Higgs Bozonlarının Gizli Yaşamı

Kütle veren bu parçacıklar, karanlık maddeyle beraber mi takılıyor?
Görsel Telif: Sandbox Studio, Chicago / Corinne Mucha

Higgs bozonu, evrenin ilk anlarından bu yana mevcut. Yönsüz alanı, uzayın her yanını kaplıyor ve fâni parçacıkları yavaşlayıp, kütle kazanmaya ikna ediyor. Higgs alanı olmadan, kararlı yani durağan yapılar olmazdı; evren soğuk, karanlık ve cansız olurdu.

Çok sayıda bilimci, fizikçilerin atomaltı dünya rehberi olan Standart Model tarafından öngörülmeyen görüngüleri anlamalarında Higgs bozonunun yardımı olacağını düşünüyor. Bilinen tüm atomaltı parçacıkların özelliklerini öngörmede Standart Model çok başarılı olmakla birlikte, kütleçekim, evrenin ivmeli genişlemesi, kendi çevrelerinde dönen gökadaların doğa üstü hızları, maddenin antimaddeden anlaşılmaz fazlalığı vb konularda yetersiz kalıyor.

“Bizim standart parçacıklar kümemizle kolayca etkileşemiyor olabilen yeni fiziği aramada bir araç olarak Higgs bozonunu kullanabiliriz,” diyor Florida Üniversitesi’nden fizikçi Darin Acosta. Özellikle de, Higgs bozonunun karanlık madde ile etkileşebileceği yönünde umutlar besleniyor. Karanlık madde, normal maddeden 5 kat daha fazla miktarda ve çok yaygın olduğu düşünüldüğü hâlde, şimdiye dek hiç doğrudan algılanamamış olan bir madde türü. Karanlık madde adı verilen bu büyük kütleli kuramsal parçacık, kendisini kütleçekimsel çekim etkisi ile belli ediyor. Fizikçiler, onun parmak izlerine evrenin her yanında rastlıyor: Gökadaların dönüş hızı, gökada kümelerinin hareketleri ve uzak ışığın bükülmesi gibi. Karanlık madde her yerdeymiş görünmesine rağmen, bilimciler ışık ile karanlık bölgeler arasında köprü kurabilecek bir araç bulmak için hâlâ kafa yoruyor.

Eğer Higgs alanı evrendeki tek kütle sağlayıcı ise o zaman karanlık maddenin alıcılardan biri olması gerekir. Bunun anlamı, Higgs alanının sözcüsü olan Higgs parçacığının, karanlık madde parçacıkları ile ilişki kuruyor olmasıdır. “Karanlık madde Higgs bozonlarının üretimine yardım ediyor ya da Higgs bozonları bozunup karanlık madde parçacıklarına dönüşüyor olabilir. Kağıt üzerinde basit ama asıl zor olan bunun olduğuna ilişkin kanıt bulmak; özellikle de denklemin bu kadar çok parçası bütünüyle görünmezken,” diyor Acosta.

Görünmeyen Parçacık

Higgs bozonunun karanlık madde ile etkileştiğine ilişkin kanıt bulmak için bilimcilerin görünmezi görmeyi öğrenmesi gerekiyor. Higgs bozonu hiçbir zaman doğrudan görülmedi; aslında Higgs bozonu, kendisi bozununca ortaya çıkan parçacıkların izi sürülerek keşfedildi. Şimdi bulmak istedikleri şey ise Higgs bozonunun tam olarak hangi sıklıkta farklı parçacık tiplerine dönüştüğü ki bu hiç kolay değil. “Algıcımızla tüm görebildiğimiz, son durum adını verdiğimiz son bozunum basamağı. Çoğu durumda Higgs, son durumda gördüğümüz parçacıkların ebeveyni değil, ebeveyninin ebeveyni oluyor, “diyor CERN araştırmacısı Will Buttinger.

Standart Model, Higgs bozonunun olası tüm bozunumlarını öngörmekle kalmayıp, herbir bozunumun olasılıklarını da veriyor. Örneğin, Higgs bozonlarının %60’ının bir çift alt kuarka, %0,2 gibi azıcık bir miktarının ise bir çift fotona dönüşeceğini söylüyor. Eğer deneysel sonuçlar, Higgs bozonunun belirli parçacıklara öngörülenden daha az ya da çok bozunduğunu gösterirse, buradan birkaç Higgs bozonunun karanlık maddeye dönüştüğü sonucu çıkarılabilir.

Elbette bu tür duyarlılık ölçümleri, Higgs’in bozunum gidişatının bir parçası olarak karanlık maddeye evriliyor olup olmadığını bilimcilere söyleyemez; tek söylediği tuhaf davrandığıdır. Higgs’i iş üzerinde yakaladıklarını söylemek için bilimcilerin kesin kanıtlara gereksinimi vardır. Buttinger, görünmez şeyleri görebilmenin ise yarattıkları etki sayesinde olabildiğini söylüyor. Örneğin insanlar rüzgarı göremez ama camdan dışarı baktığımızda, nesnelerin hareketlerine dayanarak, rüzgar olup olmadığını kolayca söyleyebiliriz. Bilimciler de karanlık madde parçacıklarını benzer bir yolla arıyor.

“Her etkinin, kendisine eşit ve zıt yönlü bir tepkisi vardır,” diyor Buttinger. “Eğer bir yöne giden parçacıklar görürsek, ters yöne giden bir şeyler olması gerektiğini de biliriz.” Eğer bir Higgs bozonu görünür bir parçacık ile çiftlenmiş bir karanlık madde parçacığına dönüşürse, sadece görünür parçacıkların izlerine bakınca açıklanamayan güzergâhlar görülecektir; belki de bu bir karanlık madde parçacığın kaçışına işarettir.

Higgs bozonu, Standart Model’in ötesindeki ve içinde olup da tabloya dahil edilememiş olan alanları keşfetmek için bilimcilerin eline geçen en yeni araç. Büyük Hadron Çarpıştırıcısı‘nda süren deneylerin, bu ketum parçacığın ağzından laf alabilmesi umuluyor.

Kaynak ve İleri Okuma

Etiket
  • Projelerimizde bize destek olmak ister misiniz?
  • Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.
  • Destek Ol
Yorum Yap (0 )

Yorum yapabilmek için giriş yapmalısınız.

Bunlar da ilginizi çekebilir

Bağış Yap, Destek Ol!
Projelerimizde bize destek olmak isterseniz,
Patreon üzerinden
bütçenizi zorlamayacak şekilde aylık veya tek seferlik bağışta bulunabilirsiniz.
E-Bülten Üyeliği
Duyurulardan e-posta ile
haberdar olmak istiyorum.
Reklam Reklam Ver
Arşiv