Higgs Bozonu Nedir?

SPİN, maddeye kütle kazandırdığına inanılan, standart modelin eksik kalan parçalarından biridir.
LHC ( Avrupa Nükleer Araştırma Kurumu (CERN)' nun inşa ettiği laboratuardır) deneylerinde bu bozonu dedektörler sayesinde bulmak ümit edilmektedir ama görülme ihtimali düşüktür. Her bir parçacığın toplam spini sabittir; ancak spinin yönü sabit değildir.Kütlesiz oldukları için fotonların ve nötrinoların dönme eksenleri, hareketlerinin doğrultusuna paraleldir. Spini tam sayı olan parçacıklara da BOZON adı verilir. Bose -einstein istatistiğine tabidir. Parçacık fiziğinde çekirdek kuvvetinden etkilenen atomaltı parçacıklara HODRON adı verilir.

Kısa ön bilgilerden sonra gelelim asıl konumuza konumuza gelebiliriz artık; HİGGS BOZONU.

Bu parçacık istikrarsız karaktere sahiptir. Adeta “ilahi parçacık” gözüyle bakılıyor, zira birçok araştırmacı bu parçacığı teorik olarak inceledi, ama şimdiye kadar hiç kimse onu göremedi. Bozon, onu 1964 yılında “tümdengelim” (dedüksiyon) yöntemiyle ortaya çıkaran İngiliz fizikçisi Peter Higgs’in adını taşıyor. Bozonun varlığını deneyle kanıtlamak, parçacık fiziğinde bilinenleri özetleyen “Standart Modelin” eksik halkasını bulmak anlamına gelecek.

Eğer bulunazmasa fiziği 50-60 yıl geriye götüreceğinden bahseden Bilim adamları normal bir insana ne katkısı olacağını ise sahiden bilmemekle birlikte mutlaka bir faydası olacağından bahsediyorlar.
LHC Genel Müdürü Robert Aymar, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nın “dünya görüşümüzü ve kainata bakışımızı değiştirebilecek sonuçlar üreteceğinden emin olduğunu” belirtti. Çalışma en büyük bilim projesi olarak adlandırılırken, aralarında Türk fizikçi ve mühendislerinde olduğunu öğreniyoruz.

Parçacık fiziği madde'nin parçacıklarını ve aralarındaki karşılıklı etkileşimi konu alan fizik dalıdır. Atomaltı parçacıklarını inceler.
Atomaltı parçacıklar bağımsız olarak ömürleri çok kısa olduğu için normal şartlar altında gözlemlenemezler. Bu amaçla oluşturulan parçacık hızlandırıcısı denilen dev düzeneklerde, yüksek elektrik alan etkisi ile hızlandırılmış parçacıkların manyetik alan etkisi ile odaklanarak çarpıştırılması ile ortaya çıkan farklı parçacıklar incelenebilir hale getirilmeye çalışılır. Bu işlemlerin yapılmasında ve yaratılan çarpışmalarda ortaya çıkan enerji miktarları çok büyük olduğundan parçacık fiziği yüksek enerji fiziği olarak da adlandırılır.


Uçuruma yakın para harcanmasıyla, çalışmalarında Türk fizikçi ve mühendislerininde bulunduğu bu büyük çalışmanın sebebi sadece 4 soruya cevap aramak. Cevabı bulunduğu takdirdeyse büyük bir fizik açıklaması bekleniyor. Araştırılan sorular şöyledir;

- Higgs bozonunu bulmak,
- Süpersimetrinin sırrını ortaya çıkarmak,
- Madde ve antimaddeyi anlamak,
- Büyük Patlamadan hemen sonra saniyenin binde birindeki sürede ortaya çıkan şartları yeniden yaratmak.

Higgs bozonu, kütlenin nasıl kazanıldığının anlaşılmasını sağlayacak. Bazı parçacıkların niçin kütleden mahrum olduğu da böylelikle anlaşılabilecek.

* Süpersimetre:
Son yılların en esrarengiz keşiflerinden birisidir. Çünkü görünen madde evrenin sadece yüzde 4’ünü oluşturuyor. Kainatın yüzde 23’ü karanlık madde, kalan yüzde 73’ü de karanlık enerjiden teşekkül ediyor. Bu konunun aydınlatılması; karanlık maddenin, “nötralino” adı verilen süpersimetrik parçacıklardan oluştuğunu gösterebilecek.

* Madde ve antimaddenin esrarı:
Enerji maddeye dönüşürken, bir parçacık ve zıt kutuplu elektrik yüküne sahip bir yansıması, bir başka deyişle antiparçacığı oluşuyor. Parçacık ve antiparçacık bir araya gelecek olursa birbirlerini yok ediyor ve enerji ortaya çıkıyor. Mantık, madde ve antimaddenin evrende eşit miktarda bulunması gerektiğini söylese de, antimadde nadir bulunuyor.

* Büyük Patlamadan sonra saniyenin binde birindeki şartları yeniden oluşturmak:
O sırada madde, kuark ve glüonlardan oluşan bir çeşit “yoğun ve sıcak çorba” olarak ortaya çıktı. Çorba soğuyup yoğunlaşırken, kuarklar; protonlar, nötronlar ve diğer kompozit parçacıkları oluşturdu. LHC, ağır iyonları birbirleriyle çarpıştırarak bir anlık da olsa, Güneş çekirdeğindekinden 100 bin kat daha yüksek sıcaklık elde etmeye çalışacak. Bu çarpışmalar sırasında kuarklar ortaya çıkacak. Araştırmacılar, serbest kalan kuarkların maddeyi oluşturmak için ne şekilde ve nasıl birleştiklerini gözlemleyebilecek.

SONSUZ KÜÇÜK VE SONSUZ BÜYÜK

- LHC çarpıştırıcısı “hadron” ailesinden hidrojen protonlarını, ışık hızının yüzde 99, 999’uyla 27 kilometrelik tünele fırlatacak.
- Yerin 100 metre altında saniyede 1 milyar proton çarpışması meydana gelirken, yer üstündeki 3 bin bilgisayar saniyede 100 kadar çarpışmayı analiz edecek. Toplanacak veriler, değişik ülkelerde CERN’le bağlantılı araştırma merkezlerine anında iletilecek.
- Tünel dünyanın en soğuk “buzdolabı” olacak, zira süper iletken mıknatısları eksi 271, 3 dereceye kadar soğutuldu. Eksi 273, 15 mutlak sıfır kabul ediliyor.
- Tünel boyunca sıralanan dört çarpıştırıcı devasa boyutlarda. En büyükleri Atlas, 25 metre çapında, 46 metre boyunda bir silindir. Ağırlığı 7 bin ton kadar. 3 bin kilometreyi bulan kablolarla sarmalanmış halde. Silindirin yerleştirilebilmesi için, 300 bin ton taş ve toprak kazıldı, 50 bin ton beton döküldü. Atlas, bir yıl içinde, dünyanın en büyük kütüphanesi olan Kongre Kütüphanesindeki 3 milyar kitaptakinden 160 kat fazla veri toplayacak.
- Proton huzmesi, 10 saatte tünel içinde 10 milyar kilometre kadar yol almış olacak ki, bu, Yer’den Neptün’e gidiş geliş mesafesine eşit. Tam yoğunluğa erdiğinde, her proton huzmesi, saatte 1600 kilometre hız yapabilen bir otomobil için gerekli enerjiyi üretir hal gelecek.
- Çarpışmalar 14 “tera elektron volt” enerji ortaya çıkaracak. Bu, çok yoğun enerji demek. Bu sayede bir an için de olsa, Güneş’tekinden 100 bin kat fazla sıcaklıklar elde edilebilecek.

Devam edecek...