CERN’de çalışan fizikçiler ile Almanya’daki Goethe Üniversitesi araştırmacıları, dünyanın en bilinen parçacık hızlandırıcılarından biri olan Süper Proton Senkrotronu (SPS) içinde protonların hareketini etkileyen yeni bir anomali tespit etti. Bilim insanlarının “hayalet güç” adını verdiği bu görünmez etki, zamanla şekli değişen üç boyutlu bir yapı oluşturuyor ve ancak zaman boyutunun da dahil edildiği dört boyutlu modellerle net şekilde tanımlanabiliyor.
Nature Physics’te yayımlanan çalışmada uzmanlar, SPS halkasının farklı noktalarından topladıkları verileri matematiksel bir yöntem olan “Poincaré kesiti” ile analiz etti. Bu yöntem, parçacıkların hareketini sürekli değil, belirli bir yüzeyden her geçişte oluşan noktasal veriler üzerinden incelemeyi sağlıyor.
Rezonans kaynaklı görünmez etki
Yaklaşık 6.4 kilometrelik halka biçimindeki SPS, 1970’lerde inşa edildi ve CERN deneyleri için kritik bir öneme sahip. 2019’da yenilenen yüksek enerjili ışın freni sistemi sayesinde proton ışınları daha güvenli yönetilebiliyor. Bu nedenle sistemde fark edilen her anomali, gelecekte yapılacak yüksek enerjili deneylerin doğruluğu ve güvenliği açısından büyük önem taşıyor.
Araştırmacılar, tespit edilen ‘hayalet güç’ün tamamen rezonans fenomeninden kaynaklandığını belirledi. Rezonans, enerji ve titreşimlerin belirli noktalarda beklenmedik şekilde güçlenmesiyle ortaya çıkıyor. Bu durum günlük hayatta bir bardağın ufak titreşimlerle taşması veya bir trambolindeki sıçrama zamanlamalarının üst üste binmesi gibi örneklerle açıklanabiliyor.
Proton ışınlarını bozabilecek bir risk
SPS’de protonlar doğrusal hareket ederken aynı zamanda ışın hattı boyunca hafif sekme hareketleri yapıyor. Sistemdeki en küçük manyetik dalgalanmalar bile bu hareketleri bozarak enerji kaybına yol açabiliyor. “Işın bozulması” olarak bilinen bu durum, yüksek enerjili parçacık fiziği çalışmalarında ciddi bir tehlike oluşturuyor.
Uzmanlara göre bu keşif, sadece SPS için değil; nükleer füzyon reaktörleri gibi karmaşık titreşim dinamiklerine sahip diğer teknolojik sistemlerin anlaşılmasına da katkı sunabilir. Bilim insanları, görünmez bu rezonans yapısını daha iyi çözmenin parçacık fiziğinin geleceği için kritik bir adım olduğunu vurguluyor.