Lüminosite kavramını belki kimi ilk defa duydu, kimi ise “ışınlık” olarak tanımladığı için aşina olabilir. Fakat genel olarak Cern’de yapılan deneylere biraz meraklı olan insanlar “lüminosite (luminosity)” kelimesini ilk duyduklarında, özellikle Türkiye’de, oldukça garipsiyorlar.
Peki nedir ve ne değildir bu “lüminosite”?
Lüminosite; hem parçacık fiziğinde hem de astronomi bilimlerinde sıkça kullanılan bir terimdir. Astronomi de birim zamanda yıldız, galaksi ya da diğer astronomik nesne tarafından yayınlanan enerjinin toplam miktarı anlamında kullanılır. Yani belirli bir spektral bölgede bir nesnenin yaymış olduğu parlaklıktır. Parçacık fiziği ile ilişkisi, bir nesneden yayılan enerjiden ziyade hızlandırdığımız ve çarpıştırdığımız parçacık demetlerinin yoğunluğu şeklindedir. Daha kısa belirtmek gerekirse lüminosite parçacık yoğunluğu anlamına gelmektedir.
Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda kullanılan 2808 proton demetlerinin her biri içerisinde yer alan 1,15×1011 protonların yoğunluğu gaussian dağılım vermektedir. Gaussian dağılım;
Gaussian dağılımın 3 boyutlu demet görüntüsü;
Şekilden de anlaşıldığı gibi gaussian dağılım tam olarak bize demet yapısını vermektedir. Protonların yoğun olduğu merkez kısmı kırmızıyla, seyrekleşmeye başladığı kuyruk kısımlar ise mavi ve tonlarıyla gösterilmektedir.
Lüminosite iki demetin içindeki protonların karşı karşıya gelme ihtimalini söyler. Cern’de her deney yaptığı fiziğe göre lüminosite değerini ya nominal düzeyde ya da istedikleri düzeyde talep ederler.
Lüminositenin basit yaklaşımı :
L lüminosite, fc proton demetlerinin çarpışma ihtimalini, n1 ve n2 proton demetleri içerisinde bulunan proton miktarı ve A ise proton demetinin enlemsel kesiti olmak üzere lüminosite hesaplandığında L = 1034 cm-2s-1 şeklinde yaklaşık olarak elde edilir. Bu değer bize Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda cm2 başına ve saniyede 1034 çarpışmanın meydana geleceğini gösterir.
Lüminosite kavramının arttırılması istenilmektedir. Çünkü artışı daha fazla proton protonu karşı karşıya getirerek etkileşme ihtimalini daha da yükseltecektir.
