Evrene doğrudan bağlantı

En içeride evrenimizi bir arada tutan şey nedir? CERN’deki bilim insanları, fiziğin büyük sorularına yanıt arıyorlar. GF Machining Solutions’ın tel erozyon makineleri buna yardımcı oluyor.

Said Atieh, rüyasındaki işi bulmuş Makine mühendisi olan Atieh, “Çok kültürlü ve çok disiplinli bir ortamda bulunuyorum” diyerek hayranlığını dile getiriyor. “Burada CERN’de birçok bilim dalından temsilciler var ve tüm çalışma arkadaşlarımız daima mümkün olanın sınırlarında çalışıyor. Burada benzersiz bir insan, kültür ve disiplin karışımına sahibiz. Çabalarının toplamı, mükemmel sonuçlar ortaya çıkarıyor.”

Rakamlarla CERN

Devlet bugün dünyanın en büyük parçacık fiziği araştırma merkezine iştirak ediyor. Araştırmanın yıllık bütçesi 1,2 mia. CHF.

Çalışan CERN’de kalıcı olarak istihdam ediliyor.

Mıknatıs, parçacıkları LHC içinde neredeyse ışık hızına ivmelendiriyor.

Dünyanın her köşesinden konuk bilim insanları çeşitli CERN araştırma projelerine katılıyorlar.

Atieh, Cenevre (İsviçre) yakınlarındaki Meyrin’de bulunan Avrupa Nükleer Araştırma Merkezinde veya daha bilinen adıyla CERN’de (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) çalışıyor. Merkezin 1954 yılındaki kuruluşundan bu yana dünyanın en büyük parçacık fiziği araştırma merkezinde bilim insanları fiziğin temel sorularına yanıt arıyorlar: Madde neden meydana geliyor? Hangi kuvvetler onu bir arada tutuyor? Büyük patlamadan kısa süre sonra neler oldu?

Bu soruların yanıtlarını bulabilmek için CERN araştırmacıları kendilerine maddenin doğası ve evrendeki kuvvetler hakkında bilgiler sunan, devasa parçacık hızlandırıcıları kullanıyorlar. Geçtiğimiz birkaç on yıllık süre içinde karmaşık tesislerin yardımıyla bilim alanında birçok çığır açıldı. Araştırmacılar, 2012 yılında göz alıcı bir şey keşfettiler: Evrendeki her şeye kütlesini veren Higgs bozonunun varlığını ilk kez ispatladılar.

CERN, 1980 yılından bu yana GF Machining Solutions ile çalışıyor. Parola çözüm odaklı düşünmek ve geliştirmek. Burada çalışma sırasında: CERN’in ana atölyesinin Said Atieh (soldan 2.) yönetimindeki ekibi ve GF Machining Solutions’ta Satış Mühendisi olan Patrick Debonneville (sağda).

Kainatta olduğundan daha soğuk

CERN araştırmacıları, 2010 yılından bu yana Large Hardron Collider (LHC) adındaki dünyanın en büyük parçacık hızlandırıcısını çalıştırıyorlar. Parçacık hızlandırıcısı, çevresi 27 kilometre uzunluğunda çember biçiminde bir tünelde bulunuyor ve 100 metre derinlikte hem İsviçre hem de Fransa toprakları altında uzanıyor. LHC bazı üstün özelliklere sahip: Bunlardan bir tanesi, parçacıkları çembersel yörüngelerinde tutan mıknatıslarda kainatta olduğundan daha soğuk olan eksi 271 derecelik bir sıcaklık olması. LHC gibi bir tesisin inşası ve işletilmesi için pazarda bulunan en iyi makineler ve malzemeler ile yaratıcı mühendisler ve teknisyenler gerekiyor. Bu noktada Said Atieh devreye giriyor: Kendisi, CERN’in yeni LHC bileşenlerinin prototiplerinin ortaya çıktığı, 50 çalışanı bulunan ana atölyesini yönetiyor.

CERN’deki bilim insanları, fiziğin büyük sorularına yanıt arıyorlar. Bu konuda kendisine dünyanın en büyük parçacık hızlandırıcısı ve başka makineler yardımcı oluyor. Videoda bunların etkileyici resimlerini görebilirsiniz.

Hızlı ve hassas

CERN’in GF Machining Solutions için çok özel bir müşteri olması şaşılacak bir şey değil. 41 yıldır GF Machining Solutions’ta çalışan ve 1995 yılından bu yana Electrical Discharge Machining (EDM) alanında satış mühendisi olan Patrick Debonneville, “Buradaki teknisyenler ve bilim insanları daima sınırlarda çalıştıkları için son teknoloji ürünü makinelere ihtiyaçları var” diyor.

CERN, 1980 yılından beri GF Machining Solutions ile çalışıyor: O zaman araştırma merkezi ilk tel erozyon makinesini satın almıştı, ardından 1998 yılında daha yeni bir model aldı. Bunun da kullanım süresinin sonuna gelinirken Patrick Debonneville 2018 yılında CUT P 800 tipi yeni bir makinenin alınması konusunda Said Aiteh’e destek oldu. Her soruya hem teknolojik hem de ekonomik olarak yanıt bulunabilmesi için sabırlı olmak gerekiyordu.

Makinenin içinde ince bir tel ve iş parçası arasında saniyede 600.000 kez elektrik kıvılcımı sıçrayarak noktasal olarak yaklaşık 15.000 derece bir sıcaklık oluşmasını sağlıyor. Debonneville, “Bu şekilde metaller freze makinesiyle olduğundan çok daha hassas bir şekilde kesilebiliyor” diyor.

Bir CERN çalışanı, CUT P 800’ün ayarlarını kontrol ediyor. Tel erozyon makinesi, metalleri freze makinesinden daha hassas bir şekilde kesiyor.

CERN araştırmacıları kainattaki koşullara olabildiğince yaklaşmaya çalışıyorlar. Bu amaçla, çalıştırılabilmeleri için narin parçalar da gereken parçacık hızlandırıcıları kullanıyorlar.

Egzotik malzemeler

CERN’de teknisyenler atölyede sık sık egzotik malzemelerle çalışıyor. Bunların arasında örneğin yüksek manyetik alanların oluşturulması için gereken ve yüksek iletkenliğe sahip niyobyum metali de yer alıyor. Atieh, “İleride LHC’nin performansını artırabilmek ve yepyeni parçacık hızlandırıcıları inşa edebilmek için niyobyumdan yapılan yeni bileşenlere ihtiyacımız var” diye açıklıyor. “Bu amaçla örneğin LHC’nin geliştirilmesine yönelik boşluk rezonatörleri gibi çok narin parçaları hassas bir şekilde üretmemiz gerekiyor; bu da tel erozyon makineleri için mükemmel bir iş.”

Ancak teknolojide bazı değişiklikler yapılması gerekti, en nihayetinde GF’nin diğer tüm müşterileri çelik, alüminyum veya titanyum gibi daha sık kullanılan malzemeleri kesiyor. Niyobyum malzemesinin işleme sırasındaki davranışı nedeniyle makinenin CERN’in özel ihtiyaçlarını karşılayabilmesi için GF Machining Solutions uygulama uzmanları tarafından telin gerginliği veya elektrik geriliminin frekansı gibi bazı makine özelliklerinin uyarlanması gerekti. Said Atieh ve Patrick Debonneville, iki yıl boyunca bunun için gerekenler ve çözüm önerileri konusunda fikir alışverişinde bulundular. Mart 2021’de zamanı gelmişti: Yeni CUT P 800, CERN’in ana atölyesine teslim edildi. Makine burada önümüzdeki 20 yıl boyunca fiziğin büyük sorularını yanıtlamaya katkı sağlayacak.

Nobel ödülleri̇

1984: CERN araştırmacıları Carlo Rubbia ve Simon van der Meer, W ve Z bozonlarını keşfettikleri için Nobel Fizik Ödülü aldılar.
1992: Georges Charpak, parçacık dedektörlerini geliştirdiği için Nobel Fizik Ödülü aldı.

Aşiri boşluk

LHC’nin içindeki vakum evrendeki boşluğa benziyor. Bu deney düzeni, dönen parçaların hava molekülleriyle değil, sadece kendileriyle aynı türde parçacıklarla çarpışmasını sağlıyor. Ancak bunun için büyük bir çaba gerekiyor: Özel pompaların parçacık hızlandırıcısındaki havayı mümkün olduğu kadar dışarıya pompalaması neredeyse iki hafta sürüyor.

CUT P 800: Tel erozyon makinesi otomatik olarak kullanılan malzemeyi algılıyor, gerekli parametreleri ayarlıyor ve en üst düzey hassasiyet sunuyor.

Parçacık hızlandırıcılarda manyetik alanlar oluşturmak için CERN araştırmacılar niyobyum kullanıyor. Nadir bulunan bu ağır metal çok yüksek iletkenliğe sahip.

Parçacık hızlandırıcının genişletilmesi için CERN örneğin boşluk rezonatörleri gibi çok narin yapı parçalar üretmelidir. Bu, tel erozyon makinesi için ideal görev.

Patrick Debonneville, GF Machining Solutions’ta Electrical Discharge Machining (EDM) bölümünde satış mühendisi (sağda), CERN ana atölyesinde iki çalışan ile sohbette.

15 metre çap, 21 metre uzunluk ve 14.000 ton ağırlık ile Compact Muon Solenoid, bir parçacık hızlandırıcıya entegre edilen en ağır dedektör.

“Uzun süredir tanışıyoruz ve birbirimize güveniyoruz”

Said Atieh, CERN’in Cenevre yakınlarındaki Meyrin’de bulunan ana atölyesinin başında. Makine mühendisi olan Atieh, Avrupa Araştırma Merkezi’ndeki görevini ve GF Machining Solutions ile uzun yıllardır yapılan iş birliğini anlatıyor.

Said Atieh Cenevre (İsviçre) yakınlarındaki Meyrin’de bulunan Avrupa Nükleer Araştırma Merkezinde çalışıyor.

Atölyeniz CERN açısından nasıl bir rol oynuyor?

Parçacık hızlandırıcısının veya dedektörlerinin yeni bileşenlerinin tasarımı, üretimi ve kalite güvencesinden sorumlu olan mühendislik departmanının bir parçasıyız. CERN’deki bilim insanları ve teknisyenler prototiplere yönelik fikirleriyle bize geliyorlar ve biz de onların talimatlarına göre bunları makinelerimizle yapıyoruz. Bu, burada eski bir gelenek: Atölyemiz, 1950’li yılların sonunda CERN arazisinde bulunan ilk binalardan biriydi ve bundan dolayı bugün bile büyük gurur duyuyoruz.

GF Machining Solutions çalışmalarınızda size nasıl destek sağlıyor?

Bazıları niyobyum gibi egzotik nitelikteki malzemelerin işlenmesinde en üst düzey hassasiyeti sağlayabileceğimiz makinelere ihtiyacımız var. Ancak aynı zamanda makinelerimizin özel üretilmiş eşsiz parçalar olmaması da gerekiyor. Endüstri standartlarını kullanıyoruz, çünkü prototiplerimizin daha sonra CERN üyesi ülkelerdeki şirketler tarafından aynı makinelerde daha yüksek adetlerde üretilmesi amaçlanıyor. GF bize ikisini de sağlıyor: makinelerin ve işlemenin kalitesi muhteşem ve aynı zamanda dünya çapında sanayide kullanılabiliyor.

İş birliğinde en çok takdir ettiğiniz şey nedir?

GF Machining Solutions bizim önemli bir ortağımız. Uzun süredir tanışıyoruz ve birbirimize güveniyoruz. Ürünlerin kalitesinin yanı sıra servisin de proaktif ve çok güvenilir olmasını takdir ediyoruz: Desteğe ihtiyacımız olduğunda bir GF uzmanı daima çabucak buraya geliyor. Ayrıca görüştüğümüz sorumlular neye ihtiyacımız olduğunu tam olarak anlıyorlar. Gereksinimlerimizin çok özel olduğunu düşünürsek bu az bulunan bir şey.