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

Kızıl Gezegen Mars, 31 Temmuz’da 15 yıl aradan sonra Dünya’ya en yakın konumda olacak. Mars 27 Temmuz’da ise karşı konumda. Bu konumdayken Güneş, Dünya ve Mars aynı hizadadır ve Dünya Güneş ile Mars arasında bulunur.

Gökbilim ve Uzay

21 Haziran yaz gündönümü yani gündüz süresinin en uzun, gece süresinin en kısa olduğu zaman.

Gökbilim ve Uzay

NASA, Uluslararası Uzay İstasyonu’nda (ISS) kuantum fiziği deneylerinin yapılacağı bir Soğuk Atom Laboratuvarı kurmaya hazırlanıyor. Laboratuvar, kurulumu tamamlandığında evrenin bilinen en soğuk yeri olacak.

Gökbilim ve Uzay

Gökbilime biraz da olsa ilgi duyuyorsanız sizin de gökyüzünde ilk bakışta fark ettiğiniz yıldızların oluşturduğu şekiller vardır. Gözlem yaptıkça gökyüzündeki daha fazla şekil ve bu şekilleri oluşturan gökcisimleri hakkında bilgi sahibi olursunuz. 

Gökbilim ve Uzay

2018 TÜBİTAK Ulusal Gözlemevi (TUG) Lisans Öğrencileri Yaz Programı başvuruları 4 Mayıs’ta sona eriyor.

Gökbilim ve Uzay

Karanlık maddenin doğası bugün hâlâ tartışma konusu. Ancak fizikçilerin çoğunun üzerinde anlaştığı bir nokta varsa o da karanlık maddenin gökadaların oluşumu açısından çok önemli olduğudur. 

Gökbilim ve Uzay

2014’ten beri düzenlenen ODTÜ Bilim Günleri bu yıl 28-28 Nisan’da gerçekleştirilecek.

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.