Edinburgh Üniversitesi’nde görevli Peter Higgs’in 1960’lı yıllarda ortaya attığı Higgs Boson (Tanrı’nın zerrecikleri) büyük patlamanın ardından ortaya çıkacağı varsayılan parçacıkların ismi. Peter Higgs ’e göre kainat, Higgs Alanı ismini verdiği bir enerji tarafından yaratıldı. Bu enerji, büyük patlamanın ardından ortaya çıkan parçacıklarla etkileşime girdi ve “Higgs Boson” ismi verilen zerreciklerin ortaya çıkmasına sebep oldu. Bu zerrecikler maddeye kütle kazandırdı. Fakat Higgs’in bu teorisi kimi saygın fizik dergileri tarafından kabul görmemişti. Maddeye kütle özelliği veren parçacığın adı olan higgs parçacağı, bu parçacıklar hakkında çok bilgi olmamasından ötürü Tanrı’nın zerreleri olarak da anılıyor.TANRININ ZERRELERİ (HİGGS DENEYİ)
(Prof. Dr.Cengiz Yalçın'ın yazısı)
Yerli ve yabancı basında son günlerde,(örneğin Hürriyetin 10/04/2008 tarihli sayısında), Tanrının Zerreleri ve benzeri başlıklar altında sıkça yer alan haberler, bu ünlü deneyi modern bir efsaneye dönüştürmüştür.
Sanırım yakında bir film'e veya bir TV dizisine bile konu olabilir.Tanrının zerreleri ismi verilen Higgs parçacıkları nasıl bir şeydir ve evrenin hangi gizemlerine nasıl bir açıklama getirecektir? CERN' DE (European Laboratory for Partimle Physics) 2008 de gerçekleştirilmesi planlanan tüm zamanların en pahalı(yaklaşık 6-7 milyar dolar) deneyinden insanlık ne beklemektedir?
Fiziğin genel anlamda bilimin çözüm bekleyen üç temel problemi vardır:
1-Maddeyi meydana getiren bölünemeyen en küçük yapı,yani temel parçacıklar nelerdir?
2- Temel parçacıkları bir arada tutan nesneleri meydana getiren kuvvet nedir?
3-Temel parçacıklara kütle kazandıran,yani maddesel evreni oluşturan,fiziksel mekanizma nasıl bir şeydir?
 |
| Peter Higgs |
Maddenin en küçük temel yapı birimini bulmak için,1950-60 yılları arasında nötron,proton ve elektrona ilave olarak, temel olduğu sanılan çok sayıda parçacık keşfedilmiştir.Sayıları her geçen gün artan bu parçacıklar,periyodik cetvelde olduğu gibi,özellikleri birbirine benzeyen guruplar oluştururlar.1964 yılında Gell-Mann ve Zewing,tüm parçacıkların,nötron ve proton da dahil,daha küçük parçalara bölünemeyen üç kuarktan meydana geldiğini,kurguladıkları model ile açıklamışlardır.Yüksek enerjili elektron demetleri protonlar ile çarpıştırılmış,proton içinde,gerçekten modelin öngördüğü gibi, elektron demetini saçan üç nokta merkezin bulunduğu görülmüştür.Derin saçılma deneyi olarak bilinen bu ünlü deney ile kuark modelinin doğru olduğu kanıtlamıştır.Ayrıca modelinin söylediği gibi, kuark elektrik yüklerinin 2e/3;2e/3 ve -e/3 olduğu görülmüştür.Burada e elektron yüküne karşı gelmektedir.Elektron Yükü'nün kesirli olduğunu da ilk olarak bu deney ile kanıtlanmıştır.1964 den itibaren parçacık fiziğinin tüm senaryolarında kuarklar baş aktör olarak sahne aldılar.Böylece 1970 li yılların başında,Gell-Mann önerilerine dayandırılarak geliştirilen standart model şekillenmeye başlamış oldu.Model maddenin bölünemeyen en küçük yapı birimlerini ve bu birimleri bir arada tutan kuvveti, yani yukarıda 1 ve 2 no ile verilen temel problemleri açıklamayı hedefler.
Maddenin bölünemeyen en küçük yapı taşları,hassas teknolojiler ile birlikte molekülden atoma,atomdan çekirdeğe ve elektrona, oradan nötron ve protona, oradan kuark,lepton,nötrino ve bozonlara gelip dayanmıştır.Kuantum mekaniği bütün bu gelişmelerin entelektüel alt yapısını oluşturmuştur.
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.
Fermionlar kütlesel parçacıkları,bozonlar kuvvet alanlarını oluştururlar
Fermionlar da kendi aralarında Kuark ve Leptonlar olmak üzere iki gruba ayrılır. Leptonlar küçük kütleli parçacıklardır.Örneğin elektron bir leptondur.Her bir leptona bir nötrino tekabül eder.Elektrona tekabül eden nötrino'ya elektron nötrino denir.Fermionlar,bozonlar,leptonlar ve nötrinolar birbirlerinden fiziksel özellikleri ile ayrılırlar.Birinci kuşak fermionlar,maddenin temel yapı taşlarıdır.Atom çekirdeği nötron ve protonlardan,nötron ve protonlar da birinci kuşak yukarı (up) aşağı (down) kuarklardan meydana gelir.Birinci kuşak lepton ise atomik yörünge elektronudur.İkinci ve üçüncü kuşak fermionlar ve leptonlar ve onlara tekabül eden nötrinolar sadece yüksek enerji fiziği deneylerinde kendilerini gösterirler.
.
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.Böylece bilim evrenin üçüncü gizemini de açıklığa kavuşturacaktır.
Şimdi akla şöyle bir soru geliyor.Tüm zamanların en pahalı bu deneyinden beklenen nedir?
Burada amacımız parçacık fiziği dersi vermek değil sadece Higgs parçacığının önemini anlatmaktır.Standart model parçacıklarının nasıl kütle kazandıkları yani nasıl maddesel parçacıklar haline geldiği,günümüze kadar çözülmüş bir problem değildir.
Higgs alanı temel parçacıkların nasıl kütle kazandıklarını yani maddesel evrenin nasıl oluştuğunu açıklayacaktır.
Serbest elektronun ölçülen kütlesi ile bir elektrik alanı içinde ölçülen kütlesinden daha küçüktür.Bunun anlamı elektron bir manyetik alan ile etkileşirken fazladan kütle kazanmaktadır.Kuraklar da Higgs alanı ile etkileşerek kütle kazanırlar.Deney bu düşünüşün doğru olup olmadığını ortaya koyacaktır
Evren,büyük patlama oluşmuş bir enerji sistemdir.Singüler noktadan enerji,Higgs olarak fışkırmış ve aynı anda uzay-zamanı oluşturmuştur.Higgs büyük proton hızlandırıcısının detektörlerinde kendini gösterirse,bir teorik fizikçi olarak göstereceğinden eminim,bilim kutsal kitaplardaki ünlü cümleyi
'Tanrı önce ışığı yarattı' '
'Tanrı önce Higgs'i yarattı'
şeklinde değiştirecektir.Basın bu gerçeğin farkında olarak Higgs'e bu nedenle Tanrının zerreleri ismini vermiş olabilir.Gerçekten bu ünlü deneye,büyük patlama anının,yani yaradılış anının,laboratuar ortamında bir tekrarı gibi bakmak mümkündür.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder
Eleştirilerinizi bu alanda yayınlayabilirsiniz.