Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı bünyesinde geliştirilen Gama Işını Enerji İzleme Dizisi (GRETA), nükleer fizik araştırmalarında çığır açmaya hazırlanıyor. Atom çekirdeklerinin yapısını ve özelliklerini yüksek çözünürlükte inceleyebilecek bu yeni nesil dedektör, gama ışınlarının enerjisini ve üç boyutlu yörüngelerini olağanüstü bir hassasiyetle kaydedecek.
Bu sayede, yıldızlarda ağır elementlerin nasıl oluştuğu, nükleer kararlılığın sınırları ve doğadaki simetri ihlallerine dair pek çok temel soru yanıtlanabilecek.
10 KAT FAZLA HASSASİYET
Proje ekibi, GRETA’nın önceki nesil nükleer deneylerden 10 ila 100 kat daha hassas olacağını belirtiyor. Cihaz, germanyum dedektör modülleri, gelişmiş elektronik donanım, mekanik çerçeve ve yüksek performanslı hesaplama sistemlerinden oluşuyor.
Michigan Eyalet Üniversitesi’ndeki Nadir İzotop Işınları Tesisi’ne (FRIB) yerleştirildikten sonra, parçacık ışınları hedeflere yönlendirilecek, ortaya çıkan gama ışınları dedektörler tarafından ölçülecek ve her izotopun kendine özgü “parmak izi” çıkarılacak.
TAM KÜRE TASARIM
GRETA, önceki GRETINA projesinin 12 modüllük tasarımını temel alarak, modül sayısını 30’a çıkardı. Böylece hedefin etrafında tam bir küre oluşturuldu ve tespit verimliliği artırıldı. Her modülde, kriyojenik sıcaklıklara (-300°F) soğutulmuş dört ultra saf germanyum kristali yer alıyor.
Modülleri tutan alüminyum çerçeve, hedef değişimlerinde kusursuz yeniden montaj için mikron düzeyinde hassasiyetle üretildi. Çerçevenin dönebilen yapısı, modüllerin güvenli konumlandırılmasını sağlıyor.
REKOR HIZDA VERİ İŞLEME
GRETA’nın elektronik sistemi, her kristalden saniyede 50.000’e kadar sinyal işleyebiliyor. Özel hesaplama kümesi ise saniyede 480.000 gama ışını etkileşimini gerçek zamanlı analiz edebiliyor. Testlerde bu değer 511.000’e ulaştı.
Ayrıca sistem, deney sonuçlarını DOE’nin ESNet ağı üzerinden süper bilgisayarlara anında aktarabiliyor. Bu altyapı, DELERIA adlı yüksek hızlı veri akış sisteminin ilk uygulama alanı olarak da değerlendirilecek.
Bilim insanları, GRETA’nın sadece FRIB’de değil, Argonne Ulusal Laboratuvarı gibi diğer merkezlerde de kullanılacağını, esnekliği ve hassasiyeti sayesinde nükleer fiziğin sınırlarını genişleteceğini vurguluyor.
