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

Columbia Üniversitesi’nden bir grup araştırmacı ötegezegen keşfetmek için yaptıkları çalışmalar sırasında Kepler-1625b gezegeninin etrafında dolanan bir uydu keşfetti.

Gökbilim ve Uzay

Hayabusa 2 uzay aracından ayrılan iki keşif aracının Ryugu asteroidinin yüzeyinden çektiği ilk fotoğraflar Dünya’ya ulaştı.

Gökbilim ve Uzay

TÜBİTAK Uluslararası İnsansız Hava Araçları (İHA) yarışmasının üçüncüsü 20-23 Eylül tarihleri arasında TEKNOFEST kapsamında İstanbul Yeni Havalimanı’nda yapıldı.

Gökbilim ve Uzay

İnsanlığın evreni anlama çabası da gökyüzünün kendisi kadar muhteşem değil mi? Üst üste konulan tuğlalarla yavaş yavaş yükselen bir yapı gibi kuşaklar boyunca oluşturulan bilgi birikimine hayran olmamak elde mi?

Gökbilim ve Uzay

Oort Bulutu’nun iç sınırı ile dış sınırı arasındaki mesafe o kadar büyüktür ki NASA’nın günde 1,5 milyon kilometre kateden uzay aracı Voyager 1’in bu hızla Oort Bulutu’na ulaşması yaklaşık 1300 yılı, Oort Bulutu’ndan çıkması ise 30.000 yılı bulabilir.

Gökbilim ve Uzay

Türkiye Teknoloji Takımı Vakfı (T3 Vakfı) önderliğinde düzenlenen TEKNOFEST İstanbul Havacılık, Uzay ve Teknoloji Festivali 20-23 Eylül tarihleri arasında İstanbul Yeni Havalimanı’nda gerçekleştirildi.

Gökbilim ve Uzay

Gökyüzü gözlemine ilgi duyuyorsanız mevsimler değişirken gökyüzündeki dönüşüme de tanık olmuşsunuzdur.

Gökbilim ve Uzay

İnsanların en büyük hayallerinden biri belki de başka gezegenleri ve yıldız sistemlerini ziyaret etmek. Böylesi uzun bir yolculuk için çok hızlı hareket edebilen uzay araçlarına ihtiyacımız var.

Gökbilim ve Uzay

Ekinoks olayı yılda iki kez gerçekleşir. İlkbahar ekinoksu (ilkbahar ılımı olarak da isimlendirilir) Kuzey Yarımküre’de ilkbaharın, sonbahar ekinoksu (sonbahar ılımı olarak da isimlendirilir) ise sonbaharın ilk günü olarak kabul edilir.

Gökbilim ve Uzay

Model uydu yarışması CanSat Competition 2018’de Bülent Ecevit Üniversitesi grizu-263 takımı ikinci oldu.