Ana içeriğe geç

Büyüleyici: Büyük aygıtlarla araştırmalar

İleri araştırmacıların ileri ekipmanla buluşması. Bilimsel başarı öyküleri böyle yazılıyor.

19.03.2015
© picture-alliance/dpa/NASA - Alexander Gerst in space

Bulutların ötesinde. Son dönemde Alman Havacılık ve Uzay Merkezi’nden söz edilince akla öncelikle çarpıcı resimler geliyor. Örneğin 12 Kasım 2014 tarihinde yerküreden 510 milyon kilometre uzakta uzay aracı Philae’nin 67P/Çuryumov-Gerasimenko Kuyruklu Yıldızı’na inmesi ve uzay araştırmaları camiasıyla birlikte herkesi hayretler içinde bırakması. Tam da bu uzay modülü 56 saatlik nefes kesici veri alışverişiyle gönüllerde yer etmişken Philae’nin pili bitiverdi. DLR’nin Lander Control Center’daki uzmanlar o günden bu yana uzaklardaki bir kuyruklu yıldız üzerindeki küçük uzay aracından gelecek bir yaşam belirtisini bekliyorlar. Fakat ümitlerini kesmiyorlar: Yeni bir bağlantı için ilk fırsat 2015 Martı sonunda ortaya çıkabilir. Uzay aracı ancak Çuryumov-Gerasimenko’nun Güneş’e yaklaşmasıyla ortaya çıkabilecek yeni enerjiye ihtiyaç duyuyor. Buna karşılık 2014 yılında Alman ESA astronotu Alexander Gerst uzay boşluğundaki yolculuğunda dünyayla sıkı bağlantısını hiç koparmadı. Gerst ISS Uzay İstasyonu (fotoğraf) dışına yaptığı olağandışı gezintisinden çok, sosyal medyadaki dünya dışı varlığıyla ilgi topladı. ISS güvertesindeki altı aylık ikameti boyunca “Astro-Alex” rumuzuyla okul öğrencileriyle twitter üzerinden yazıştı, Alman Futbol Milli Takımı’nı, Dünya Kupası zaferinden ötürü kutladı, “Blue dot” adını verdiği, misyonuna ilişkin Facebook hesabından pek çok fotoğraf yayınladı. Akla gelen üçüncü kareyse her ne kadar kitleler üzerinde aynı yankıyı uyandırmadıysa da bilimsel açıdan diğer iki örnek kadar önemli; tüm dünyada eşi benzeri bulunmayan ve DLR tarafından yönetilen araştırma uçağı HALO, Brezilya Yağmur Ormanları’nda tropik bulutların oluşumlarını ve gelişimlerini inceledi.

Süper bilgisayarlar diyarında. İster dünya iklimi, ister beyin araştırmaları, isterse enerjinin geleceği olsun, çok yüksek işlem performansına sahip bilgisayarlarla yapılan simülasyonlar karmaşık süreçleri kavramak için vazgeçilmez. Bu simülasyonlar gerçeğe yaklaştıkları oldukları ölçüde yüksek işlem gücüne ihtiyaç duyuyor. Sınırları zorlayan atılımlar yapan bu bilgisayarlardan biri de JUQUEEN. 458.752 işlem çekirdeğiyle ve 5,9 petaflop büyüklüğündeki işlem performansıyla saniyede akıl almaz bir miktarla 5,9 milyar işlem gerçekleştirebilen bu bilgisayar 2014 Kasım’ında dünyanın en iyi 500 bilgisayarı sıralamasında sekizinci sırada yer aldı. Jülich Araştırma Merkezi tarafından işletilen ve aynı zamanda enerji kullanımı açısından sıradışı bir verimlilikle çalışan JUQUEEN Helmholtz Topluluğu’nun Supercomputing Araştırma Programı’nın parçası. Yalnızca 2013 yılında süper bilgisayar birliği “Partnership for Advanced Computing in Europe” çerçevesinde 15 Avrupa projesi JUQUEEN kullanılarak gerçekleştirildi. Araştırmacılar iddialı Human Brain Project için de bu yoğunlaştırılmış işlem gücünden faydalanıyorlar. Avrupa Birliği’nin milyar Avroluk bu öncü projesinin hedefi, insan beynine ilişkin bütün bilgileri derleyip bilgisayar temelli model ve simülasyonlarla insan beynini yeniden üretebilmek. Bu projede Avrupa’daki 23 ülkeden 80’i aşkın araştırma kuruluşu ve diğer uluslararası partnerler yer alıyor.

En küçük parçacığın izinde. Alman Elektron Sink­rotronu ya da daha çok bilinen adıyla DESY dünyada parçacık hızlandırma konusundaki en önde gelen adresler arasında yer alıyor. DESY bünyesindeki büyük aletler sayesinde araştırmacılar mikrokozmosu tüm çeşitliliğiyle araştırabiliyorlar – en küçük temel parçacıklar arasındaki etkileşimden nanometrik düzeydeki yeni hammaddelerin davranış biçimlerine ve biyo moleküller arasındaki gerçekleşen karmaşık süreçlere dek. Kuruluşa ait hem parçacık hızlandırıcılar hem de gösterge araçları üstün özellikleriyle ön plana çıkıyor: PETRA III adlı büyük parçacık hızlandırıcı, uzmanlar arasında röntgen ışınlarının üretilmesinde kullanılan dünyanın en iyi çarpıştırıcısı olarak kabul ediliyor; FLASH adlı gereç ise “yumuşak” röntgen ışınlarından ultra kısa süreli parlamalar üretiyor ve eşsiz deneylere olanak sağlıyor. DESY kampüsündeki araştırmacılar Avrupa Birliği’nin röntgen lazeri XFEL’in hizmete girip tüm zamanların en yoğun röntgen ışınlarını üretmeye başlayacağı 2017 yılını dört gözle bekliyor. Helmholtz Topluluğu’na ait DESY’nin Hamburg ve Zeuthen’deki (Berlin) merkezlerinde her yıl araştırma için 40’ı aşkın ülkeden gelen 3000’den fazla konuk bilimci bu büyük gereçlerin sunduğu neredeyse sınırsız olanakların değerini biliyor.

Temel teorik araştırmalar. Ağır iyon araştırmaları konusunda ufkunu genişletmek isteyenlerin Darmstadt’taki GSI Helmholtz Ağır İyon Araştırmaları Merkezi’yle tanışmaları şart. Dünyada eşi bulunmayan iyon hızlandırıcısıyla bu merkez yılda 1250 uluslararası bilimci tarafından kullanılıyor. GSI’deki araştırmacılar bugüne kadar bilinmeyen elementleri laboratuvar ortamında üretmeye çalışıyorlar. Bugüne kadar altı kere başarıya ulaşarak 107’den 112’ye kadar numaralandırılmış elementleri, tablodaki hanelerine yazmayı başardılar. Geçtiğimiz yılsa bir diğer büyük başarıya imza atıldı: Saygın Amerikan Fizik Topluluğu’na göre 117 numaralı elementin varlığının GSI’de yapılan deneyler sonucu kanıtlanması 2014 yılının fizik alanında gerçekleşen en heyecan verici on araştırma başarısından biriydi. Darmstadt’ta gelecek günler de sabırsızlıkla bekleniyor: Dünyada fizik alanındaki teorik araştırmalar bakımından en büyük projelerden biri olan hızlandırıcı merkezi FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) 2018 yılında tamamlanarak hizmete girdiğinde her yıl 50’yi aşkın ülkeden 3000’den fazla bilimciye maddenin temel yapıtaşlarını ve evrenin oluşumunu incelemek üzere araştırma olanağı sunacak. FAIR Almanya’nın yanısıra dokuz Avrupa ülkesi tarafından finanse ediliyor.

Yüzen ileri teknoloji laboratuvarları. Yalnızca maddeyi oluşturan parçacıklar değil denizler de sonsuz derinlikte sırlar barındırıyor. Ayın yüzeyinin dünyamızın en büyük yaşam alanı olan denizlerden daha çok araştırıldığı tezi, deniz biyolojisinin hanımefendisi Elisabeth Mann Borg’a ait. Yalnızca deniz araştırmaları için üretilen araştırma gemileri “Polarstern”, “Meteor”, “Sonne”, “Maria S. Merian”, “Poseidon”, “Alkor” ve Heincke” biyologlar, jeologlar, jeofizikçiler, glasiyologlar, jeokimyacılar oşinograflar ve metorologlar için yüzen laboratuvarlar. Araştırma gemileri filosunun son göz ağrıysa Sonne. 2014 Temmuzunda Şansölye Merkel tarafından denize indirilen 116 metrelik bu gemi Pasifik ve Hint Okyanuslarının karanlık derinliklerine ışık tutarak deniz ekolojisinin korunması ve denizlerdeki doğal kaynakların kullanımına yönelik araştırmalar yapacak. Dünyanın en modern araştırma gemisinin ilk büyük seferi Dominik Cumhuriyeti’neydi. Puerto Rico Çukuru’nun ve burada yaşayan derin deniz canlılarının araştırılmasının yanısıra gemideki yaklaşık 40 araştırmacı Atlantik’teki deniz tabanının büyük bölümünün haritalandırılması üzerinde de çalıştı.

Sonsuz buzullarda araştırma. Ulaşılma konusunda bir iddiaları yok. Diyelim ki onlardan birinin bir dostu görüşmek istedi. Buluşmaları zaten imkansız, ama telefonla da görüşemezler. Dokuz kişiden oluşan “kışçılar”a 70°40´G, 008° 16´B koordinatlarında telsiz üzerinden ulaşmak mümkün olsa da kimin evinde telsiz tesisatı bulunuyor ki? Dokuz ay süren Arktik kışı boyunca maruz kalınan dondurucu soğuğu ve bitmek bilmeyen karanlığı saymazsanız Ekström Buzul Şelfi üzerindeki Alman kutup araştırma merkezi Neumayer III İstasyonu’nda hayat oldukça rahat geçiyora benziyor. İnsanın ihtiyaç duyabileceği her şey elinin altında. Ev yapımı eritilmiş kar, muhteşem kar araçları, hatta kişisel buz kırıcı ve kimi zaman civarda gezinen “Polar­stern” araştırma gemisi. Buzul şelfinin kıyısına uzaklık yalnızca 16 kilometrecik. Arada bir yapılan “tedarik ikmalleri” burada gerçekleşiyor. Çalışma saatleri sona erdiğinde ola ki hava güzelse – ki bu pek nadir bir durum – “whale watching” (balina seyri) için araçlarla kıyıya gidilebilir. Olmadı kitap okumak mümkün: İstasyonun kütüphanesinde Sten Nadolny’nin çok satan kitabı “Yavaşlığın Keşfi”nin üç nüshası birden bulunuyor. Alfred Wegener Enstitüsü’nden kutup araştırmacıları 1980’lerin ortalarından bu yana disiplinler arası ve uluslararası ekipler halinde uluslararası iklim araştırmalarına önemli katkılarda bulunuyorlar. Işınım ölçümleri ve meteorolojik ölçümler yapılan çeşitli gözlem istasyonlarının kontrolü buradan sağlanıyor. Bu araştırmacılar aynı zamanda Kuzey ve Güney Kutup Daireleri’ndeki her misyonla araştırmacılığın bir tutku ve adanmışlık işi olduğunu yeniden kanıtlıyorlar. Yoksa insan buraya adımını atmaz.