Higgs Bozonu 2012 yılında ilk kez gözlemlendi. Parçacığın gözlemlenmesinden sonra bu parçacığın var olduğunu öne süren araştırmacılardan ikisi, Peter Higgs ve François Englert, Nobel Fizik Ödülü’yle onurlandırıldı.
Higgs parçacığı Standart Modelde’ki parçacık teosini en uygun şekilde tamamladı.
Cern’deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısında (LHC) çalışan bilim insanları, bulgu henüz doğrulanmamasına rağmen, verilerde belirli bir enerjide tepe noktası olarak algılanan başka bir parçacık görmüş olabileceklerini düşünüyorlar.
Bu durum parçacık fizikçileri arasında oldukça heyecan yarattı. Fiziksel gerçeklik anlayışımızı doğrulayan Higgs parçacığının aksine, bu yeni parçacık farklı bir anlayış getiriyor.
Yeni parçacık- 28 GeV’de (bir enerji birimi) veride gizemli bir çarpışmadan oluşuyor. Bulgular ArXiv’de bir ön baskı olarak yayınlandı. Bu dergi henüz hakemli bir dergi olmasa da bu büyük bir sorun değil.
LHC’de çok sıkı bir iç inceleme prosedürü vardır. Yazarları “4.2 standart sapma önemi”ni rapor ettikleri zaman analizlerini doğru bir şekilde yaptıklarından emin olabiliriz.
Bu, parçacık gerçek bir parçacıktan ziyade veride rastgele bir parazitin yarattığı şans eseri bir parçacık. Bu durumda ortaya çıkma olasılığı ise sadece yüzde 0.0013’tür.
Bu çok küçük ihtimaldir. Öyleyse bu rastgele bir parazitten daha önemli bir şey olmalıdır.
Veriler Ne Diyor?
Protonların (atom çekirdeğindeki parçacıklar) parçacıklarını bir araya getiren birçok LHC deneyi, fotonlar (ışık parçacıkları) veya elektronlar gibi bilinen parçacıkların çarpışmasıyla yeni ve egzotik parçacıklar ortaya çıkarabiliyor.
Bunun nedeni, Higgs gibi ağır ve “görünmez” parçacıkların genellikle kararsız olması ve daha kolay algılanabilen daha hafif parçacıklara ayrılmalarıdır.
Bu nedenle, bu parçacıkları deneysel verilerde daha ağır bir parçacık bozulmasının sonucu olup olmadığına bakılmalıdır. LHC, bu tekniklerle birçok yeni parçacık bulmuştur ve hepsi standart modele oturtulmuştur.
Yeni bulgu, CMS dedektöründen gelmektedir. Burada elektronlara benzer, fakat daha ağır olan, iyi bilinen ve kolaylıkla tanımlanmış parçacıkların birkaç çifti gözlemlendi.
Bu parçacık çiftinin enerjileri ve yönleri analiz edildi. Bu çift, tek bir ana parçacığının bozulmasından geldiyse, ana kütlesi nedir?
Çoğu durumda, muon çiftleri (muonlar, elektron benzeri-1 e yük ve 1/2 spinli ancak daha yüksek kütleye sahip temel parçacıklardır), bir parçacığın bozulmasından ziyade iki farklı olgudan kaynaklanmatadır.
Bu gibi durumlarda ana kütle hesaplandığında, verilerde özellikle 28GeV’de (veya başka bir enerjide) dar bir tepe oluşmaz, geniş bir enerji yelpazesine yayıldığı görünür.
Ancak deneyde enerji yelpazesi değil bir tepe noktası oluşuyor.
Bu gerçek bir tepe noktası mı, yoksa sadece arka plandaki (kesikli eğri) noktaların rastgele dağılımından dolayı istatistiksel bir dalgalanma mıdır?
Eğer bir tepe noktası ise ise, bu muon çiftlerinin bir kısmının gerçekten de muonlar yayarak bozulan büyük bir temel parçacıktan geldiği anlamına gelir.
Bu önemli etkiler geçmişte de ortaya çıktı ancak daha fazla veri alındığında ortadan kayboldu.
28 GeV değerine baktığınızda bir tepe noktası üreten rastgele bir parazit olma olasılığı bir milyonda 13’tür.
Teorisyenler, Higgs parçacığının daha hafif bir versiyonunu bulabileceğimizi söylüyorlar.
Bulunan yeni parçacığın Z bozonu ya da ağır bir foton olabileceği de düşünüldü ancak elektronlarla etkileşime girmeleri gerekirdi. Bu, elektronların tespit edilmesi kolay olduğu için onları daha önce keşfetmemiz gerekirdi.
Potansiyel yeni parçacık, bu özelliklere uymuyor.
Eğer bu parçacık gerçekten var ise, Newton’un yer çekimi, Einstein’ın genel göreliliğine yol açtığı gibi, standart modelin yerini alacak.
Ancak süpersimetri, ekstra boyutlar ve büyük birleşme teorileri.standart modelin genişletilmesi için tercih edilen adaylardan biri olmayacak.
Bunların hepsi yeni parçacıklar önermektedir.
Diğer büyük LHC deneyi ATLAS da benzer verilere sahip. Ekip buradan gelen verileri analiz etmeye devam ediyor.
Araştırmacılar aradıkları şeyi bir gün görecekler ve hepimiz için yaşam aniden çok ilginç olacak.