Yeni Çoklu Evren Senaryosu, Garip Bir Higgs Bozonu Özelliğini Açıklayabilir

Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'ndaki araştırmacılar, 2012'de anlaşılması zor Higgs parçacığını keşfettiklerinde, parçacık fiziği için bir dönüm noktasıydı. Bu dönüm noktayı, parçacık fiziğinin Standart Modelini doğrulayarak çok zorlu bir sorunu çözdü.

Ancak, yeni keşiflerde sıklıkla olduğu gibi, bazı sorular cevaplanırken, diğerleri ortaya çıktı. Ve Higgs bozonu için bu sorulardan biri kütle hakkında karşımıza çıkıyor. Tahminlere göre, parçacık, 125 gigaelektronvolttan yaklaşık üç kat daha ağır olmalıydı. Neden daha ağır olmadığından ise emin değiliz, ancak yeni bir makale bu duruma bir çözüm sunuyor. Fransa'daki Université Paris Saclay'den fizikçiler Raffaele Tito D'Agnolo ve Daniele Teresi'ye göre, Evren, birçok evrenden oluşuyorsa bu sorun çözülebilir.

Fizikçilerin bu yeni teorisi yalnızca Higgs bozonunun kütlesini çözmekle kalmaz, aynı zamanda Standart Model'de karşımıza çıkan bir başka sorunu da çözer: Tüm normal maddeyi oluşturan temel parçacıkları bağlayan güçlü kuvvette simetrinin korunması.

Ekibin bu yeni modeli, Evreni çok sayıda evren olarak kabul eder. Bu çoklu evrendeki her evrenin Higgs bozonu için farklı bir kütlesi vardır, bazıları oldukça ağır ve bazıları çok hafif.

Daha sonra fizikçiler bu evrenlerin zaman içinde nasıl evrimleşeceğini hesapladılar. Daha ağır Higgs bozonlarına sahip evrenlerin kararsız hale geldiğini ve bir saniyeden çok kısa bir sürede "büyük bir kırılma" ile hızlı bir şekilde çöktüğünü buldular.

Daha hafif Higgs bozonlarına sahip evrenler hayatta kaldı. Bu senaryo altında, Evrenimiz, çok hafif bir Higgs bozonu ile, katastrofik çoklu evren çatırdamasından belki de tek kurtulan olarak ortaya çıktı.

Bu modelin altında ilginç bir başka şey ortaya çıktı. Kuark adı verilen temel parçacıkları protonlara ve nötronlara bağlayan kuvvet ve daha sonra bu protonları ve nötronları atom çekirdeğine bağlar.

Kuvveti tanımlayan teoriye kuantum renk dinamiği denir. Kuantum renk dinamiğinin çoğu modelinde, güçlü atomik kuvvetlerin, yük paritesi simetrisi veya CP simetrisi denen bir şeye uyması gerekmez; yine de nedense yapıyorlar. Bu, CP sorunu olarak bilinir.

D'Agnolo ve Teresi, simetrik güçlü etkileşimlerin aynı zamanda bir kırılmayı önlemeye de katkıda bulunduğunu buldu. Bu nedenle, hafif bir Higgs bozonu ve CP simetrisinin bir kombinasyonu, Evrenimizin uzun vadeli hayatta kalmasına katkıda bulunabildi.

Bunların hepsi elbette çok teorik ve bu Higgs bozonunun kütlesi için birçok olası açıklamadan sadece biri. Ancak yine de Evrenimizin olağanüstü gizemlerinden bazılarını çözmeye yardımcı olmak için keşif yolları sunuyor.

Teresi, "Modelimiz basit, genel olduğu için öne çıkıyor ve bu iki alakasız bulmacayı aynı anda çözüyor" dedi. "Ve diğer hadronlarda karanlık madde veya bir elektrik dipol momenti aramayı amaçlayan deneylerden elde edilen verilerdeki ayırt edici özellikleri tahmin ediyor."

Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, yükseltmeler için 2019'un başında kapatıldıktan sonra, bu yıl içinde yeniden ateşlenecek. Neyin ortaya çıktığını görmek büyüleyici olacak.

Bu arada, araştırma Physical Review Letters'da yayınlandı.