CERN DRD1 İşbirliği Kapsamında Gazlı Detektörlerde Performans Geliştirme Çalışmaları
Şahin Ö. (Yürütücü), Sarı C., Karagöz Z., Koçer Y.
Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı, 2026 - 2028
- Proje Türü: Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı
- Başlama Tarihi: Ocak 2026
- Bitiş Tarihi: Aralık 2028
Proje Özeti
Gazlı parçacık dedektörleri, yüksek enerji fiziği deneylerinde temel bileşenlerden biri olup, parçacıkların izlenmesi ve tanımlanmasında kritik bir rol oynamaktadır. 20. yüzyılın başlarından itibaren geliştirilen bu dedektörler, günümüzde Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC) gibi büyük ölçekli deneylerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Gelecekte planlanan çarpıştırıcılar, örneğin şu anda tasarım aşamasında olan Future Circular Collider (FCC), daha gelişmiş dedektör teknolojileri gerektirecektir. Bu nedenle gazlı dedektörlerin performansını artırmak, daha hassas ve güvenilir ölçümler yapılmasını sağlamak amacıyla yeni modelleme ve deneysel doğrulama çalışmalarına ihtiyaç duyulmaktadır.
Bu proje, gazlı dedektörlerde iyonlaşma süreçlerini hem teorik hem de deneysel açıdan kapsamlı bir şekilde inceleyerek, ikincil iyonlaşma süreçleri üzerine yeni modeller geliştirmeyi amaçlamaktadır. Literatürde mevcut çalışmalar genellikle belirli gaz karışımları ve deneysel koşullar üzerine yoğunlaşmış olup, iyonlaşma süreçlerinin mikroskobik düzeyde detaylı modellenmesi sınırlıdır.
Bu çalışmanın özgün değeri, dengede olmama etkilerinin sistematik bir şekilde modellenmesi ve mikroskobik iz takibiyle desteklenen deneysel doğrulamalarla gaz kazancı optimizasyonuna yönelik yenilikçi simülasyon modelleri geliştirilmesidir. Literatürdeki mevcut simülasyon araçlarının bu etkileri yeterince ele alamaması ve hesaplama sürelerinin uzunluğu gibi boşlukları doldurmayı hedefleyen bu yaklaşım, teorik ve deneysel çalışmaların paralel yürütülmesiyle güçlendirilmiştir.
Deneysel kısım, gazlı dedektörlerde iyonlaşma mekanizmalarının doğrudan ölçümlerle incelenmesini kapsayacaktır. Deneylerde, farklı gaz karışımları ve çalışma basınçları için gaz kazancı, geri besleme ve Penning etkisi parametreleri belirlenecektir. Çalışmanın en önemli unsurlarından biri olarak dedektörlerde dengede olmama koşullarının sinyal oluşumuna etkileri derinlemesine araştırılacak ve bu etkilerin dedektör performansındaki kritik rolü ortaya konacaktır. Elde edilen deneysel veriler, simülasyonlarla karşılaştırılarak modelin güvenilirliği test edilecek ve dedektör performansını artırmaya yönelik öneriler geliştirilecektir.
Proje ekibi, bir doktora ve bir yüksek lisans öğrencisinin aktif katılımıyla genç araştırmacıların yetiştirilmesine odaklanmaktadır. Öğrenciler üç yıllık proje süresince hem teorik modelleme hem de deneysel ölçüm süreçlerinde deneyim kazanarak Türkiye’de detektör teknolojisi alanında uzmanlaşacaktır.
Proje, CERN-DRD1 iş birliği çerçevesinde (https://drd1.web.cern.ch/) altı ana iş paketi ile yürütülecek olup, CERN’ün gelişmiş altyapısı ve uzmanlığından faydalanılacaktır. Böylece deneylerin uluslararası standartlarda gerçekleştirilmesi sağlanacaktır.
Projenin her aşamasında deneysel ve teorik çalışmalar koordineli yürütülecek olup, deneysel süreçlerden elde edilen veriler teorik modellerin gelişimine katkı sağlayacaktır. Ayrıca, edinilecek deneysel birikim, Bursa Gazlı Dedektör Araştırma Laboratuvarı’nın altyapısını güçlendirmek ve bazı kritik deneylerin Türkiye’de gerçekleştirilmesini sağlamak için kullanılacaktır. Bu durum, ülkemizin gazlı dedektör teknolojileri konusundaki yetkinliğini artırarak hem bilimsel hem de teknolojik gelişimine önemli katkılar sunacaktır.
Proje kapsamında elde edilecek bilimsel çıktılar, uluslararası alanda görünürlüğü artırarak ülkemizin gazlı dedektörler alanında rekabetçi bir konuma gelmesine katkıda bulunacaktır. Bununla birlikte, bu çalışma yalnızca parçacık fiziği deneyleri için değil, nükleer güvenlik, medikal görüntüleme ve erken uyarı sistemleri gibi çeşitli alanlar için de faydalı olacak yeni bilgi ve teknolojilerin geliştirilmesine katkı sağlayacaktır.