Skip to content Skip to navigation

Higgs Bozonu

Dr. Mahir E. Ocak
22/09/2017 - 10:27

Higgs bozonu, parçacık fiziğinin standart modelinde yer alan temel parçacıklardan biridir. İlk kez 1960’larda var olduğu öne sürülen bu parçacığın gerçekten var olup olmadığı parçacık fiziğinin en temel sorusu olarak görülüyordu. 2010’larda Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi’nde (CERN) yapılan deneyler sırasında özellikleri Higgs bozonuna benzeyen bir parçacığın gözlemlenmesinden sonra bu parçacığın var olduğunu öne süren araştırmacılardan ikisi, Peter Higgs ve François Englert, Nobel Fizik Ödülü’yle onurlandırıldı.

Kütleçekimi dışında kalan üç temel etkileşimi (güçlü etkileşim, zayıf etkileşim ve elektromanyetik etkileşim) bir araya getiren kuram, parçacık fiziğinin standart modeli olarak anılıyor. Her ne kadar eksiklikleri olduğu düşünülse de standart model bugün pek çok fiziksel olguyu başarıyla açıklıyor. Ancak kuram henüz geliştirilme aşamasındayken pek çok zorlukla karşılaşılmıştı. Özellikle elektromanyetik etkileşim ve zayıf etkileşimi bir araya getirme çabaları hep aynı noktada tıkanıyordu. Elektrozayıf kuramın arzu edilen simetrilere sahip olabilmesi için ya kütleli olduğu bilinen pek çok parçacığın kütlesiz olması ya da var olmayan kuvvetlerin ve kütlesiz parçacıkların kurama eklenmesi gerekiyordu. Bu önemli sorunun aşılması Nobel ödüllü fizikçi Yoichiro Nambu’nun simetri kırılması üzerine yaptığı çalışmalardan yararlanılarak mümkün oldu. 1964 yılında üç ayrı araştırma grubu neredeyse eşzamanlı olarak (önce ağustos ayında François Englert ve Robert Brout, sonra ekim ayında Peter Higgs, daha sonra kasım ayında Gerald Guralnik, Carl Hagen ve Tom Kibble) simetri kırılmasından yararlanarak kütleyle ilgili sorunların aşılabileceğini gösterdi. Araştırmacılara göre bugün Higgs alanı olarak anılan bir alan tüm uzayı kaplıyor ve çeşitli temel parçacıkların kütle kazanmasına sebep oluyordu. Takip eden yıllarda bu çalışmalardan yola çıkılarak tutarlı bir kuram oluşturuldu. Her ne kadar bu yıllarda Higgs alanının varlığına dair deneysel bir veri olmasa da fiziksel olguları tahmin etme konusundaki başarısı kuramın doğru olduğunu düşündürüyordu.

Higgs alanının varlığını doğrulamanın en basit yolu bu alandan kaynaklanan temel parçacığı (Higgs bozonunu) gözlemlemeye çalışmaktır. Ancak spini ya da elektrik yükü olmayan Higgs bozonu, çok kısa sürede bozunduğu için parçacık dedektörleriyle doğrudan belirlenemez. Deneyler sonucunda elde edilen veriler kullanılarak, meydana gelen süreçler sırasında Higgs bozonuna benzeyen bir parçacığın oluşup oluşmadığı tahmin edilmeye çalışılır. Ayrıca Higgs bozonunun kütlesi standart model tarafından belirlenmeyen, deneylerle ölçülmesi gereken bir parametre olduğu için Higgs bozonunun hangi enerji aralığında aranması gerektiği de önceden bilinemez. Tüm bu zorluklar sebebiyle Higgs bozonunun varlığının doğrulanması ancak yıllar süren çalışmalar sonucunda mümkün oldu.

Higgs bozonuyla ilgili ilk deneyler 1990’larda CERN’de yapılmıştı. Sonuçlar, eğer böyle bir parçacık varsa kütlesinin 114,4 GeV/c2’den küçük olamayacağını gösteriyordu. Daha sonraları Tevatron’da yapılan deneyler, kütlenin 147-180 GeV/c2 aralığında da olamayacağını gösterdi. Higgs bozonunun varlığına işaret eden ilk sonuçlar, 2010’larda CERN’de yapılan deneyler sırasında elde edildi. Araştırmacılar 2013 yılının Mart ayında kütlesi yaklaşık 125 GeV/c2 olan bir parçacık gözlemlediklerini ve detaylı analizlerin bu parçacığın bir Higgs bozonu olduğunu gösterdiğini açıkladı.

İlgili İçerikler

Gökbilim ve Uzay

Gökbilimciler Samanyolu’nun merkezindeki devasa karadeliğin etrafında onlarca karadelik keşfetti. Sonuçlar, yıllar önce öne sürülmüş, çok büyük kütleli karadeliklerin binlerce karadelik tarafından çevrelendiğini öne süren bir kuramı destekliyor. Dr. Charles J. Hailey ve arkadaşlarının konu hakkında yazdığı makale Nature’da yayımlandı.

Gökbilim ve Uzay

Güneş ışığı beyazdır fakat içinde birçok farklı rengi barındırır. Bu farklı renkleri, beyaz ışığı bir prizmadan geçirdiğimizde ya da bir gökkuşağı oluştuğu sırada görebiliriz. Güneş’ten gelen beyaz ışık Dünya atmosferinde yol alırken birçok parçacıkla çarpışarak saçılır.

Gökbilim ve Uzay

Ankara Üniversitesi Kreiken Rasathanesi her yıl olduğu gibi bu yıl da kapılarını 7'den 77'ye tüm  gökyüzü meraklılarına açıyor. 21 Nisan’da başlayacak Halk Günü etkinlikleri ekim ayı sonuna kadar devam edecek ve ayda bir gerçekleştirilecek.

Gökbilim ve Uzay

Uluslararası bir araştırma grubu yeni bir ötegezegen keşfetti. K2-229b adı verilen, Dünya’ya yaklaşık 340 ışık yılı mesafedeki gezegenin çok yoğun bir çekirdeğe sahip olması bakımından Merkür’e benzediği belirtiliyor. 

Gökbilim ve Uzay

Gökbilim fotoğrafları gökcisimlerinin fotoğraflarının optik ekipmanlar (örneğin teleskop, fotoğraf makinesi lensi) ve dijital fotoğraf makineleri kullanılarak çekilmesi ve bu fotoğrafların bilgisayar ile işlenmesi süreci olarak tanımlanabilir.

Gökbilim ve Uzay

Dünya üzerindeki bir noktanın konumunu enlem ve boylam bilgilerine göre veririz. Peki, gökcisimlerinin örneğin yıldızların, gezegenlerin ve uyduların gökyüzündeki konumlarını nasıl belirleyebiliriz?

Gökbilim ve Uzay

ABD Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi’nden (NASA) bilim insanları uzayın derinliklerinde hareket eden uzay araçlarının konumunu belirleyebilmek için pulsarları yani atarcaları kullanan bir sistem geliştirdi.

Gökbilim ve Uzay

Araştırmacılar antimaddeyi bir yerden başka bir yere taşımak için kullanılacak araçlar üretmek için çalışmalara başladı. Projenin yaklaşık dört sene içinde tamamlanması planlanıyor.

Gökbilim ve Uzay

Orta Doğu Teknik Üniversitesi Amatör Astronomi Topluluğu tarafından düzenlenen Dilhan Eryurt Gökbilim Günü etkinliği 7 Nisan 2018 Cumartesi günü ODTÜ Fizik Bölümü Prof. Dr. Necdet Bulut Amfisi’nde gerçekleştiriliyor.

Gökbilim ve Uzay

Bu fotoğraf NASA’nın Cassini uzay aracı tarafından Ağustos 2009’da Satürn ekinoks konumundan ayrıldıktan yaklaşık bir ay sonra çekildi. Fotoğrafta Satürn’ün halkalarının çok ince bir şerit şeklinde gezegenin üzerine düşen gölgesini görebilirsiniz.