CERN Günlükleri - İkinci Hafta

CERN'deki iki haftayı neredeyse tamamlıyorum ve artık buradaki işlerin temposuna yavaş yavaş alışmaya başladım. Geldiğimden beri geçen süreç daha çok buraya alışma, etrafı ve insanları tanıma, dahil olacağım deneydeki insanlarla ilk iletişimi kurma şeklinde geçti; yaklaşık iki haftalık bir geçiş süreci denebilir. An itibariyle kalacağım yeri ayarlayıp taşınmış, ofisime yerleşmiş ve dahil olacağım deneylerdeki ilk görevlerimi de almış bulunuyorum. Eğlence başlasın o halde!

CAST'tan başlarsak; pazartesi sabahı itibariyle proje teknik koordinatörü Wolfgang Funk, projede yer alan Yunan araştırmacı ve ekipteki diğer arkadaşımla birlikte toplantı yaptık. Toplantıda bizim çalışma takvimimize paralel olarak CAST'ın önümüzdeki haftalardaki işlerini göz önüne alıp ilgi ve bilgimize göre üstleneceğimiz işleri konuştuk. Öncelikle ben ve makine mühendisi olan diğer arkadaşımı teleskobun/mıknatısın kontrolünden sorumlu ve 'Slow Control' diye adlandırdıkları sistemi baştan itibaren öğrenmemizin iyi olacağını söylediler. Anladığım kadarıyla bu iş CAST'a giren her kişinin en başta bir şekilde öğrendiği ve ileride özellikle veri alımları sırasında mıknatısın fiziksel olarak yönlendirilmesi sırasında en ufak hata ile halledilebilmesini amaçlıyor. Arka tarafta LabVieW adı verilen bir yazılım ile tasarlanmış arayüz mıknatısı üzerindeki her bir birimden çeşitli veriler alan sensörler, hareketleri dijital sinyallere çeviren 'encoder'lar ve daha bir sürü şey bu sistem üzerinden kontrol ediyor. İş epey bir kontrol/elektronik mühendisliği konusu ve birazdan bahsedeceğim üzere bu tip deneylerde bu bilgiler altın değerinde. Uzun zamandır sürekli "teorik" işlere duyduğum ilginin yanında bir şekilde "elimi kirletmek" için iyi bir fırsat olacak bu. Öncelikle biraz LabView öğrenmem gerekecek; ardından sistemi bilen bir kişinin her bir birimi sırayla ele alıp uygulamalı olarak öğretmesi gerekecek. Bunun için bize Yunanistan ekibinden bir araştırmacı destek verecek.

İkinci iş önümüzdeki hafta başlayacak olan ve beni birçok açıdan heyecanlandıran bir iş. Konu teleskobun - hep teleskop diyorum ama aslında mıknatıs demek daha doğru olur - Güneş'i doğru takip etmediğini kontrol etmek için GRID adı verilen bir sistem. Mıknatıs veri alırken sabah Güneş doğarken ve akşam batarken Güneş'in merkezini takip ettiği için doğru yönelip yönelmediği çok kritik bir konu. Yukarıdaki fotoğrafta da görüldüğü gibi mıknatıs kapalı bir alan içerisinde fakat duvarda önündeki metal levhalar Güneş'i görmesini engellemiyor; yani bizim aradığımız 'axion' ya da 'chameleon' gibi parçacıklar etkileşmeden geçiyor. Güneş'in yıl boyunca doğma ve batma noktalarının da değişmesini de göz önüne alarak, Güneş'in tam merkezini hedeflendiğini açılan bir pencere ile yılın sadece belirli bir zamanında kontrol edilebiliyor.  Mıknatıs üzerine yerleştirilen bir kamera Güneş'in fotoğrafını çekerek, mıknatısın yöneldiği koordinatlarla Güneş'in koordinatlarının eşleşip eşleşmediğini kontrol ediyor. Bu eşleşme durumunu daha detaylı analiz edip ayarlamak için belirli aralıklar GRID adı verilen ölçümler yapılıyor. Basitçe, geometriciler geliyor, mıknatısı üzerindeki motorlarla yüzün üzerinde koordinat noktasına yönlendirip bu noktaları belirli bir eksene göre sağ açıklık ve yatay eksene göre de dik açıklık değerlerini açı olarak ölçüyorlar. Aynı zamanda bu koordinatlara karşılık gelen, mıknatısı yönlendiren kontrol sisteminin ürettiği 'encoder' değerleri var; yani açıların dönüştürülerek dijital sayılar haline getirilmiş halleri. Ölçülen açılar ve bunlara karşılık gelen encoder değerleri kaydediliyor. Sonrasında alınan bu yüz ölçümün üzerinden bir interpolasyon yapılarak açı ve encoder değerleri arasındaki dönüşüm fonksiyonu belirleniyor. Bu dönüşüm geçen senelerde yapılmış GRID ölçümleri ile karşılaştırılarak teleskobun konumunun hesabında bir hata olup olmadığı araştırılıyor. Sonuçta bu ayarlar birkaç yılda bir yapıldıktan sonra mıknatıs üzerinde çeşitli değişiklikler yapılıyor, dedektör ve soğutucu sistemleri takılıp çıkarılıyor. Tüm bunlar takip sistemi üzerinde etkide bulunabilecek şeyler. Bu işin analizinin tamamı bende olacak. Ölçümleri Ağustos ayının başı itibariyle alıyor olacağız, ardından hızlıca analizlere ve rapora girişiyorum. Geçmiş senelerde yapılmış ölçüm raporlarını ve analiz yöntemlerini gözden geçiriyorum şu anda. Geçmişte özellikle optik astronomi gözlem ve analizlerinden, amatör astronomi ile uğraşırken büyük ölçekli teleskop takip kontrolüne kadar edindiğim çeşitli bilgiler hep alet çantamda olduğu için çok şanslıyım.

Üçüncü olarak da bahsettiğim 'yan işler'in yanında önümüzdeki sene teslim edeceğim tezimle alakalı asıl konu ise başından beri içinde olmayı istediğim optik-mekanik KWISP sensörü çalışmalarına da dahil oldum. Projenin yürütücüsü Trieste'den Prof. Giovanni Cantatore geçen hafta bana verdiği ufak tefek görevlerden memnun kalmış olacak ki bu hafta danışmanımla da konuşarak buradaki supervisor'ım olmayı kabul etti. Kendisi tek kelimeyle müthiş renkli, inanılmaz eğlenceli ve bilgisiyle üst seviye bir adamın onca işinin arasında bunu üstlenmesi benim için müthiş bir şans. KWISP'de yapılacak çok fazla iş var ve bu işlerin hemen hepsi fiziksel işler. Optik bir masa kurmaya çalışıyoruz örneğin: içerisinde bir lazer düzeneğinin belirli bir yol üzerinde yönlendirilecek ve bu iş müthiş hassasiyet gerekiyor. Sürekli bir komponenti masaya veya etrafa yerleştirmek için etraftaki malzemeleri kullanarak ufak tefek 'icatlar' yapmamız gerekiyor, Optik konusunda deneyimim ve bilgim minimum olmasına rağmen benim için yepyeni olan bu konuyu Giovanni ile epey iyi öğreneceğimi düşünüyorum. Sistemin fiziksel olarak kurulumunun yanında ilerleyen zamanlarda veri alımının da başlamasıyla analize de dahil olduğum takdirde tezim için epey somut adımlar atmış olacağım. Heyecanlıyım!

Optik masamızı hazırlıyoruz, son olarak lazeri yerleştirip hizalama (allignment) yapmamız gerekiyor

KWISP'deki ilk işim kullanılacak olan sıcaklık kontrollü lazerin sıcaklığını elektronik bir kart ile ayarlayabilmenin yolunu bulmak. Bunun için ilk başta genel kullanım için aldıkları hazır bir modül olan Red Pitaya (RP) kartı ile yapabilir miyiz diye düşünürken, modülün sadece 2 Volt analog çıkış verdiğini görünce Giovanni'nin verdiği National Instument modüllerini incelemeye başladım. İstediğimiz fonksiyonu birebir karşılamasa bile ileride Veri Alımı (Data Aquisition - DAQ) için kullanma ihtimalimiz olan RP'yi baştan sona çözüp dökümante etmem gerekiyor üç hafta içinde. NI modülleri de çalıştırıp istediğimiz 5 Volt çıkış kontrolünü sağlamak için uğraşacağım paralelinde.

Red Pitaya modülü - ikisi giriş, ikisi çıkış dört RF kanalı ve üzerindeki FPGA ile ileri seviye uygulamaların geliştirilebileceği Rasberry Pi'ın büyük ağabeyi olan bir kart 

Dahil olduğum işlerin büyük kısmı ilk etapta donanımsal; geçmişte donanım ve elektronik ile aşina olmamın müthiş artısını hissediyorum. Bu tip bilgiler, elinizin atındaki fizik bilgisiyle birleştiğinde karşınızdaki kişi için çok değerli oluyor CERN gibi bir yerde. Ayrıca bir şekilde dahil olacağın sistemin fiziksel olarak işleyişini az çok bilmek epey büyük bir avantaj. KWISP'deki işim şimdilik küçük çaplı olsa da 'slow kontrol' işi başlı başına dev bir iş olarak önümüzde duruyor bakalım.

ATLAS tarafında ise bu hafta itibariyle Türkiye grubunun dahil olduğu TRT dedektörünün haftalık donanım ve yazılım toplantılarına katıldım. Bu toplantılar canlı konferans şeklinde, dünyanın dört bir yanından araştırmacıların dahil olduğu bizim de CERN'de bir odada toplanarak katıldığımız toplantılar şeklinde yapılıyor. Her toplantının bir gündemi oluyor, konuşmacılar ve gösterecekleri sonuçlar önceden hazırlanıyor. Deneyin başında Rus bir bilim insanı Anatoli Romaniouk bulunuyor ve her bir konuya mutlaka müdahil olup yorum yapıyor. Ayrıca her bir alt birimden sorumlu araştırmacılar ve doktora öğrencileri de kendi konularıyla ilgili raporları veriyorlar. Şimdilik toplantıda konuşulanların ancak %1'nin anladım desem yalan olmaz. Çünkü ATLAS dedektörünün yalnızca bir alt dedektörü üzerine konuşuluyor olsa da deneyin ölçeğinin devasa boyutlarda, altındaki fiziğin de ilk etapta benim için müthiş karmaşık olması nedeniyle şimdilik sadece bahsi geçen hatalara, onlarla ilgili anahtar kelimelere aşina olmak için orada bulunuyorum. Bu hafta itibariyle TRT üzerine detaylı makaleler okumaya başlayarak bu 'cehaletimi' nispeten gidermeyi umuyorum. Ayrıca önümüzdeki haftalarda kendim de yaptıktan sonra burada detaylı bir şekilde anlatmayı planladığım, geçen günler halka açık yayınlanan ATLAS verileri ile basit analizlere de göz atmaya başlamak istiyorum [şimdiden merak edenleri buraya alalım]. Ağustos ayında buradaki veri kalitesi nöbetlerine yardımcı olarak katılmaya başlayacağım (bu kişilere 'shadow shifter' deniyor). TRT dedektörünün aldığı verileri kontrol edip olası hataları raporluyorsun basit olarak fakat tonla şey bilmek gerektiriyor. Onun için de yapılacak işleri öğrenmeye başladım yavaş yavaş.

Anlatınca fark ettim ki her ne kadar 'geçiş aşaması' desem de önümüzdeki haftalarda beni gecelere kadar çalışır tutacak onca işin ilk adımlarını atmışım bu hafta. Bir taraftan düzenimi oturttuğum için epey mutluyum. Bugün gidip doğa yürüyüşleri için güzel bir çanta ve ayakkabı da aldım. Yarın da gidip güzel bir tur bisikleti almayı planlıyorum burada dağ bayır dolaşıp deşarj olmak adına. Hafta sonu da ilk keşif gezime, Einstein'ın memleketi Bern'e trenle çıkıyor olacağım. Onları da ilerleyen günlerde paylaşırım diye umuyorum.

CERN'den selamlar!