Higgs Kuvveti Nerede?

Bozonlar, doğadaki 4 temel kuvveti taşıyan parçacıklardır. Bu kuvvetler sayesinde itilen ve çekilen parçacıklar karmakarışık bir çorba olmak yerine, görünür evreni kaplayan yıldız ve gökadalardan oluşan bir mozaik oluştururlar. Higgs bozonu ise Standart Model’deki diğer parçacıklara pek uymuyor.

Temel kuvvetler protonların inanılmaz ölçüde kararlı olmasını (“güçlü kuvvet” protonu oluşturan kuarkları birbirlerine çeker), pusulaların kuzeyi göstermesini (“elektromanyetik kuvvet” pusula iğnesini dünyanın manyetik kutbuna çeker), elmaların ağaçtan düşmesini (“kütleçekim kuvveti” meyveyi yere doğru çeker) ve güneşin parlamasını (“zayıf kuvvet” nükleer füzyonun gerçekleşmesini olası kılar), yani evrenin bu şekilde işlemesini sağlarlar.

2012 senesinde Higgs bozonu da temel bozonlar ailesine resmen kabul edilmiş oldu. Higgs’in bozon sınıfında yer almasının nedeni, “spin” adı verilen bir kuantum mekaniksel özelliğinden ileri gelir. Spin, bir parçacığın içsel açısal momentumunu temsil eder ve Standart Model arkadaşları ile nasıl geçineceğini karakterize eder.

Bozonların spini bir tamsayı (0, 1, 2 vb.) olur ve böylece duygularını rahat ifade edebilen tipler olurlar. Kendilerine ait özel bir alana gereksinim duymazlar. Fermiyonlar ise tamsayı olmayan buçuklu spinlere (½, 3/2 vb.) sahip olur ve bu onları biraz yalnızlığa iter. Diğer parçacıklardan belli bir uzaklıkta durmayı tercih ederler. Spini 0 olan Higgs parçacığı da bu durumda resmen bozon ailesine mensup demektir.

“Bozonların her biri 4 temel kuvvetten biri ile ilişkilidir. Dolayısıyla yeni bir bozon keşfetmenin yeni bir kuvvet keşfetmek anlamına gelmesi doğal bir şey,” diyor New York Üniversitesi’nden Doç.Dr. Kyle Cranmer. Bilimciler birHiggs kuvvetinin varolduğuna inanıyor. Ancak onun dışlanmasının nedeni de bu kuvvetle olan ilişkisi. Bundan dolayı Standart Model tablolarına eklense bile bozon ailesinden ayrı biçimde resmediliyor.

Higgs bozonu, temel parçacıkların bazılarıyla etkileşerek onlara kütle kazandıran Higgs alanının bir uyarılmış durumudur. “Higgs alanının parçacıklara kütle kazandırış biçimi, kendine özgü benzersiz bir özelliği. Bu onu evrendeki tüm diğer bilinen alanlardan farklı kılıyor,” diyor Harvard Üniversitesi’nden kuramsal fizikçi Matt Strassler. “Higgs alanı ortaya çıktığında, ortam tüm parçacıklar için değişiyor. Boş uzayın kendi doğasını değiştiriyor. Parçacıkların bu alanla etkileşme biçimleri de kendi içsel özelliklerine göre oluyor.”

Bir alanın bir kuvvet üretebilmesi için gereken üç özellik var: Alanın açılıp kapanma özelliği olmalı, tercihli bir yönü olmalı, çekme veya itme yapabilmeli. Normalde Higgs alanı bu özelliklerden ilk ikisine sahip olmuyor; her zaman açık ve tercihli yönü yok. Ancak Higgs bozonunun varlığı durumunda alan çarpıklaşıyor ve kuramsal olarak bir kuvvet üretebilir hale geliyor.

“İki parçacığın Higgs alanını kullanarak birbirlerine çekme uygulayabileceğini düşünüyoruz. Higgs parçacığının varolması gerektiği öngörüsünü yaparken kullandığımız denklemler, böyle bir kuvvetin de varlığını öngörüyor,”diyor Strassler. Bu kuvvetin evrende nasıl bir rol oynuyor olabileceği ise halen gizemini koruyor. “Higgs ‘alanı’nın kararlı madde oluşumu için olmazsa olmaz bir gereklilik olduğunu biliyoruz. Ancak Higgs ‘kuvveti’ için bildiğimiz kadarıyla böyle bir zorunluluk yok,” diye ekliyor Strassler.

Higgs kuvvetinin bir başka açıdan önemli olabileceğini belirten Strassler, evrende bulunan karanlık madde miktarı ya da madde-antimadde dengesizliği ile ilgili olabileceğini düşünüyor. Yine de bu konuda konuşmak için erken. Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nın şu anki çalışması sırasında, fizikçiler ilk çalışmada üretilenden 10 kat daha fazla Higgs üretmeyi bekliyor. Bu da bilimcilerin bu tuhaf parçacığın özelliklerini daha derinlemesine incelemelerini sağlayacak.

Kaynak
*Bilimfili - "Higgs Kuvveti Nerede?"
http://bilimfili.com/higgs-kuvveti-nerede/