedir. Deneyin temel amacı, nükleonların (atom çekirdeklerinde bulunan protonlar ve nötronlar) bozunup bozunmadığını öğrenmektir. Eğer bozunuyorlarsa, bu durum evrendeki tüm atomların sonunda parçalanacağı anlamına gelecektir; ancak bu süreç çağlar alacaktır.
Kuzey Minnesota’daki Soudan madeninde, yerin yarım mil altında bulunan parçacık dedektörü (Soudan 2 olarak bilinir), esas olarak ince dilimlere ayrılmış demirden ve aralarına yerleştirilmiş hassas aygıtlardan oluşmaktadır. Dedektörün bu kadar büyük olmasının nedeni, demir gibi kararlı bir atomdaki nükleon bozunumunun son derece nadir olmasıdır. Bilim insanlarının birkaç yıl içinde birkaç nükleonun bozunumunu kaydedebilmeyi ummaları için, 1.100 ton demirde bulunanlar gibi çok büyük sayıda nükleonun gözlemlenmesi gerekir.
Nükleon bozunumu arayışı, hassas dedektörleri yeryüzünü sürekli bombardıman eden kozmik radyasyon yağmurundan korumak amacıyla yerin derinliklerinde yürütülmektedir. Yüzeyde, kozmik ışınların küçük bir kısmı, bozunan protonlar ya da nötronlar gibi görünen sinyaller verebilir. Ancak kozmik ışın akısı o kadar yüksektir ve nükleon bozunumunun beklenen oranı o kadar düşüktür ki, gerçek bozunumları sahte olanlardan ayırmak imkânsız olurdu. Deneyi yeraltına yerleştirerek kozmik ışın akısı 10.000 kat ya da daha fazla azaltılır.
Yeraltında, dedektöre ulaşan arka plan radyasyonu çevredeki kayadaki düşük düzeyli doğal radyoaktiviteden ve kozmik nötrinolardan gelecektir. Bu kütlesiz parçacıklar, kozmik ışınlar ile Dünya atmosferi arasındaki çarpışmalar sonucu oluşur ve Dünya’nın içinden engellenmeden geçebilir. Bir nükleon bozunumu dedektörünün içinde nötrino etkileşimleri sonucu üretilen parçacıklar ve enerjiler iyi bilinmektedir ve nükleon bozunumundan beklenenlerden yalnızca ince farklılıklar gösterir. Bu nedenle, nükleon bozunumu ile bu nötrino etkileşimleri arasında ayrım yapabilmek için gelişmiş bir dedektöre ihtiyaç vardır. Soudan 2 dedektörü, önceki deneylerin arka plan nötrino etkileşimlerinden ayırt edemediği nükleon bozunumlarını arayabilecek kapasitede olacaktır.
Deneye, Argonne National Laboratory, Minnesota Üniversitesi ve ABD’deki Tufts Üniversitesi’nden, ayrıca İngiltere’deki Oxford Üniversitesi ve Rutherford-Appleton Laboratory’den yüksek enerjili fizikçiler katılmaktadır. Argonne, dedektörün elektronik sistemlerini (veri toplama ve depolama için bir bilgisayar sistemi dâhil) tasarlayıp inşa etmiş, devasa dedektörü taşıyacak yapıyı mühendislik açısından planlamış ve dedektör modüllerinin yarısını bir araya getirmektedir. Dedektörün kurulumu 1986 sonbaharında başlamış, veri toplama ise 1987 yazında başlamıştır. Dedektörün tamamen tamamlanmasının üç ya da dört yıl sürmesi beklenmektedir.
Soudan 2, daha küçük bir prototip deneyin devamı niteliğindedir. Argonne ve Minnesota Üniversitesi tarafından inşa edilen Soudan 1, yerin derinliklerinde karmaşık bir parçacık fiziği dedektörünün kurulması ve işletilmesi konusunda pratik deneyim sağlayarak yolu açmıştır.
Soudan 2 için Argonne ve Rutherford, Soudan 2 dedektörünü oluşturan 256 adet beş tonluk modülün her birinin yarısını bir araya getirmektedir. Minnesota Üniversitesi ve Oxford Üniversitesi ana bileşenlerin bir kısmını inşa etmektedir. Tufts Üniversitesi ise 1.100 tonluk ana dedektörü çevreleyecek ve kozmik ışınların varlığını işaret edecek bir kalkan inşa etmektedir.
Soudan 2, içinden geçen parçacıkların izlerini kaydeden ve her bir parçacığın bıraktığı enerjiyi ölçen bir dedektör olan bir “izleyici kalorimetre”dir. Bu çift yetenek, bir nükleon bozunduğunda üretilen parçacık yağmuru ile kozmik ışın nötrinoları demir çekirdeklerine çarptığında üretilen yağmur arasında ayrım yapmak için yeterli bilgiyi sağlar.