Higgs Bozonu I: (Soru-Cevap)

Büyük Hadron Çarpıştırıcısı

CERN'de toplamda dört büyük deney yapılmaktadır. Bunlar sırasıyla CMS, ATLAS, LHC-B ve ALICE olarak isimlendirilmiştir. Özellikle LHC (Large Hadron Collider - Büyük Hadron Çarpıştırıcısı) olarak isimlendirdiğimiz deneyde ''Kütle ve madde nasıl oluştu?'' sorunsalına cevap aranmaktadır. Bizi konumuz itibariyle ilgilendiren deney ise ''LHC'' deneyidir.

Higgs Bozonu Nedir?

Higgs Bozonu, bundan yaklaşık 50 yıl önce ''Peter Higgs'' tarafından ortaya çıkmıştır. Peter Higgs'e göre Büyük Patlama'dan sonra açığa çıkan enerji sonrası parçacıklara ''kütle'' kazandıran bir atom altı parçacık olduğunu ileriye sürmüştür. Higgs Bozonu, evrenin yapı taşlarını oluşturan ve maddenin en küçük birimlerinden biridir. 

Higgs Bozonu, temel düzeyde bazı parçacıkların neden kütleye sahip olduğunu ve hatta bir örnek verecek olursak ağır nesneleri itmenin neden zor olduğunu açıklamaktadır. Bu sorun, su dolu bir havuzu boşken ki haline nazaran çok daha zor hareket ettirmekle karşılaştırılabilir. Eğer parçacıklar kütleye sahip olmasaydı (kütle cisimlerin hızlanmasını zorlaştırır) cisimler uzayda ışık hızında ilerleyip dururlardı.

Peter Higgs parçacık kütlelerinin güzel fakat karmaşık bir sistemle var olduğunu öngören bir model geliştirdi. Sadece kütleye sahip olan ve başka hiçbir karakteristiğe sahip olmayan bir parçacıkla işe başlıyor. Bu parçacığa H diyelim. H, diğer parçacıklarla etkileşime giriyor. Örneğin H bir elektronun yanındaysa ikisi arasında bir güç var demektir. H bozon sınıfında bir parçacık. Ve H ile etkileşime giren diğer parçacıklar kütle kazanıyor ve evrenin bildiğimiz şekilde var olmasını sağlıyor.

Standart modele göre, madde yani evren daha küçük parçalara bölünemeyen 12 fermion ve 6 bozondan oluşan toplamı 18 temel parçacıktan meydana gelir. Fermion ve bozon sözcüklerinden çekinmeyin.Bunlar maddeyi meydana getiren temel parçacıklara verilen ortak isimlerdir. Standart modeli oluşturan parçacıkların Higgs bozonu hariç tümü deneysel olarak var oldukları kanıtlanmıştır. Deney Higgs’in varlığını kanıtlamak için yapılmaktadır.Eğer varlığı kanıtlanır ise maddenin oluşum mekanizması anlaşılacaktır.

Higgs Bozonu Nasıl Aranıyor? & Higgs Bozonu Nasıl Bulunmuştur?

Öncelikli olarak deneyler ''Parçacık Fiziğinin'' temel prensiplerine dayanarak yapılmıştır. Einstein'ın ünlü E=mc^2formülüne göre kütle ve enerji birbirine dönüşebilir. Deneylerde Einstein'ın öngörmüş olduğu formül ve hesaplamalar üzerinden gidilmiştir.

Deneye geçecek olursak; yüksek enerjili parçacıkları birbirine çarptırarak açığa çıkan enerjiden yeni parçacıklar oluşmaktadır. (Buna saçılma diyoruz.) Oluşan parçacıklar ve bunların bozunum ürünleri , geride bıraktıkları izler sayesinde bulunuyor ve ölçülüyor. Bu yapılan ölçümler sonrası açığa çıkan parçacıkların ''Higgs Bozonu'' olup olmadığını anlayabiliyoruz.

CERN'de yapılan Büyük Hardron Çarpıştırıcısı (LHC) saniyede 610 milyona varan çarpışmada ortaya çıkan şu ana kadar gözlemlediğimiz ve tespit ettiğimiz ''Standart Model Parçacıkları.'' (Bu parçacıkların hepsi , her çarpışmada düzenli olarak çıkmaktadır.) Higgs Bozonu ise sadece yaklaşık olarak 1 trilyon çarpışmada ortaya çıkan ve ortalama olarak 250-300 bulunmaktadır ve standart model parçacıklarına nazaran çok daha kısa süre göstermektedir ve buna bağlı olarak çabuk bozunmaktadır. Ancak yapılan çalışmalar sonucunda ''Higgs Bozonu'' parçacığı uzun deney ve ölçümler sonucunda bulunmuştur.


Kaynaklar:

1-) “Higgs Boson: The Missing Piece in the Universe’s Jigsaw Puzzle” – John-Paul Ford Rojas – Telegraph
2-)“At the Hearth of All Matter : Hunt for God Particle” - Joel Achenbach – 




Alıntı : http://www.bilimedair.net/2013/06/higgs-bozonu-i-soru-cevap.html