4 Temmuz 2012 tarihinde, İsviçre-Fransa sınırındaki Avrupa Çekirdek Araştırmaları Merkezi’ndeki (CERN) Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (BHÇ) adlı atomaltı parçacık hızlandırıcısında çalışan bir grup bilim insanı, Higgs bozonu ile uyumlu olduğunu düşündükleri deney sonuçlarını açıkladı.
Higgs bozonunun ne olduğunu anlamak için, evrenin nasıl işlediğini açıklayan standart modelden bahsetmemiz gerekir. Yüzlerce yıldır maddelerin yapıtaşlarını anlamaya çalışıyoruz, ve son yıllarda bu konuda çok büyük aşamalar kaydettik. 1970’lerde geliştirilen standart modele göre, tüm evren 12 parçacık ve dört kuvvetten meydana gelmiş durumda.
Bu parçacıklardan 6 tanesi kuark ve 6 tanesi lepton. Kuarklar proton ve nötronların yapıtaşları iken, leptonlar elektron ve elektron nötrinolarından ibaret. Bu 12 atomaltı parçacığa ek olarak, standart model dört kuvvet içeriyor: Çekim kuvveti, elektromanyetik kuvvet, güçlü ve zayıf çekirdek kuvvetleri.
Bilim insanları, bu kuvvetlerden her birini taşıyan, ve madde ile etkileşime giren bir bozon, bir parçacık olduğu görüşündeler. (Böylece aslında evreni oluşturan parçacık sayısı, bu dört bozonunun da 12 atomaltı parçacıklara eklenmesi ile 16’ya çıkıyor.) Bozonlar, kuvvetlerin oluşumunda rol oynuyorlar. Örneğin elektromanyetik alanın ortaya çıkması, bir fotonun maddeye elektromanyetik güç aktarmasına bağlı. Fizikçilerin tahminlerine göre, Higgs bozonu da, benzer şekilde maddenin kütlesinin ortaya çıkmasını sağlıyor, bu nedenle ‘Tanrı parçacığı’ adıyla da biliniyor.
Yakın zamana kadar Higgs bozonu, maddenin yapıtaşı olan temel atomaltı parçacıkları ve bu parçacıkların birbiriyle olan etkileşimlerini açıklayan matematiksel modeldeki eksik halka idi. Standart model, pek çok matematiksel hesaba göre yaptığı çıkarsamalarında son derece başarılı olmasına rağmen, kimi atomaltı parçacıkların neden kütlesi olduğunu açıklayamıyordu.
Fizikçi Peter Higgs, 1960’lı yıllarda, kendi adını taşıyan bir teorik parçacık içeren, olası bir matematiksel açıklama yapmış olmasına rağmen, bugüne kadar Higgs bozonunun varlığına dair bir delil bulunamamıştı.
27 km uzunluğundaki BHÇ’nin temel hedeflerinden biri, hızlandırılmış protonları birbirine çarptırarak yaptığı deneyler sırasında Higgs bozonunu açığa çıkarıp saptamaktı. Bu ekip, 4 Temmuz tarihine kadar yaptıkları deneylerde elde ettikleri sonuçların daha önce teorik olarak hesaplanan Higgs bozonu değerleri ile uyumlu olduğunu açıkladı.
Ekip, çalışmalarına devam ediyor. Bu yılın sonuna kadar, Higgs bozonunun varlığını gösteren daha fazla veri toplayarak bunları analiz etme niyetindeler.
Higgs bozununun keşfi ile evren hakkındaki soru işaretlerimizin biraz azaldığını ve evrenin nasıl oluştuğunu biraz daha anladığımızı söylemek mümkün. Bu buluşun şu an için günlük hayatımızı nasıl etkileyeceğini tahmin etmek zor. Ancak şunu söyleyebiliriz: 1897’de elektron keşfedildiğinde, elektronu bulmamızın ne işimize yarayacağı hakkında hiçbir fikrimiz yokken, günümüzde her gün defalarca kullandığımız elektronik cihazları, elektronunun bulunmasına borçuyuz. Higgs bozonu da, benzer şekilde yaşadığımız evren hakkındaki bildiklerimizi artırarak, güncelik hayatımızda bize yardımcı olacak pek çok buluşun kapısını açabilir.
CERN’deki ekip çalışmalarına devam edip Higgs bozonuna ilişkin daha fazla veri toplayadursun, gelin bizler de kısa bir film izleyerek, Higgs bozonu ve standart modeli daha iyi anlamaya çalışalım.
Video: J. Cham ve D. Whiteson, 2012. The Higgs Boson explained. PhD Comics
Kaynaklar
- Avrupa Parçacık Fiziği Laboratuvarı Web Sitesi. www.cms.web.cern.ch
- The Higgs boson explained. PhD Comics.
- Still Confused About the Higgs Boson? The Atlantic.
- The Higgs Boson: A Massive Discovery. Plus Magazine.
- The Higgs Boson: What you should know about it and what it does? The Forbes.