Evreni tanımak insanoğluna pahalıya patlıyor. Bu amaçla her geçen gün biraz daha gelişmiş, biraz daha iddialıcihazlar üretiliyor. Aslında bunlara cihaz demek doğru değil; pek çoğu kilometrelerce kare alanların içine kurulu çok büyük tesisler. Tesislerde bulunan yüksek teknoloji ürünü cihazların pek çoğu yalnızca o spesifik proje için üretilmiş. Doğal olarak da tesislerin kurulumu ve işletimi için uluslararası işbirliğine gidilmiş. Bu sayıda size Popular Science dergisi editörlerinin seçtiği 10 büyük projeyi tanıtacağız. Kurulumları tamamlanmış olan bu tesisler şu anda teknolojik özellikleriyle görenleri büyülüyor.
EARTHSCOPEBu teleskop gezegenimizin iç kısımlarını inceleyecek.
Yıllık bütçesi: 25.000.000 dolar
Kurulum bedeli: 197.000.000 dolar
Personel: 110
Fiziksel boyutu: 9.8 milyon km2
Bilimsel yararlığı: 10*
Sıradan insana yararlığı: 10*
Etkileme gücü: 10*
*1’den 10’a kadar bir skala üzerinde ölçülüyor.
Kuzey Amerika’nın jeolojik evrimini ortaya çıkartmak için tasarlanmış olan EarthScope, şu anda gezegenimizin üzerindeki en büyük bilimsel proje. Yerbilimleri gözlemevi 9.8 milyon km. karelik bir alandan veri topluyor. 2003 yılından bu yana tesisin içindeki 4.000’den fazla cihaz 67 terabit veri biriktirdi.
BİLİMSEL YARALILIĞI: Bilim insanları EarthScope’tan yararlanarak Kuzey Amerika’nın jeolojik yapısını ortaya çıkartmaya çalışıyor. Kıtasal ABD boyunca ve Puerto Rico’da bulunan 1.100 daimi GPS ünitesi alt katmanlardaki tektonik kaymaların neden olduğu yüzey deformasyonlarını izliyor. Kaliforniya’daki aktif San Andreas Fayı yakınlarına döşenen sismik sensörler, en küçük bir yer hareketini bile kaydedebiliyor. Bu arada fayın içinden çıkartılan kaya örnekleri, deprem sırasında fay kenarlarının birbirine sürtünmesi sonucu meydana gelen zorlama ve aşınma hakkında bilgi veriyor. 10 yıllık bir zaman diliminde küçük gruplardan oluşan ekipler, 400 sismografı ülkenin bir ucundan diğer ucuna taşıyarak yaklaşık 2.000 bölgeden veri toplayacak.
SIRADAN İNSANA YARARI: Toplu olarak EarthScope’un ölçümleri, depremler ve yanardağ patlamaları gibi jeolojik olayların ardındaki kuvvetleri açıklayacak.Böylece keşifler kolaylaşacak. Bugüne dek projeden sağlanan veriler, San Andreas Fayı içindeki kayaların, dışındaki kayalardan daha zayıf bir yapıya sahip olduğunu gösterdi.
BÜYÜK HADRON ÇARPIŞTIRICISI LHC-Yakalanması çok zor olan TanrıParçacığı’nı bulacak olan proton hızlandırıcısı
Yıllık bütçe: 1.200.000.000 dolar
Kurulum bedeli: 7.820.000.000 dolar
Personel: 2.500
Fiziksel boyutu: Çember uzunluğu 27 km
Bilimsel yararlığı: 8
Sıradan insan için yararlığı:1
Etkileme gücü: 9
İsviçre ve Fransa sınırının 100 metre altında yer alan LHC (Large Hadron Collider) dünyanın en büyük parçacık çarpıştırıcısı. Tesisin çalışması için 700 gigavat saat enerji ve yılda 1 milyar dolar gerekiyor. 60 ülkeden 10.000 bilim insanı, mühendis ve öğrenci, LHC’nin altı projesi üzerinde çalışıyor. Bu altı proje evrenin temel fiziğini ortaya çıkartmaya çalışıyor.
BİLİMSEL YARARI: Kara madde nedir? Uzayda başka boyutlar var mı? “Tanrı Parçacığı” olarak bilinen Higgs Bozon’ları gerçekten var mı?Evren nasıl oluştu?
LHC’nin 6 parçacık dedektörü, atomaltı parçacıkların yolunu, enerjilerini ve fiziksel özelliklerini kaydeder ve görüntüler. Böylece bu soruların yanıtlarını araştırır. Örneğin dedektörlerden biri olan ATLAS, kara maddeyi oluşturduğu sanılan süpersimetrik parçacıklarının varlığını araştırır. Diğer 5 dedektör: Kompakt Muon Solenoid, LHC-Forward, LHC-Beauty, TOTEM ve ALICE
SIRADAN İNSANA YARARI: Çevrenizde kara maddeyi ve evrenin kökenini tartışmaya meraklı insanlar yoksa LHC’nin günlük yaşam üzerinde etkisi çok düşüktür.
HIZLANDIRICI TABANLI NÖTRON KAYNAĞISpallation Neutron Source (SNS)-Moleküller için kamera
Yıllık bütçesi: 168.000.000 dolar
Kurulum bedeli: 1.410.000.000 dolar
Personel: 500
Fiziksel boyutu: Veri yok
Bilimsel yararlığı: 10
Sıradan insana yararlığı: 10
Etkileme gücü: 1
Tennessee Oak Ridge’deki Spallation Neutron Source –SNS-, her ayulusal elektrik şebekesinden 25 ile 28 megavat arasında enerji çekiyor; soğutma için de 32 milyon litre su harcıyor. İşletim sırasında SNS’deki parçacık hızlandırıcısı, alttaki hedef odasına puls başına 2 katrilyon nötron gönderir. Bu yoğun nötron bulutlarının malzemeler üzerindeki etkilerine bakarak atomik yapıların zaman içindeki değişimi incelenir.
BİLİMSEL YARARLIĞI: SNS ışık hızının %97’sine eşit bir hız ile bir örneğe nötronları gönderir. Ancak çarpıştırıcı içindeki parçacıklardan farklı olarak nötronlar, örneğe çarptıkları zaman büyük bir patlama meydana getirmezler. Çünkü nötronlar küçük ve enerjileri az olduğu için madde ile çok zayıf bir etkileşime girerler. Nötronlar maddenin içinden geçerken örneğin atomik çekirdeklerinin etrafa saçılmasına yol açar. Bu etkileşim nötronların enerji ve yönünü değiştirir. Örnekten 50-60 cm uzağa yerleştirilmiş 14 farklı cihaz, rotadaki bu değişikliği kaydeder.Bir yazılım daha sonra bütün bu verileri değerlendirerek örneğin atomik yapısını saptar. SNS saniyede 60 puls hızında nötron paketleri gönderdiği için bu yapıların zaman içinde nasıl değişim geçirdiklerini de kaydeder. Bu işlem sinema filminde kare kare çekim yapıp, sonra bunları birleştirmeye benziyor.
SIRADAN İNSANA YARARI: Bu çalışmaların sonucunda daha verimli piller üretilebilir. Bilim insanları atomik ölçekteki bu filmleri kullanarak, gerçek zamanda pillerin nasıl şarj ve deşarj olduğunu kontrol edebilir. Ayrıca protein yapısının incelenmesinde de kullanılabilir.
ULUSLARARASI UZAY İSTASYONU: ISSYörüngede bir laboratuvar
Yıllık bütçesi: 2.310.000.000 dolar
Kurulum bedeli: 4.500.000.000 dolar
Personel: 1.000-2.000
Fiziksel boyutu: 920 metreküp
Bilimsel yararlığı: 3
Sıradan insana yararlığı: 6
Etkileme gücü: 6
Uluslararası Uzay İstasyonu’nu çalışır durumda tutmak için yılda 3 milyar dolar ve binlerce kişiden oluşan bir ekip gerekiyor. Bugüne dek 11 ülkeden 201 insanın ziyaret ettiği ISS, yörüngede en uzun kalan insanlı-proje özelliğini taşıyor. Bu kasım ayında 11 yılı tamamlanacak. ISS ayrıca Alfa Manyetik Spektrometre (AMS) adı verilen, uzayda gezinen en ağır, en büyük cihazı da taşıyor.
BİLİMSEL YARARLIĞI: ISS’teki bilim insanları, NASA’dan astronotlar ve uluslararası ortakları, uzun sürebilecek insanlı uzay yolculuklarında kullanılabilecek uzay gemisi parçalarını ve destek sistemlerini inceliyor. Ayrıca ağırlıksız ortamın kemik yoğunluğu üzerindeki etkisi, alyuvar üretimi, uzun yolculuklarda bağışıklık sisteminin değişimi gibi insan fizyolojisinin değişik ortamlardaki değişimini de inceliyorlar. Mayıs ayında AMS’yi kullanan bilim insanları, parçacık hızlandırıcılarının içinde olan ancak doğada hiçbir zaman gözlenemeyen kuarkları izlediler.
SIRADAN İNSANA YARARI: ISS’deki bilim insanları salmonella bakterisinin uzayda daha öldürücü olduğunu keşfetti. Bu keşif salmonella ve metisilin-dirençli Stafilokok aureus (MRSA) bakterisine karşı ilk kez aşı geliştirilmesinin yolunu açacak.
ADVANCED LIGHT SOURCE-ALSParçacık hızlandırıcısı
Yıllık bütçesi: 54.200.000 dolar
Kurulum bedeli: 154.000.000 dolar
Personel: 223
Fiziksel boyutu: 7.286 m2
Bilimsel yararlığı: 10
Sıradan insana yararlığı: 10
Etkileme gücü: 2
1993 yılından bu yana Kaliforniya, Berkeley’deki Advanced Light Source (ALS) adı verilen parçacık hızlandırıcısı, güneşin yüzeyinden milyon kez daha kadar parlak foton ışınlarını proteinlere, pil elektrotlarına, süper iletkenlere ve diğer malzemelere gönderiyor. Bu şekilde malzemenin atomik, moleküler ve elektronik özellikleri ortaya çıkıyor.
BİLİMSEL YARARLIĞI: ALS yumuşak x-ışınlarının en parlağıdır ve spektromikroskopi için doğru dalgaboyuna sahiptir. Spektromikroskopi birkaç nanometre genişliğindeki örneklerin yapısal ve kimyasal içeriğini ortaya koyan bilimsel bir tekniktir. 2006 yılında ALS’deki bilim insanları, güneş sistemi tarihinin erken dönemlerinde, güneşe yakın bir bölgede oluşmuş bir kuyrukluyıldızın kuyruğundan alınan bir tozu inceleyerek, evrenin kozmik içeriğinin düşündüğümüzden daha erken bir dönemde karışmaya başladığını ortaya çıkarttı. Aynı yıl Stanford Üniversitesi’nden Roger D.Kornberg, ALS’den yararlanarak RNA polimeraz enzimlerinin üç boyutlu yapısını ortaya çıkarttı ve bu çalışmasıyla Nobel Ödülü kazandı.
SIRADAN BİR İNSANA YARARI: ALS’deki melanoma ile ilgili protein çalışmaları hastalıkla savaşta yeni bir tedavinin gelişimine yol açtı. İlaç şu anda klinik deneme aşamasında. ALS’deki diğer bir çalışma ise yüksek kapasiteli lityum pil elektrotlarının geliştirilmesine zemin hazırlıyor. Son olarak grafen denilen karbon tabakalarının fiziksel ve elektronik özelliklerinin daha iyi anlaşılması sonucunda atomik ölçekte transistörlerin ve daha hızlı bilgisayar işlemcilerinin üretilmesini sağlayacak.
JUNO
Jüpiter’in yörüngesinde bir intihar sondası
Yıllık bütçesi: 30.000.000 dolar
Kurulum bedeli: 928.000.000 dolar
Personel. Yüzlerce
Fiziksel boyutu: Çapı 20m., yüksekliği 4.6m.
Bilimsel yararlığı: 7
Sıradan insana yararlığı:
Etkileme gücü: 10
2016 yılın Juno Jüpiter’in yörüngesine girmeden önce gezegenin devasa kütleçekimine bağlı olarak saatte 215.652 km.’ye çıkacak. Bu da insan elinden çıkan en hızlı taşıt rekorunun kırılması anlamına geliyor. Yörüngeye girdiği zaman ise gezegenin çevresinde 33 kez dolaşacak ve en sonuncusunda intihar dalışı yapacak. Bu dalışta Jüpiter’in hidrojen atmosferine girer girmez meteor gibi yanacak.
BİLİMSEL YARALIĞI: Juno, Jüpiter’in çevresinde dönerken dokuz adet cihaz gezegenin katmanlarını inceleyecek. Jüpter güneş sisteminde oluşan ilk gezegendir ve ayrıca çok büyük olduğu için kütleçekimi erken güneş sisteminde bulunan orijinal malzemeleri içinde barındırır. Bumalzemeler başlıca hidrojen ve helyumdur. Buna bağlı olarak Jüpiter güneş sisteminin kökenlerine ilişkin çok değerli bilgilere sahiptir. Jüpiter’in manyetik alanının ölçümleri, uzun zamandır gezegenin özünün kayalık olup olmadığı yönündeki tartışmalara nokta koyacak. Juno’nun manyetometreleri, iç kısımlardaki metalik hidrojen denizinin derinliğini ve hareketlerini inceleyebiliyor. Bu metalik deniz, güneş çevresindeki manyetik alan hariç, güneş sisteminin en kuvvetli manyetik alanını üretiyor. Nihai olarak da bir mikro dalga radyometresi, Jüpiter’in derin atmosferindeki su miktarını ölçecek. Bu da gezegenin nasıl oluşumu ile ilgili bilgi sağlayacak.
SIRADAN İNSANA YARARLIĞI: Jüpiter’in karmaşık hava koşulları bizim gezegenimizin hava koşullarını daha iyi anlamamıza yardımcı olacak ama bu bilgiler büyük çoğunlukla bilimsel araştırmalarda kullanılacak.
NATİONAL IGNITION FACILITY –NIF-Dev lazer füzyon deneyi
Yıllık bütçesi: 140.000.000 dolar
Kurulum bedeli: 3.540.000.000 dolar
Personel. 1.000
Fiziksel boyutu: 16.000 m2
Bilimsel yararlığı: 4
Sıradan insana yararlığı: 2
Etkileme gücü: 8
Dünyanın en büyük en enerjik lazeri olarak bilinen National Ignition Facility –NIF-, Kaliforniya, Livermore’da bulunuyor. Üç futbol sahası kadar bir alanı kaplayan 10 katlı tesis, iki milyon jül morötesi enerji üretiyor. Bu enerji sayesinde lazer hedefte 100 milyon derece sıcaklığa erişir ve basıncı da Dünya atmosferinin 100 milyar katına çıkar.
BİLİMSEL YARARLIĞI: NIF 192 ışından oluşur. Döteryum (tek nötronlu hidrojen) ve trityum (iki nötronlu hidrojen) atomları içeren hedefte, ışınlar birleştiği zaman atomların çekirdekleri birbiriyle kaynaşır ve sonucunda bir enerji patlaması yaşanır. NIF’teki biliminsanları şimdi bu işlemi biraz daha hassas hale getirerek, ilk kez füzyon reaksiyonunu yaratmaya çalışıyor. Ayrıca bu çalışmadan yararlanarak stoklarda bulunan nükleer silahlara zaman içinde ne olacağını inceliyorlar. Bu da ABD’nin elindeki silahların güvenliği ve güvenilirliği açısından çok önemli bir konu. Son olarak da lazerin hedefindeki koşullar masif yıldızların çekirdeğindeki koşullara benzediği için, bilim insanları altın ve uranyum gibi ağır atomik elementlerin füzyon ile nasıl oluştuğunu anlamayı umut ediyor.
SIRADAN İNSANA YARARLIĞI: Eğer eviniz bir nükleer silah deposu ise NIF verilerinden yararlanarak silahlarınızın güvenilirlik derecesini öğrenebilirsiniz. Öte yandan NIF’teki çalışmaları savunanlar tesiste füzyon enerjisi elde edilebileceğini söylüyor (Oysa bir füzyon enerjisi tesisi dev lazere ihtiyaç duymaz).
VERY LARGE ARRAY-VLAKozmosu dinleyen radyo teleskopları
Yıllık bütçesi: 15.000.000 dolar
Kurulum bedeli: 300.000.000 dolar
Personel. 280
Fiziksel boyutu: 63 km boyunca dizili 27 anten
Bilimsel yararlığı: 8
Sıradan insana yararlığı: 3
Etkileme gücü: 6
New Mexico’da Magdalena yakınlarındaki yüzlerce kilometre kare genişliğindeki çöle kurulan VLA, dünyadaki en büyük teleskop. Teleskopun 29 adet radyo antenlerinin her birinin çapı 25 m. Y şekli oluşturan antenin kolları 21 km uzunluğunda. Bu kollar yardımıyla evrendeki en parlak cisimlerden sinyal topluyor. VLA’nın kardeş projesi olan Very Long Baseline Array (VLBA), Hawaii’den Virgin Adaları’na uzanan 8.900 km.’lik bir hat üzerinde 10 radyo anteni içeriyor. VLA ve VLBA, Ay kadar yakın, gözlenen evrenin sınırındaki nesneler kadar uzak gök cisimleri ile ilgili ayrıntılı veriler topluyor.
BİLİMSEL YARARLIĞI: Radyo dalgaları, pek çok cismi görünmez kılan kozmik tozların içine sızabildiği için VLA ve VLBA, optik teleskopların göremediği şeyleri görüyor. VLA’dan yararlanan bilim insanları Samanyolu’nun merkezindeki kara deliği inceledi, gama-ışınları patlamalarının kökenini araştırdılar. 1989 yılında Voyager 2 uydusu Neptün’ün yakınlarından geçerken radyo yayınlarını aldılar. Böylece gezegen ve uydusu ile ilgili ilk görüntülere erişilmiş oldu, VLBA ayrıca Dünya’nın evrendeki oryantasyonunu ölçüyor.
SIRADAN İNSANA YARARLIĞI: Modern astronominin pek kuramı VLA ve VLBA’nın topladığı verilere dayanıyor. VLA ayrıca Yeryüzü’ne yakın asteroidlerin rotası ile ilgiliveriler de topluyor. Bilim insanları bu verilerden yararlanarak bu gök taşlarından birinin gezegenimize çarpma riski taşıyıp taşımadığını saptıyor.
NEPTÜN
Dünyanın en büyük sualtı gözlemevi
Yıllık bütçesi: 12.000.000 dolar
Kurulum bedeli: 104.000.000 dolar
Personel: 45
Fiziksel boyutu: 853 km uzunluğunda kablo döşenmiş durumda
Bilimsel yararlığı: 8
Sıradan insana yararlığı: 6
Etkileme gücü: 8
Denizler Dünya yüzeyinin yaklaşık dörtte üçünü kapsar; yaşamın da %90’ını içerir. Buna karşın denizlerle ilgili bilgiler karalara oranla çok yetersizdir. 853 km uzunluğunda kablo ve üzerinde 400 sensör barındıran 130 cihazdan oluşan Neptün bir denizaltı gözlemevi. Bütün bu cihazlar internete bağlı. Bu sistem sualtındaki hayvan yaşamı, jeolojisi ve kimyası ile ilgili geniş ölçekte veri topluyor.
BİLİMSEL YARARLIĞI: Neptün’ün British Columbia kıyılarından 355 km. uzaktaki Juan de Fuca tektonik plakası üzerinde bulunan cihazları, bölgeyi gerçek zamanlı olarak görüntülüyor. Üzerinde radyometre, florometre ve iletkenlik sensorları bulunan dibe bağlı bir sal, 400 m. uzunluğunda bir su sütunu boyunca inip çıkarak deniz dibinden yüzeye örnek taşıyor. ROPOS adı verilen uzaktan kumandalı bir taşıt ise belirli yerlere cihazlar yerleştiriyor ve veri topluyor. Yüksek çözünürlüklü kamera ise hayvanların fotoğraflarını ve hareketlerini çekiyor. Deniz dibine yerleştirilmiş hidrofonlar yunusların ve balinaların çıkardıkları sesleri izleyerek, bunların göç yollarını ve sayılarını saptıyor. Wally adı verilen tırtıllı bir palet deniz tabanında yol alarak metan birikintilerini ölçüyor.
SIRADAN İNSANA YARARLIĞI: Dünyadaki bilim insanları koltuklarına gömülerek Wally’nin gönderdiği görüntüleri internetten izleyebiliyor.
RELATİVİSTİK AĞIR İYON ÇARPIŞTIRICISI –RHIC
Evrenin kökenlerini simüle eden zaman makinesi
Yıllık bütçesi: 160.000.000 dolar
Kurulum bedeli: 671.000.000 dolar
Personel: 700
Fiziksel boyutu: Çember uzunluğu 4 km
Bilimsel yararlığı: 6
Sıradan insana yararlığı: 2
Etkileme gücü: 4
Long Island’da bulunan Relativistik Ağır İyon Çarpıştırıcısı –RHIC- içindeki altın iyonları yol alırken birbirlerine çarparlar. Bu çarpışmalar sonucunda 4 trilyon derece (santigrat) sıcaklık çıkar. Bu da proton ve nötronların erimesi anlamına gelir. Bu parçacıklar dağılırken kuark ve gluonlar birbirleriyle etkileşime girerek maddenin yeni bir durumunu oluştururlar. Buna kurk-gluon plazması denir. Çarpışma sona erdikten sonra malzeme soğuduğu zaman proton ve nötronlar yeniden şekillenir ve bu işlem sonucunda 4.000 atomaltı parçacık meydana gelir. RHIC’tan yararlanan bilim insanları Big Bang’den sonra saniyenin ilk milyonda birinde var olan koşulları yeniden yaratmaya çalışıyor.
BİLİMSEL YARARLIĞI: Maddenin evrende nasıl evrildiğini daha iyi öğrenmek için RHIC’teki bilim insanları birkaç hızlandırıcının içinden altın atomları geçirirler. Bu şekilde atomları elektronlarından ayrıştırılır; böylece ortaya pozitif olarak yüklü iyonlar çıkar. Bu iyonlar iki dairesel tüp içine gönderilir; birbirleriyle çarpışmadan önce hızları ışık hızının %99.9’una erişir. Bu çarpışmadan arta kalanlar izlenince bilim insanları Big Bang’den sonraki parçacıkların gazdan çok sıvı gibi davrandığını keşfettiler.
SIRADAN İNSANA YARARLIĞI: RHIC’teki bilim insanları şu anda insanlardaki kanserli tümörleri öldürmek için protonların hızını arttıran cihazlar üzerinde çalışıyor. Mühendisler ayrıca ağır iyon ışınları kullanarak plastik levhalar üzerinde minik delikler açıyor. Böylece moleküler düzeyde maddeleri süzen filtreler oluşturuyorlar.
Reyhan Oksay / Kaynak: Popular Science, Ağustos 2011
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder
Lütfen Yorumunuzun anlaşılır ve imla kurallarına uygun olmasına dikkat ediniz.