Higgs Bozonu nedir…? (Higgs Boson…?)

 CMS_Higgs-event_CERN

Bir  çarpışmadan  sonra bozonlar, fermionlar ve diğer parçacıklar.

(Kaynak: CERN/universetoday.com)

Higgs Bozonunu  bir  defa  da  *Fraser Cain’den  okuyalım:

Higgs  Bozonu  nedir…neden  önemli…?

Bilim  adamlarının  anladığı şekliyle, parçacık  fiziği, etrafımızdaki  maddeler  ve  kuvvetler,  Standart Model  ile anlatılabiliyor…

Bozonlar ve  fermiyonlar  parçacık  fiziğinin  iki  önemli parçacık grubu…  

Fermiyonlar  “madde”dir…yani ölçülebilir  kütlesi  mevcuttur… (kütlesinin varlığı ölçümle  ispatlanamayanların  kütlesi  yok  mudur…Nobel  ödülü kazanmak  isteyenlere bir soru…!)  Bu  grubun  içinde kuarklardan  oluşan  proton  ve  nötronlar  ile,  daha  alt  parçacığa  bölünemeyen elektron  ve nötrino  gibi maddeler  ise  leptonlardır… (Yavaşlatılan  bir  elektron –frekansı  enerji  seviyesiyle uyumlu-bir  fotonu  nereden  yayımlar/ yayımlatır… Nobel  ödülüne  ortak  olmak  isteyene  (ikinci)  bir  soru…!)

Kısaca, dokunabildiğiniz  her şey  (kuantum  ölçeğinde…)  fermiyon…! (Gerçi, sonu  bazan  kötü  olmakla  birlikte, elektrona  da  dokunulabildiği  söylenebilir…! )

Bozonlar  Evrende “kuvvet  taşıyıcısı” / ”ileticisi”  (force  carrier)  parçacıklar  olarak  tanımlanmakta… Bunlardan  iyi  bilinen  biri  elektromanyetik  kuvvet  taşıyıcısı  “foton”…

“Gluon”   güçlü  nükleer  kuvveti (strong  nuclear  force) taşıyan   ve,  W  ile  Z  bozonları   ise  zayıf  nükleer  kuvveti taşıyan parçacıklar…

Evrenin  “elmaları  bile”  etkileyen / hareketlendiren  ve  (özellikle  ağaca  çıkanlar  tarafından) çok  iyi  bilinen  bir  özelliği  olmasına  rağmen, yakın zamana  kadar, “kütleçekimi” (gravity)  kuvvetinin  var  olma  sebebi ( ilişkili  parçacık  veya  böyle  bir  parçacığın  var  olmasının  gerekmediği)  keşfedilemiyordu… Bu  keşif  için Nobel  ödülü uzun  zaman  masada  “müşterisini”  bekledi…!

 Standard_Model_of_Elementary_Particles

 Standart  Model  parçacıkları

(Kaynak: PBS NOVA, Fermilab, Office of Science, United States Department of Energy, Particle Data Group/universetoday.com)

Fiziğin çözülemeyen  en  büyük  sırlarından   biri  “kütle” (mass) kavramı  idi… Cisimler  neden  kütleye  veya   atalete (inertia) sahipti…?  Bir  objenin içindeki fiziksel  “şey”  miktarı, onun  hareket  ettirilmesinin  ne  kadar  kolay  veya durdurulmasının  zor  olacağını   nasıl  belirlemekteydi…?

Fizikçi  Peter Higgs, 1960’lı  yıllarda,  evreni  dolduran  ve madde  ile  (suyun  balıkla  etkileşimi  gibi)  etkileşen  bir “alan”ın (field)  mevcut  olması  gerektiğini  ileri  sürdü…!

Bir  cisim  ne  kadar  büyük  bir  kütleye  sahipse,  bu  (olası)  alanla  o  kadar  fazla  etkileşecekti…

Evrendeki  diğer (bilinen)  kuvvet  taşıyıcıları  gibi, bu  (Higgs) alan   da, kuvvet  taşıyıcısı  bir  bozona   sahip  olmalıydı…  İşte  bu  bozon,  Higgs  Bozonu…!

Fraser’in  de  dediği  gibi,  bu  alan (field; henüz)   belirlenemez  bir  “şey”…!  Ancak, Higgs  parçacıklarının  belirlenmesiyle  bu  alanın  varlığı  kabul  edilebilir…!

Burası, Cenevre’deki  (İsviçre)  Büyük  Hadron  Çarpıştırıcısının (Large  Hydron  Collider)  devreye  girdiği nokta…

Bu  hızlandırıcının  görevi  enerjiyi, E=m.ceşitliğine  göre  maddeye  çevirmek… Proton  gibi  parçacıklar  ışık hızına  yakın (0.999999991.c ) hızlara  hızlandırılarak,  onlara çok  büyük  kinetik  enerji  kazandırılır…

Bu  hızla  zıt  yönde  çarpışan  parçacıklar, çok  küçük  hacimlerde çok  çok  yoğun  enerji  birikimine  yol  açar… Bu “katılaşan”  enerji  (Einstein sayesinde !)  maddenin  oluşumunu  sağlar…! Çarpıştırılan enerji  ne  kadar  büyük  olursa,  o  kadar  büyük  madde  parçacığı  yaratılabilir…

LHC’yi  çalıştıran  fizikçiler,  2013  yılında, çarpıştırılan  parçacıkların  enerjisini uygun  şekilde  ayarlayarak, ve (olası) Higgs  bozonunun bozunmasıyla  ortaya  çıkması  beklenen parçacıkları  belirleyerek, ( varlığı elli  yıl  önce  öne  sürülen) Higgs  Bozonunun  varlığını doğruladılar…!  Hoggs  Bozonu  mevcut  ise, Higgs  Alanı  (Higgs  Field)  da  mevcut olmalıydı…!  Masada bekleyen Nobel’in  biri, böylece, sahibini  buldu… (“Alan”ın  ne  olduğunu  belirlemek   isteyenler, masadaki  3., 4., 5.,…   “ödüllere”  aday  olacaklar…!   Mesela: elektronun  etrafındaki  “elektrik  alanı”nın “maddesi”   nedir…?)

Şüphesiz, evrenin  başka  sırları  da  mevcut…

Fizikçiler, Burada  tanımlanan  maddenin, Evrende  mevcut  olan (olması  gereken)  maddenin  (baryonic  matter) sadece bir  kesri  kadar (%4)  olduğunu belirledi… Kalanın yüzde yirmiüçü  Kara  Madde;  yüzde  yetmişüçü  de  Kara Enerji… Kısaca,  Evrende, fizikçileri yıllarca  meşgul  edecek, keşfedilmeyi / çözülmeyi  bekleyen  (ve  de  ödül  kazandıracak)  daha  pek  çok  sır  mevcut…!

Higss  Bozonunun  keşfedilmesiyle, Standard  Modelin  son  parçacığının  varlığı  da  doğrulanmış  oldu… Evrenin  yüzde  dördünün  yapısını  anlamaya  biraz  daha  yaklaştık…

LHC’yi  daha  yüksek  enerji  seviyesinde  çalıştıran  fizikçiler,  Kara  Maddenin  yapısını  anlamak  için  diğer  (olası) parçacıkları  araştırıyor…

Yararlanılan Kaynaklar:

https://www.youtube.com/watch?v=L6AN6UwTTjU

 http://www.universetoday.com/127086/what-is-the-higgs-boson/

*Fraser Cain : Publisher  of  “universetoday.com”