PROJE ADI: GLAFDE –
Gravitasyonel Lazer Alanları ile Çerçeve Sürüklemesi Deneyi
HEDEF: Halka lazer teorisine dayanarak, CERN LHC altyapısıyla
elektromanyetik alan kaynaklı gravitasyonel etkilerin (inertial frame-dragging)
gözlemlenmesini deneysel olarak gerçekleştirmek.
1. TEORİK TEMEL
·
Yönlü, dönen elektromanyetik alanlar (ring laser gibi) relativite denklemlerinde çerçeve sürüklemesi yaratabilir.
·
Çerçeve sürüklemesi, merkezdeki spinli bir nötr taneciğin preesyonu
(dönme ekseni kayması) ile algılanabilir.
· Uygun geometri ile Kapalı Zaman Benzeri Eğriler
(CTC) oluşabilir.
2. CERN ALTYAPISI İLE UYUMLULUK
·
LHC proton-çekirdek hızlandırıcısı: 6.8 TeV'ye kadar enerji
·
LHCb: B- ve C-mezon fiziği, ileri yönlü ölçümler, hassas vertex
belirleme
·
Önerilen dedektör: LHCb (VELO + RICH)
·
Destek: ATLAS/CMS'den zamanlama, lazer senkronizasyon desteği
3. DENEYSEL TASARIM (ADIM ADIM)
AŞama 1:
Fiziksel Hedef
– Amaç: Ring-laser tipi elektromanyetik alan ile frame-dragging etkisini
yaratmak ve spinli nötr taneciğinde preesyonu gözlemek.
AŞama 2:
Ring-Laser Düzeni
– Fotonik kristal içinden geçen mikroskobik helisel lazer hücresi
– Boyut: φ ≈ 0.01–0.1 m aralığında
– Enerji yoğunluğu: > 10^4 J/m
AŞama 3:
Test Parçacığı Sistemi
– Spinli, nötr, kütleli tanecik:
Örn. 3He, 87Rb
– Soğuk atom kapanı: Manyetik ya da optik
– Preesyon izleme: Atomik rezonans frekansı,
polarimetri
AŞama 4:
Dedektör Çevresi
– VELO: Hassas konum takibi (vertex)
– RICH: PID (parçacık tanımlama)
– LHC zamanlama sistemine senkronize
AŞama 5:
Teorik Modelleme
– : Ω = (8πG / 3ac) ⋅ ρ
– ρ: Lazerin enerji yoğunluğu
– a: Halka yarıçapı
– Ω: Preesyon frekansı ≈ 10^-17 rad/s
AŞama 6:
Veri Toplama
– Preesyon sinyali: Spin yön değişimi, kayma
– Kıyas: LHCb arka plan
olayları
AŞama 7:
Onay ve Operasyonel Güvenlik
– Teknik Tasarım Raporu (TDR)
– CERN Bilimsel Kurulu'na
sunum
4. BEKLENEN SONUÇLAR
– Lazer kaynaklı gravitasyonel etkileşimin ilk deneysel kanıtı
– Standart Model ötesi
(gravitasyon-kuantum) etkileşime dair ipuçları
5. GENEL DEĞERLENDİRME Bu
deney, çok düşük gravitasyonel etki büyüklüklerini ölçmeye yönelik yeni nesil
hassasiyet dedektörleri ve zamanlama protokollerine öncülük edebilir. Ayrıca
kuantum optiği ile gravitasyon arasındaki köprüler için kavramsal olarak çıkış
noktaları yaratabilir.