ERÜ'den bilime ışık tutacak proje: Nötronların gizemi çözülüyor!

Erciyes Üniversitesine (ERÜ) TÜBİTAK desteğiyle kurulacak 2,5 tonluk Su Çerenkov Dedektörü ile atom altı parçacıkların hareketleri gözlenebilecek ve özellikle nötronların yakalanmalarına ilişkin çalışma yapılacak.

Uzun yıllar ABD'de nötrino deneyleri üzerine çalışan ERÜ Fizik Bölümü Öğretim Üyesi Doç. Dr. Emrah Tıraş'ın kurduğu Erciyes Nötrino Araştırma Grubu, ERÜ Araştırma Dekanlığı- ARGEPARK binasındaki laboratuvarında atom altı parçacıkların algılanmasına ve radyasyon dedektörleri geliştirilmesine yönelik Ar-Ge çalışmaları yapıyor.

Tıraş, üç yıldır 10'dan fazla büyük çaplı proje hazırladıklarını, bunlardan bazılarının TÜBİTAK, Türkiye Bilimler Akademisi (TÜBA) ve üniversitenin Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü (BAP) birimince, bazılarının da ABD Enerji Bakanlığı gibi dış kaynaklı destekle yürütüldüğünü belirtti.

Şu an sürdürdükleri TÜBİTAK destekli "Gadolinyum Katkılı Su Çerenkov Dedektörü ile Nötron Etkileşim Modelinin Geliştirilmesi Projesi" çerçevesinde Ar-Ge laboratuvarına 2,5 tonluk Su Çerenkov Dedektörü'nün kurulmak üzere olduğunu belirten Tıraş, yüklü atom altı parçacıkların bir etkileşim ortamında ışığın o ortamdaki hızından daha hızlı hareket ettiklerinde parçacıkların hareket yönüne paralel konik şekilde bir ışık (foton) patlaması olayının gerçekleştiğini ve bu olaya Çerenkov radyasyonu veya ışıması denildiğini, bunun savaş uçaklarının ses hızını geçtiklerinde oluşturdukları ses (sonik) patlaması olayına benzediğini anlattı.

Kuracakları dedektörle simetrik nötron modeli üzerine çalışacaklarını aktaran Tıraş, "İçinde büyük, 8 inç yani 20 santimetrelik foto çoğaltıcı tüplerimiz var. 2,5 ton ağırlığında, 1,5 metre çapında yaklaşık bir metre yüksekliğinde gadolinyum karışımlı saf su dedektörü olan bir sistem bu. İçine de ameresyum berilyum dediğimiz nötron kaynağını indirip nötronların simetrik modelini yani dedektörün farklı noktalarındaki nötron yayılmasının ve yakalanmasının simetrik modelini çalışıyoruz." dedi.

Tıraş, atom altı parçacıkların maddeyle etkileşmesi ve ortaya yeni çıkardıkları parçacıklarla ilgilendiklerini, burada da dedektörün önemli rol oynayacağını vurgulayarak, şöyle devam etti: "Maddeyle etkileşen parçacığın kinematikleri dediğimiz enerjisini, momentumunu, hareketini anlayabilmek için maddeyle etkileştikten sonra ortaya çıkan parçacıkları da anlamanız gerekiyor. Özellikle nötronlar ya da protonlar nötrino çalışmaları için çok önemli. Çünkü nötrinolar gelip maddeyle etkileştikten sonra ortaya nötron ve proton dediğimiz atom altı parçacıklar çıkıyor. Bu atom altı parçacıkların nasıl hareket ettiği ve dedektör sistemi içinde nasıl algılanacakları bizim için çok kritik. Nötronlar yüksüz parçacıklar olduğu için algılanması çok zor, simetrik modeli üzerine çok kısıtlı sayıda çalışma var dünyada. Biz de aslında dünyadaki bilime de katkı olması açısından böyle bir çalışma tasarladık."

Radyasyon dedektörleri geliştiriliyor

Yüksek bütçeli dedektörün Ar-Ge projelerini de yürüttüklerini anlatan Tıraş, şunları kaydetti: "Hem radyasyon dedektörleri yani düşük voltajda çalışan silikon tabanlı radyasyon dedektörleri üzerine çalışıyoruz hem de yüksek radyasyona dayanıklı yüksek voltajla çalışan farklı dedektör sistemlerinin elektronik kartlarının üretimi, aynı zamanda onların radyoaktif elementlerle burada testlerinin gerçekleştirilmesi üzerine dedektör Ar-Ge projelerimiz var. Sintilatör dediğimiz kalorimetre algıçlar, parçacık algıçları içerisinde kullandığımız malzemelere farklı yüzey kaplamalarıyla daha yüksek verimlilikte dedektörler, yani atom altı parçacıkları algılayacak dedektör sistemleri üzerine birkaç projemiz var."