CERN Günlükleri - Altıncı Hafta

Uzun ve yorucu bir haftayı geride bırakıp, arda kalanları yeni bir günlük yazısı olarak toparlamaya geldi sıra. Burada bulunduğum zamanın artık tam olarak yarısını bitirdim; başlangıç aşamasını tamamlayıp bana verilen işleri öğrenme faslını da geçip artık yavaş yavaş işlere doğrudan kendim dahil olabildiğim ve üzerinde çalıştığım analizlerin de sonuçlarını edinmeye başlayacağım bir döneme giriyorum. Oldukça yoğun geçen ilk zamanlarla yükselen iş yüküm önümüzdeki haftalarda en üst seviyeye çıkıp buradan ayrılacağım haftaya kadar beni epey bir oyalayacak.

Bu hafta KWISP dedektörünün optik sisteminin kurulmasına destek verdiğimiz proje sorumlusu İtalyan hoca tatilden geri döndü ve CAST Türkiye ekibinden diğer arkadaşım Aydın Özbey, ben ve Giovanni bütün hafta günün büyük bir kısmını deney alanında optik masa etrafında geçirdik. KWISP dedektörü karanlık enerji için önerilen 'chameleon' adlı parçacıkları tespit etmek için tasarlanmış, müthiş hassas opto-mekanik bir sensör. Temel olarak içerisinde yer alan çok çok ince bir zar üzerine parçacıkların etkileşimi ile etki eden momentum transferini, dolayısıyla kuvveti tespit ediyor. Zarın hareketini tespit etmek için de arka tarafta lazer tabanlı epey karmaşık bir  optik düzenek kullanılıyor. İnce yüzeyin yerleştirildiği içi vakumlanmış bölme (cavity) ile lazerin frekans olarak birbirine kilitlenmesi amaçlanıyor. Bu rezonans modundaki olası bir değişim gene lazer ile tespit edilerek ölçümler alınıyor. Dedektör elbette mıknatıs-teleskobun üzerine yerleştirilecek veri alımı sırasında ama şu anda yeni gelen bölme ve lazerin testleri için yerde kurulmuş bir optik masa üzerinde çalışıyoruz.

Üstte ben ve dedektör sorumlusu, aynı zamanda CAST'ın da önde gelen sorumlularından Giovanni Cantatore; altta İstanbul Ünv.'den makina mühendisi Aydın Özbey ve yine Giovanni çalışıyoruz

Kullandığımız lazerin ışınımı Gaussian şeklinde ve kaynaktan çıktıktan sonra dağılmaya başlıyor, bunu engellemek için öncelikle ışın yoluna kalın kenarlı ve ince kenarlı mercekten oluşan ufak bir teleskop yerleştirdik. Ardından bu ışınımı bir polarizasyon filtresinden geçirerek araya 45 derecelik aynalar ve irisler koyarak optik masa üzerinde yolunu takip ettik. Lazerin ışınımı kızılötesinde olduğu için tüm ayarlamaları yaparken özel bir dürbün ve kamera kullanıyoruz. Işığın her bir optik aygıttan geçerken olabildiğince masaya paralel ve aynı düzeyde geçtiğinden emin olabilmek için bir aynanın ayarı için bir saate yakın uğraştığımız oldu. En son olarak hedefimiz lazeri zarın olduğu bölmeye girip aynı yükseklikte çıktığından emin olmak. Ardından çıktığı noktaya bir fotodiyot ve kamera yerleştirip ölçüm almak.

Optik düzeneğimiz; üstteki kırmızı alet lazer, oradan çıkan ışın merceklerden geçip sol tarafta polarizasyonu ayarlanıp takip ediliyor.

İçerisine zarın yerleştirileceği bölme hazırlık aşamasında, daha içi vakumlanmamış durumda

Optik işiyle ilk defa uğraşıyorum; Boğaziçi'nde optiğe dair fizik bölümünde nedense ilginç bir umarsamazlık vardır, gerek ders anlamında gerekse de  laboratuarlar anlamında. Günümüzde deneysel fizikte hassas ölçümlerin hemen hepsinde lazerler artık standart hale gelmiş olsa da bölümdekiler lazer konusunu yokmuş gibi davranıyorlar. Düzgün bir optik dersi almamış olmamın eksiğini, deneydeki ölçüm prensibini kendi kendime çözmeye çalışırken fazlasıyla hissediyorum.
Konunun kendisi temel olarak ışığın incelenmesi olması itibariyle bende hep bir 'estetik' bir algı yaratmıştır. Keza altında yatan Elektromanyetik Dalga Denklemlerinin simetri özellikleri ve Feynman Lectures'dan okuduğum müthiş optik derslerinin bunda büyük katkısı var kaçınılmaz olarak. İşin teorisi bir yana, deneysel olarak da müthiş bir sabır, emek ve hassasiyet işi bu. Yukarıda bahsettiğim hassasiyette bir ölçüm yapmanız gerekiyorsa bir de vay halinize. Fakat hepsinin ötesinde astronomiden kalma alışkanlıklarımla mercekler, aynalar ve envaiçeşit ufak 'oyuncak' beni fazlasıyla iyi hissettiriyor onca zorluğa rağmen. Ayarlamalar yapılıp ölçümler alınmaya başladığında böylesi yenilikçi bir dedektörün ortaya çıkaracağı sonuçlar da katkımızın olacak olması da her zaman arka planda en büyük motive edici güç.

Bu hafta bu işlere paralel olarak bir de ATLAS TRT veri kalitesi uygulama nöbetim vardı. Her gün öğlene kadar deney alanında çalıştıktan sonra dönüp o gün incelenmesi için gelen verilere göz atarak olası problemleri test edip sorumlulara gönderiyorum. Şu anda işi öğrenme aşamasında olduğumdan raporlar asıl ATLAS ekibine değil, eğitimden sorumlu danışmanın ve bu işi uzun zamandır burada yapan bir kişiye gönderip geri dönüşler alıyorum. Eylülün ortasında ise tüm sorumluluğuyla ilk kez nöbet tutuyor olacağım. O hafta her gün gelen verileri detaylıca değerlendirip ATLAS veri sorumlularına kadar gün sonuna kadar raporlaman gerekiyor. O haftaki problemleri öğrenip tüm süreci takip edebilmen ve sonuçlarını sunmak için beş-altı tane toplantıya katılmak zorunda oluyorsun. Bakalım, uzun bir hafta olacak benim için.

Önümüzdeki hafta beş gün boyunca Almanya'da Karlsruhe Teknoloji Enstitüsü (KIT)'nin düzenlediği GridK adlı bir okula katılıyor olacağım. Yüksek performanslı hesaplama ve modern bilgisayar mimarileri temelli veri analizi konularında birçok seminer ve uygulamanın olacağı bu okul arada bir nefes almak ve önümüzdeki yıl eğilmeyi planladığım istatistiksel analiz ve yapay öğrenme konularında benim için epey kafa açıcı olacak. Normalde Türkiye'de olsam bunun için öncesinde onlarca hazırlık yapıp, vize için uğraşmak gerekiyorken şimdi trene atlayıp birkaç saatte gidip kolaylıkla katılabiliyor olmak apayrı bir his. Hali hazırda Türkiye'de maruz kaldığımız zorluklara ve yokluğa rağmen başka bir yerde bambaşka bir dünya olduğunu hissettiriyor burada karşılaştığım her şey. Bu da onlardan sadece biri... Önümüzdeki haftaki günlükte bol bol hesaplama ve veri analizi konuşucağız!

Haftaya görüşmek üzere!