Ankara Üniversitesi “Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY ve European XFEL” İlişkileri

Ankara Üniversitesi – DESY İlişkileri Hakkında Özet Bilgi

1959 yılında Hamburg’da kurulan Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY), Almanya’nın en büyük bilimsel araştırma merkezi olmasının yanısıra, dünyanın önde gelen en önemli parçacık hızlandırıcı ve hızlandırıcılara dayalı ışınım kaynakları komplekslerinden biridir. Kuantum Renk Dinamiğine (QCD) göre kuvvetli etkileşmelerde taşıyıcı olan gluonlar, 1979 yılında DESY’deki PETRA elektron-pozitron çarpıştırıcısında keşfedilmiştir. Ayrıca, dünyanın ilk elektron-proton çarpıştırıcısı HERA (Hadron–Elektron Ring Anlage), 1992-2007 yılları arasında DESY’de çalıştırılmıştır. HERA, kuvvetli etkileşmelerin temellerini açığa çıkarmakla birlikte, Tevatron ve Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC)’de elde edilen verilerin doğru analizi için gereken Parton Dağılım Fonksiyonlarını (PDF) temin etmiştir.

DESY, günümüzde halen çalışmakta olan FLASH-I, FLASH-II, PETRA-III, PETRA- Extension ve European XFEL ışınım kaynakları ile Sinkrotron Işınımı ve X-ışını dalgaboylu Serbest Elektron Lazerleri ile yapılan yüksek teknoloji araştırmalarında dünyanın en önde gelen merkezlerinden biri olma özelliğini korumaktadır. DESY ile Ankara Üniversitesi arasında ilk işbirliği anlaşmasını, Haziran 1996’da DESY Direktörü olarak Ankara’ya yapmış olduğu bilimsel ziyareti neticesinde Profesör BjØrn Wiik imzalamıştır. Her beş yılda bir uzatılan bu anlaşma bugün de yürürlüktedir ve Türk kurumları ile DESY’nin Save imzaladığı tek işbirliği anlaşmasıdır.

Ankara Üniversitesi’nin DESY ile ortak çalışmaları, Fizik ve Fizik Mühendisliği bölümlerinde “Mart 1993-Temmuz 1999” tarihleri arasında sözleşmeli öğretim üyesi olarak görev yapmış olan Prof. Dr. Saleh Sultansoy’un, Şubat 1996’da DESY yönetiminin daveti üzerine 10 günlük Hamburg ziyareti ile başlamıştır. Bu ziyaret sırasında, Profesör BjØrn Wiik’in yönlendirmesi ile farklı bölümlerin (Accelerators, Emerging Technologies, Theory) ve deneylerin (ZEUS, H1, HERMES, HERA-B) yöneticileri ile toplantılar gerçekleştirilmiştir. Türk fizikçilerin DESY’de yapılan çalışmalara muhtemel katkıları üzerine fikir alışverişi yapılmıştır. Ankara Üniversitesi çalışanlarının iki yıl boyunca ziyaretleri için yerel masraflarının DESY tarafından karşılanması ile ilgili mutabakat sağlanmıştır.

Bu kapsamda, Haziran-Temmuz 1996 tarihlerinde DESY yönetiminin daveti ile Prof. Dr. Ayla Çelikel, Prof. Dr. Satılmış Atağ, Prof. Dr. Ömer Yavaş (bir aylık) ve Prof. Dr. Saleh Sultansoy (iki aylık) DESY ziyaretleri gerçekleştirmişlerdir. Bu ziyaretler süresince, Teori Bölümü’nde “Physics at TeV energy ep and γp colliders” başlıklı çalıştay düzenlenmiştir (yaklaşık 30 katılımcı), Prof. Dr. Ayla Çelikel HERMES Kolaborasyonu’nda “REGAS experiment proposal” başlıklı iki seminer vermiştir (birinci seminer yaklaşık 50 katılımcı, ikinci seminer yaklaşık 250 katılımcı), Prof. Dr. Ömer Yavaş Hızlandırıcı Bölümü’nde “TeV energy photon-proton colliders” başlıklı seminer vermiştir (yaklaşık 30 katılımcı), Prof. Dr. Saleh Sultansoy DESY Hörsaal’da THERA projesinin önünü açan “TeV energy ep and γp colliders: Luminosity and Physics” başlıklı genel seminer vermiştir (yaklaşık 400 katılımcı). Ayrıca, Prof. Dr. Saleh Sultansoy 1.5 yıl süre ile (Temmuz 1999-Aralık 2000 arası) DESY’nin Gelişen Teknolojiler (Emerging Technologies) biriminde çalışmıştır. “THERA: Elektron-Proton Scattering at √s = 1 TeV” projesinin yönetiminde yer almış, “Photon Collider” projesine katılmış ve Türk fizikçilerin bu projelere katılımını sağlamıştır.

Ankara Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fizik Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Doç. Dr. Didem Ketenoğlu, “Ocak 2013-Haziran 2015” tarihleri arasında DESY-PETRAIII Sinkrotron Işınımı tesisi “P01-High Resolution Dynamics demet hattı”nda 2.5 yıl süre ile doktora sonrası araştırmacı (post-doc) olarak çalışmalarda bulunarak, hızlandırıcılara dayalı 3. nesil ışınım kaynakları ile yapılan yüksek teknoloji deneylerinde uygulamalı deneyim (hands- on experience) kazanmıştır.

1 Şubat 2022 tarihinde, Ankara Üniversitesi Fizik Mühendisliği Bölümü’nden Doç. Dr. Didem Ketenoğlu ve Doç. Dr. Bora Ketenoğlu, Bilgisayar Mühendisliği Bölümü’nden Prof. Dr. Gazi Erkan Bostancı, Prof. Dr. Mehmet Serdar Güzel ve Dr. Öğr. Üyesi Ayhan Aydın’ın ortak çalışmaları ile disiplinlerarası olarak başlatılmış olan TÜBİTAK 2525-Almanya Eğitim ve Araştırma Bakanlığı (BMBF) ile ikili işbirliği programı kapsamında desteklenen “X-Işını Demet Hattı için Genetik Algoritmalara Dayalı Sinkrotron Işınımı Optimizasyonu (GASOLINE)” başlıklı uluslararası proje, DESY-PETRAIII Sinkrotron Işınımı tesisi ve
Hamburg Üniversitesi bilim insanları ile işbirliği içinde yürütülerek, 1 Şubat 2024 tarihinde başarı ile sona ermiştir. GASOLINE projesi kapsamında, 23-24 Kasım 2022 ve 17-18 Ocak 2024 tarihlerinde “International Hybrid Workshop (IHW) on Start-to-End Beamline Optimization for Synchrotron Radiation and Free-Electron Laser Facilities through Artificial Intelligence Approaches” konulu iki ayrı uluslararası çalıştay, Almanya-Hamburg’da DESY evsahipliğinde düzenlenmiştir. Adı geçen IHW çalıştaylarıyla ilgili tüm detaylara ve elektronik Özet Kitapçıkları’na sırasıyla “https://indico.desy.de/event/36469/” ve “https://indico.desy.de/event/42811/” linklerinden erişilebilmektedir.

Diğer yandan, Ankara Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fizik Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Prof. Dr. Ömer Yavaş, DESY’de başlatılan “TESLA-HERA Based Colliders” ve “Photon Collider” projelerine katılmıştır. DESY Makine Grubu’nda seminer vermiş ve DESY’de düzenlenen FEL99, XXIII Physics in Collisions vb. bilimsel etkinliklere katılmıştır. Türk Hızlandırıcı Merkezi (THM) projesi yürütücülüğü döneminde, proje üyelerinin DESY’ye gönderilerek bilimsel çalışmalarda bulunmalarını ve DESY Hızlandırıcı Direktörü Dr. Dieter Trines’in TARLA projesi Uluslararası Makine Danışma Komitesi’nde (IMAC) yer almasını sağlamıştır. Ankara Üniversitesi ile European XFEL arasında işbirliği protokolü imzalanmasını ve TARLA tesisinin FELs of Europe ve CALIPSO projelerinde yer almasını sağlamıştır. THM projesi kapsamında, 2014 yılında İstanbul Üniversitesi’nde DESY ve Europen XFEL direktörlerinin de katılımı ile gerçekletirilen “Turkish-German Workshop on Particle Accelerators & Light Sources” çalıştayını organize etmiştir. 2014 yılında Türk-Alman Bilim Yılı Açılışı kapsamında DESY ve European XFEL’i ziyaret ederek, THM projesi çalışmaları ve ülkemizin bu merkezler ile ilişkileri konularında sunum vermiştir. 2015 yılında “Public Colloquium, International Light Year” etkinliğinin Ankara Üniversitesi’nde gerçekleştilmesini sağlayarak, DESY direktörü Prof. Dr. Helmut Dosch’un ve European XFEL Bilim Direktörü Prof. Dr. Serguei Molodtsov’un Ankara Üniversitesi araştırmacıları ile buluşmasını gerçekleştirmiştir. Yürütücülüğünü yapmış olduğu dönemde, THM-TARLA projesi kapsamında üretilen SRF kavitelerin testlerinin ve TARLA-LLRF sistemi tasarımının DESY ile işbirliği kapsamında yapılmasını sağlamıştır. Diğer yandan, DESY-THERA projesi 2000 yılındaki bir dizi bilimsel toplantıdan sonra ve 2001 başlarında TESLA projesi önerisi bağlamında THERA’nın hızlandırıcı, dedektör ve fizik programı ile raporunun yazılmasıyla hazırlanmıştır. Projeye Türk bilim insanları, elektron-proton çarpıştırıcı bazlı 𝛾p çarpıştırıcısı tasarım ve fizik potansiyelinin araştırılması şeklinde katkıda bulunmuştur. Ankara Üniversitesi Fizik Bölümü Öğretim Üyesi Prof. Dr. Orhan Çakır ve Prof. Dr. Abbas Kenan Çiftçi ile Fizik Mühendisliği Bölümü’nden Prof. Dr. Saleh Sultansoy ve Prof. Dr. Ömer Yavaş’ın da aralarında bulunduğu tüm yazarlar listesi bulunan rapora “https://www.zeuthen.desy.de/thera/TDR/appendix.html” linkinden ulaşılabilir.

Ayrıca, Ankara Üniversitesi Hızlandırıcı Teknolojileri Enstitüsü’nden Doç. Dr. Avni Aksoy’un da aralarında bulunduğu DESY ve Hamburg Üniversitesi’nden araştırmacılar, 2025 yılı Temmuz-Ağustos aylarında Ankara Anadolu Medeniyetleri Müzesi’nde kapalı çivi yazılı kil tabletleri incelemek amacıyla “Tahribatsız Çivi Yazılı Yazıtların Çıkarılması (ENCI: Extracting Non-destructively Cuneiform Inskriptions)” isimli dünyanın ilk mobil CT tarayıcısı ile mühürlü çivi yazılı tabletlerin içinin ve bazı antik döneme ait insan kalıntılarının okunması için çalışmalarda bulunmuşlardır.

Diğer yandan, Prof. Dr. Hatice Duran Yıdız ve Uzman İlker Yıldız DESY’nin FLASH tesisini ve PETRAIII deneyini 2011 yılında ziyaret etmişlerdir. Prof. Dr. Hatice Duran Yıldız, DESY’nin o yıllardaki Hızlandırıcı Birimi Başkanı olan Prof. Dr. Reinhard Brinkmann ile görüşmüş olup, DESY’de “Turkish Accelerator Complex & Status of TAC SASE FEL” başlıklı sunumu vermiştir. Ayrıca yine DESY’de, ASTRA (A Space Charge Tracking Algorithm) programının yazarları ile de görüşülmüştür. Bart Faatz, Miltchev Velizar ve Siegfried Schreiber ile görüşülerek, çalışmalar yapılmıştır. Bart Faatz ile ortak çalışmalar yapılarak, Gökhan Coşkun’un yüksek lisans tezi tamamlanmıştır. Bu işbirliği devam ettirilerek, THM projesi SASE SEL çalışma grubumuzdan Öğretim Üyesi Raşit Çakır DESY’ye bilimsel çalışma ziyareti için 2013 yılında gönderilmiştir. Ayrıca, Prof. Dr. Hatice Duran Yıldız’ın yüksek lisans öğrencileri Metin Aydar ve Hatice Yılmaz da 2010 yılında DESY’de bulunmuşlardır.

Ankara Üniversitesi – European XFEL İlişkileri Hakkında Özet Bilgi

2009 yılında Hamburg’da inşası başlayan ve 2016 yılında işletime alınan European XFEL, dünyanın en önde gelen X-ışını dalgaboylu Serbest Elektron Lazeri tesislerinden biridir. Toplam uzunluğu 3.4 km olan European XFEL, 1.7 km uzunluğunda süperiletken doğrusal hızlandırıcısına dayalı olup, 17.5 GeV enerjili elektron demetlerinden sert X-ışınları dalgaboylu (0.5 Å’a kadar inebilen) serbest elektron lazeri üretmektedir. Ayrıca, süperiletken hızlandırma teknolojisi ile saniyede 27.000 foton atması üreterek, dünyadaki diğer rakipleri arasında en ön sırada yer almaktadır. European XFEL, ikisi sert X-ışınları ve biri yumuşak X-ışınları olmak üzere toplam üç ayrı foton demet hattı ile SPB (Tek Parçacıklar, Yığınlar & Biyomoleküller), FXE (Femtosaniye X-ışını Deneyleri), MID (Malzeme Görüntüleme ve Dinamikleri), HED (Yüksek Enerji Yoğunluklu Madde Deneyleri), SQS (Küçük Kuantum Sistemleri) ve SCS (Spektroskopi ve Koherent Saçılma) gibi yüksek teknoloji deneyleri yapan kullanıcılara olanak sağlamaktadır.

European XFEL Bilim Direktörü Prof. Dr. Serguei Molodtsov’un gerek Türk Hızlandırıcı Merkezi (THM) projesinin Uluslararası Bilimsel Danışma Kurulu (ISAC) üyesi olarak görev yapmış olmasından, gerekse Türkiye’de düzenlenen uluslararası bilimsel etkinliklere vermekte olduğu katkılardan dolayı, Ankara Üniversitesi ile European XFEL arasındaki ilk “bilim insanı hareketliliği” 2013 yılında başlamıştır. Ankara Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fizik Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Doç. Dr. Bora Ketenoğlu, “Ocak 2013-Haziran 2015” tarihleri arasında European XFEL’in Undulator Systems grubunda
2.5 yıl süre ile doktora sonrası araştırmacı (post-doc) olarak çalışmalarda bulunarak, hızlandırıcılara dayalı 4. nesil ışınım kaynakları üretiminde kullanılan düzlemsel hibrid salındırıcı yapıların işletime hazır hale getirilmesindeki tüm deneysel adımlarda uygulamalı deneyim (hands-on experience) kazanmıştır.

Sonuç olarak, Ankara Üniversitesi’nin 1996 yılında DESY ile ve 2012 yılında da European XFEL ile imzalamış olduğu anlaşmalar, Türk Hızlandırıcı Merkezi projesi çalışmalarının ve Ankara Üniversitesi tarafından koordine edilen ilgili diğer ulusal projelerin önünü açmıştır.

PETRAIII (DESY, Hamburg, Almanya) Sinkrotron Merkezi Beamtime Başvuru Rehberi

PETRAIII (DESY, Hamburg, Almanya) Sinkrotron Merkezi Beamtime Başvuru Rehberine ulaşmak için tıklayınız…

Panel Programı (26 Şubat 2025)

Sunum Dosyaları

European XFEL Hibrid Undulatörleri’nin İşletime Hazır Hale Getirilmesi ve XFEL’lerin Yüksek Teknoloji Uygulamaları

Dünyanın En Parlak Sinkrotron Işınım Tesisi PETRAIII: Bilim ve Teknoloji Uygulamaları

Accelerating Science – an Overview of DESY

Genç Bilim İnsanları ve Girişimciler İçin DESY’nin Önemi: Foton Bilimi Araştırmaları ve Uygulamaları

AÜ-DESY İlişkilerinin Tarihçesi

European XFEL and Ankara University: Capabilities and Opportunities