Evrenin işleyişine dair temel sorular, modern fiziğin kalbinde yer almaya devam ediyor. Standart Model, maddeyi büyük ölçüde açıklasa da, bilim insanlarını hâlâ tatmin etmeyen önemli boşluklar mevcut. Evrenin neden antimadde yerine daha çok madde içerdiği ve karanlık maddenin doğası gibi sorular, hâlâ cevapsız.
Bu soruların yanıtı, eta mezonlarının derinlemesine incelenmesinde saklı olabilir. Çinli araştırmacıların Guangdong eyaletinde kurmayı planladığı Huizhou Süper Eta Fabrikası, bu nötr parçacıkların büyük ölçekli üretimini sağlayarak, yeni fiziğe açılan kapıları aralamayı hedefliyor.
DEV ÜRETİM HEDEFİ
Genellikle yaklaşık Goldstone bozonları olarak tanımlanan eta mezonları, nadir bozunmaları sayesinde Standart Model'in ötesine dair ipuçları sunabiliyor. Planlanan tesis, saniyede 100 milyon parçacık üretim kapasitesiyle yılda 10 trilyonu aşan eta mezonu üretmeyi amaçlıyor.
Bu ölçekte bir üretim, yeni parçacıkların keşfinde ihtiyaç duyulan istatistiksel gücü sağlayabilir. Araştırmacılar, bu mezonların sıradan maddeyle evrenin karanlık bileşenleri (karanlık madde, karanlık enerji, karanlık fotonlar) arasındaki ilişkiyi ortaya koyabilecek "portal parçacıkları"nı barındırabileceğini düşünüyor.
ÜÇ TEMEL ARAŞTIRMA ALANI
Tesisin üç temel bilimsel hedefi bulunuyor. İlk olarak, eta mezonlarının bozunma desenleri üzerinden doğrudan portal parçacıkları aranacak. İkinci hedef, parçacık bozunmalarındaki ayna asimetrisinden yola çıkarak yeni yük-parite (CP) ihlali mekanizmalarının araştırılması olacak. Bu, evrenin neden antimaddeden daha fazla madde içerdiğini açıklamak için kritik olabilir.
Üçüncü hedef ise güçlü nükleer kuvvetin teorik çerçevesinin doğrulanması. Bu çalışmalar aynı zamanda müonun anormal manyetik momenti gibi uzun süredir açıklanamayan fiziksel olgulara da ışık tutabilir.
İLERİ TEKNOLOJİLİ SİSTEMLER
Tesisin merkezinde yer alacak gelişmiş algılama sistemi olan Huizhou Hadron Spektrometresi (HHaS), dört ana bileşenden oluşacak. Bunlar; yüklü parçacıkların izini süren silikon piksel izleme sistemi, parçacıkları tanımlayan uçuş süresi sistemi, fotonları ölçen elektromanyetik kalorimetre ve süperiletken solenoid mıknatıstan oluşacak.
Dedektörler, 100 mikrometreye kadar konum çözünürlüğü sunacak şekilde tasarlanıyor. Ayrıca yıllarca sürecek yüksek radyasyon altında çalışabilecek ve saniyede 100 milyondan fazla çarpışmayı işleyebilecek kapasitede olacak.
GELECEĞE DÖNÜK VİZYON
İlerleyen dönemlerde bu sistemlerde daha da gelişmiş özellikler hedefleniyor. Dedektörlerin zamanlama hassasiyetinin 1-5 nanosaniyeye çekilmesi ve piksel boyutlarının 40-80 mikrometreye düşürülmesi planlanıyor. Bu sayede parçacık fiziğinde yeni keşiflerin önü açılabilecek.
Yayımlanan araştırmada, simülasyon çalışmalarına liderlik eden ekip, bazı eta bozunma kanallarında gerçekleştirdikleri simülasyonların, önemli keşif potansiyelleri taşıdığını ifade etti. Bu potansiyel, tesisin sadece bir aylık çalışmayla bile mevcut sistemlerin tespit kapasitesini aşabileceğini gösteriyor.
FİZİĞE YENİ UFUKLAR
Araştırma ekibi, hızlandırıcı sistemlerini geliştirerek daha ağır parçacıklar üretmeyi ve parçacık üretim hızını artırmayı da planlıyor. Tüm bu adımlar, yalnızca Çin değil, küresel bilim camiası için de fiziğin sınırlarını yeniden tanımlayabilecek büyük bir atılım anlamına geliyor.
