Bilim Teknoloji

Higgs Bozonu (Tanrı Parçacığı) Nedir? Ne İşe Yarar?

Bu yazımızda bozonu (Tanrı Parçacığı) nedir konusundan yola çıkarak, özelliklerini ve önemini açıklayacağız. Kısa bir tanım yaparak başlarsak; in başlangıcı kabul edilen Büyük Patlama fikrine göre patlamanın saniyenin milyonda biri kadar sonrasında ilk lar da etrafa saçıldı. Bu lar saf enerjiydi ve bir leri yoktu. bozonu ifadesi de lara kazandıran mekanizma olarak tanımlanarak, 1964 yılında hayatımıza girmiş oldu.

Bozonu (Tanrı Parçacığı)

denince sonlu bir hacmi ve si olup uzayda yer kaplayan en ufak birim aklımıza gelir. Bu tanım ucu açık bir tanımdır. Çünkü “en ufak” sözü limitte sıfır hacim ve sıfır anlamına gelir. Sıfır hacimli ve sıfır li bir varsa bir anda yok olabilir mi? Hayır. Çünkü var olan hiçbir şey yok olamaz ve yokluktan varlık oluşamaz. Işık sıfır li ve sıfır hacimli (yer kaplamayan) bir nesne olup hem dalga hem de gibi davranmaktadır. Görünen ışık elektromanyetik dalga tayfı içinde sadece küçük bir bölümü içermektedir. Radyo dalgaları, televizyon dalgaları, radar dalgaları, röntgen ışınları ve dalgaları da elektromanyetik dalgalardır.

Elektromanyetik dalgalar olarak tanımlanmasalar da etkileme gücüne sahip enerji paketleridirler. Bu enerji paketlerine foton adı verilmiştir. Eğer doğanın en küçük enerji paketi bir foton ise ve siz lardan oluşmuş bir enerji alanı olarak başlamışsa, ilk dönemlerinde maddesel lar nasıl oluşmuştur? Bu soru modern kuramsal fizikçileri meşgul etmiş olan en önemli sorulardan biridir. Nasıl oluyor da sıfır li lar bir araya gelerek li bir oluşturabiliyor?

Bu soruyu yanıtlamak için kavramı üzerinde durmak gerek. Kendi ha bırakılan bir nesne ya yerinde durur veya sabit hızla hareket eder. İkisi arasında fizik yasaları açısından fark yoktur. Sabit hızla hareket eden bir nesnenin hızını değiştirmek için ona bir kuvvet uygulamak gerekir. Newton’un birinci yasasına göre kendi ha bırakılan bir nesne ya yerinde durur veya sabit hızla hareketine devam etmek ister. Fizik yasaları açısından durmak ile sabit hızla hareket etmek arasında fark yoktur. Dolayısıyla kuvvete karşı bir direnç uygular. İşte bu direncin belirtisine biz diyoruz. Newton bu durumu F = m.a olarak ifade etmiştir. Sözel olarak bu denklem Newton’un ikinci yasası olup “kuvvet eşittir çarpı ivme” olarak ifade edilir. Bu ifadede her nesnede bulunan bir özellik olarak tanımlanmıştır. Yani, bir veridir ve nasıl oluştuğu üzerinde durulmamaktadır.

Nasıl Ortaya Çıkmıştır?

kuramına göre sonsuz ve bütünsel bir enerji alanı içinde oluşmuş olan yerel yoğunluktur. Doğada, elektromanyetik alan vardır ama fotonlar yüksüzdür. Ancak elektromanyetik dalgaların dışında siz fakat artı ve eksi elektrik yükü taşıyan ların oluşması gerekmektedir.  Bu tür siz fakat artı ve eksi yüklü ların var olmaları gerektiğini 1961 yılında Jeffrey Goldstone (1933-) denklemlere dayanarak iddia etmiştir. sahibi olmayan bu yüklü lara da Goldstone Bozonu adı verilmiştir. Bugüne kadar siz olan sadece iki bulunmuştur ki bunlar elektromanyetik kuvveti ileten Fotonlar ve içindeki kuvveti ileten Glüonlardır.

Nötrino denen çok küçük maddesel ların sıfıra çok yakın, fakat sıfırdan farklı ye sahip oldukları saptanmıştır. Her üç parçacığın da elektrik yükü yoktur. siz fakat yüklü Goldstone Bozonu uzun süre fizikçilerin başını ağrıtan bir sorun olarak temel kuramının içinde varlığını sürdürmüştür. Bu zor problemi 1964 yılında altı tane fizikçi, çok yakın aralıklarla, yayınladıkları makalelerde çözmüşlerdir. Medyada kolaylık olsun diye bu çözüme kısaca “ Mekanizması” adı verilmiş olsa da çözüme ulaşmış olanlar: Brout, Englert, Guralnik, Hagen, ve Kibble adlı altı fizikçidir.

Mekanizma şöyle işliyor: Yüklü ve sıfır li bir Goldstone bozonu bir foton ile birleşerek yüklü bir W±  ara parçacığı oluşturuyor. W bozonu dengesiz olduğundan kısa bir an içinde bozunarak diğer maddesel Leptonları (elektron, müon ve nötrino) oluşturuyor.

Sıfır li iki tan si olan oluşma mekanizmasına Mekanizması denmesinin nedeni, ’in farklı yapıda (skaler) ve W± den daha yoğun yüksüz fakat si olan bir bozonun varlığına işaret etmiş olmasındandır. İşte, CERN’de varlığı araştırılan ve büyük ihtimalle bulunmuş olan bu yüksüz fakat ağır li Bozonu olmaktadır. bozonu dengesiz ve hızla bozulan bir ara olduğundan deneysel olarak kanıtlanması oldukça zordur. parçacığı birçok şekilde bozunabildiğinden ona “ veren” olarak bakılmaktadır. Medyada “Tanrı parçacığı” denmesinin de nedeni budur.

Ayrıca Bakınız:  Nedir? Ne İşe Yarar? ?

Bozonu Neden Önemlidir?

lara kazandırması dışında ’in esas büyük önemi, ilk atomların oluşumunu açıklayan elimizdeki en geçerli teori olan Standart Model’in bel kemiğini oluşturması. Bunu devasa ve bilmediğimiz sayıda parçadan oluşan bir yapboz gibi düşünün. Yapbozun bütün parçalarını bir araya getirsek bile sonunda nasıl bir resimle karşılaşacağımızı da bilmiyoruz. İşte bu devasa yapboz içinde matematik öyle gerektirdiği için olması gereken ama bu sabaha kadar da varlığı kanıtlanmamış olan ana parçalardan biriydi .

in başlangıç koşullarında bir “süper simetri” olduğuna inanılıyor. Bu simetri bir biçimde ve ’in de katkısıyla bozuldu, o sayede ve bizler var olabildik. bozonu olmasaydı, o zaman bizim deki varlığımızı açıklayacak, ların neden ve nasıl sahibi olduğuna herkesi ikna edip kanıtlanabilecek yep yeni bir teoriye ihtiyacımız olacaktı

Bozonu Varlığı Gerçek Mi?

Tam rakamıyla söyleyecek olursak ’in varlığından yüzde 99.9999426697 oranında eminiz şu an için. Gelecekte CERN’deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’ndan gelecek ilave verilerle bu rakam daha da yükselebilir ama hiçbir zaman yüzde 100 olmayacak Bunun sebebi klasik fizikte değil fiziğinde yatıyor. mekaniğinin meşhur belirsizlik ilkesinin emirleri gereği atom altı ların konumunu ve hızını aynı anda bilemiyoruz. Bunu bilemediğimiz için de olasılık teorisinden ve bunun matematiğinden yararlanarak çok kuvvetli tahminler yapıyoruz.

parçacığını bulmak için İsviçre Fransa hududundaki CERN araştırma merkezinde 24 km çevresi olan yerin 50 metre altında bir sekizgen tünel kazmışlardır. LHC (Large Hadron Collider) “Büyük Hadron Çarpıştırıcısı” denmiş olan bu devasa aletin yapımına Aralık 1991 yılında karar verilmiş olsa da Avrupa devletlerinin onayı 1994 yılında alınabilmiştir.

Şimdi sürmekte olan deneyde protonlar iki zıt yönde dolanarak saniyede 11,000 kere karşılaşıyorlar. Bu karşılaşmaların hepsinde çarpışma gerçekleşmiyor. Fakat arada bir iki proton kafa kafaya çarpıştıklarında büyük miktarda enerji açığa çıkıyor. parçacığı da bu çarpışmaların sadece pek azında ortaya çıkabiliyor. Amaç bu nadir olayı saptayabilmektir.

Yorum ekle

Yorum göndermek için buraya tıklayın