higgs bozonu

kuvantum alanlar teoremine ve yapılan hesaplamalara göre var olması gereken ancak henüz gözlenememiş bir bozondur. 2007 yılının sonlarına doğru cern de yapılacak olan bir deneyle gözlenmeye çalışılacaktır.

(bkz: higgs bozunumu deneyi)

çok sonralarından gelen edittir. deney 2008 in sonlarında başlamış ancak makina soğuk olduğu için 2009 a ertelenmiştir.

ne aradığımızı biliyoruz ama
ne bulacağımızı bilmiyoruz diyor deneye kafa yoran bilimadamları...

hafta içinde geçen ama yinede çoğu kimsenin net bir şey söyleyemediği enerjidir.

--spoiler--
11 soruda higgs bozonu

1. higgs bozonu nedir?
evrenin başlangıcı kabul edilen büyük patlama'nın hemen saniyenin milyonda biri kadar ertesinde ilk parçacıklar da etrafa saçıldı. bu parçacıklar saf enerjiydi, bir kütleleri yoktu. onlara kütle kazandıran mekanizmanın higgs bozonu olduğu 1964 yılında ortaya atıldı. dün yapılan açıklamayla da bu 48 yıllık teori deneysel olarak da kanıtlanmış oldu.
2. higgs parçacığa kütleyi nasıl kazandırıyor?
higgs bozonunun bir diğer adı da 'higgs alanı.' higgs mekanizması denen şey, bu alanda gerçekleşiyor. parçacık alandan geçerken alanla etkileşime giriyor, alan o anda ortadan kayboluyor, parçacık ise kütle kazanıyor. bu kütle sayesinde atomlar oluşuyor ve nihayetinde biz oluşuyoruz.
3. higgs'in önemi ne?
parçacıklara kütle kazandırması dışında higgs'in esas büyük önemi, ilk atomların oluşumunu açıklayan elimizdeki en geçerli teori olan standart model'in bel kemiğini oluşturması. bunu devasa ve bilmediğimiz sayıda parçadan oluşan bir yapboz gibi düşünün. yapbozun bütün parçalarını bir araya getirsek bile sonunda nasıl bir resimle karşılaşacağımızı da bilmiyoruz. işte bu devasa yapboz içinde matematik öyle gerektirdiği için olması gereken ama bu sabaha kadar da varlığı kanıtlanmamış olan ana parçalardan biriydi higgs.
4. higgs olmasa ne olacaktı?
evrenin başlangıç koşullarında bir 'süper simetri' olduğuna inanılıyor. bu simetri bir biçimde ve higgs'in de katkısıyla bozuldu, o sayede evren ve bizler var olabildik. higgs bozonu olmasaydı, o zaman bizim evrendeki varlığımızı açıklayacak, parçacıkların neden ve nasıl kütle sahibi olduğuna herkesi ikna edip kanıtlanabilecek yep yeni bir teoriye ihtiyacımız olacaktı.
5. higgs'i nasıl gördüler?
görmediler. çünkü higgs görülemez. bir parçacıkla etkileşime girdiği anda yok oluyor higgs. cern'deki bilim insanları onu yok olduktan sonra ortaya çıkan etkilerden hareketle saptayabiliyorlar ancak.
6. higgs'in varlığından yüzde 100 emin miyiz?
hayır. tam rakamıyla söyleyecek olursak higgs'in varlığından yüzde 99. 9999426697 oranında eminiz şu an için. gelecekte cern'deki büyük hadron çarpıştırıcısı'ndan gelecek ilave verilerle bu rakam daha da yükselebilir ama hiçbir zaman yüzde 100 olmayacak.
7. neden yüzde 100 emin olamıyoruz?
bunun sebebi klasik fizikte değil kuvantum fiziğinde yatıyor. kuantum mekaniğinin meşhur belirsizlik ilkesinin emirleri gereği atom altı parçacıkların konumunu ve hızını aynı anda bilemiyoruz. bunu bilemediğimiz için de olasılık teorisinden ve bunun matematiğinden yararlanarak çok kuvvetli tahminler yapıyoruz. mesela yüzde 99. 9999426697 oranında emin olmak şu anlama geliyor: cern'deki deney 3 milyon kere tekrarlansa bu tekrarlarda ancak 1 kez higgs'e benzeyen bir şey tesadüfen ortaya çıkabilir. eğer bir şey yüz seferden 99. 9999426697 seferinde ortaya çıkıyorsa o higgs'dir.
8. higgs bulundu diye boyumuz bir karış uzayacak mı?
bunu bilemeyiz. bilim ve insanlığın doğayı anlama çabasındaki çok önemli bir aşamaydı bu sabahki açıklama. genellikle böyle önemli bilimsel buluşlar doğrudan olmasa da dolaylı yollarla teknolojiye ve dolayısıyla insanlığın refahına önemli hizmetler yapıyor. laser teknolojisi kuvantum fiziğinin sonuçlarından biri. ama bu teknoloji bize önce müzik cd'lerini ve dvd'leri verdi, ardından da devasa bilgi depolama disklerini. yani higgs'in insanlığa nasıl bir teknoloji getireceğini, getirip getirmeyeceğini bugünden kestiremeyiz.
9. buna neden 'tanrı parçacığı' deniyor?
aslında bu isim bir şakadan ibaret. standart model'i popüler dilde anlatmayı deneyen bir kitabın içinde, parçacığa adını veren peter higgs'in 'şu allahın belası parçacık da bulunamadı gitti' diye bir cümlesi var. o cümle zamanla kılık değiştirip 'tanrı parçacığı' şekline dönüştü. popüler dilde, özellikle de gazeteler ve televizyonlarda kullanıla kullanıla da yaygınlaştı.
10. parçacığın tanrıyla bir ililşkisi var mı?
hayır, bilim buna bakmıyor. bilimin aradığı cevap tanrının varlığı veya yokluğu değil, ilk atomların nasıl olup da oluştuğu, evrenin nasıl oluştuğu vs. inançlı biri çıkıp 'siz atom nasıl oluştu diye bakıyorsunuz ama büyük patlamayı tanrı yaptı' diyebilir hala.
11. peki büyük patlama nasıl oldu sahiden?
bunu bilmiyoruz. hatta büyük patlama sırasında geçerli fizik kanunlarını da bilmiyoruz. tek bildiğimiz, bizim şu anki fizik kanunlarımızın o sırada geçerli olmadığı. fizikte buna 'tekillik' deniyor. benzer bir 'tekilliği' kara deliklerin içinde de görüyoruz. kara delik, ışığın bile dışarı kaçmasına izin veremeyecek kadar güçlü bir çekim kuvveti demek. dışarı ışık bile kaçamadığı için içinde ne olduğu hakkında ancak spekülasyon yapabiliriz. `
--spoiler-- ~itü sözlükden alınmıştır
~

sanıyorum kısaca bir tanım yapma gerekiyor.

higgs bozonu, big bang teorisinin temel taşlarındandır. şimdi hepimiz anlayacağı şekilde şöyle açıklamak istiyorum. big bang evrenin sonsuz enerji ve ısı ile dolu bir noktacıktan büyük bir patlama sonucu olduğunu varsayıyor.

şimdi madde dediğimiz şey enerjinin dönüşmüş halidir. yani enerjiye de maddenin dönüşmüş hali denilebilir. sonuç olarak einsteinin e = mc2 formülünden ulaşabiliyorum buna. madde= enerji.

şimdi o küçük noktada patalama olduğu sırada saf enerji ve ısı yayılmaya başlıyor. yani ortada henüz madde yok. saf enerji ve ısı. eğer higgs bozonu olmasaydı evren hala saf enerji ve ısıdan meydana gelmiş olurdu. işte bu enerjiyi ısıyı maddeye çeviren parçacık (tanrı parçacığı) bulundu. yani kuram olarak 1964 yılında ortaya atılmış bir şey ama deneyle henüz kanıtlanmaya çalışılıyor.

yani şöyle düşünün. borunun içine su koyduk ve bu su enerjiyi temsil etsin. borunun içindede soğutucu olsun. soğutucuya değen su buz olsun. soğutucu burda higgs bozonunu buz ise maddeyi temsil ediyor.

anlamadıysanız siz de suç yok. ben de vardır

bulunması halinde maddenin yapısının anlaşılmasında çok önemli sonuçlara adım atılmakla beraber, evreni tek bir denklemle ifade etmenin mümkün kılınacağı düşünülen cisim.

(bkz: şimdi onlar düşünsün)

büyük bir buluştur. bütün bu olaylara ve evrene bakış açısının değişimine genç yaşta tanıklık etmek ise fazlasıyla mutluluk verici; gelecek için ise meraklandırıcı bir durumdur.

hani "acaba şu partikülün kütlesi var mı" diye bir soru vardır ya, mesela elektronun kütlesi vardır, ancak fotonun yoktur falan gibi; işte söz konusu olan higgs bozonu olunca bu soruyu sormak saçmadır. çünkü standart model denen teoriye göre kütlesi olana kütleyi veren bu higgs quantum parçacığıdır. diğer parçacıklar boşlukta vızır vızır gezinirken bu higgs'in alanına girdiği zaman yavaşlar, böylece "cisim" dediğimiz, "atom" dediğimiz, ve bu atomlardan oluşan "tahta", "el", "araba" artık kütlesi olan aklınıza gelen ne var ne yoksa kelimenin tam anlamıyla "vücut bulur". higgs olmasa bütün diğer atom altı parçacıkları evrende bir araya gelemeden uçuşur bir araya gelemezdi.

ve higgs bozonu big bang'ten hemen sonra, saniyeden çok daha küçük bir zaman anında ortaya çıktığı için ayakları yere basar basmaz diğer partiküllere kütleselleşebilme imkanı tanımıştır. özetle, gayet temel bir evren hadisesidir. peki bu bilgi ne işe yarar? bu soruyu soranın ne demek istediğine bağlı: nihayetinde son yüz yılda atomun keşfinden atomu oluşturan en temel yapı parçacığına kadar geldik, evreni ve her şeyin neden ve nasıl oluştuğunu anlamaya çalışıyoruz, bundan daha yüce bir sebep olabilir mi, tek başına yeterli bir neden zaten. bir de elbette bununla tatmin olmayacak ve "neye faydası var, kaşarlı tost bile yapamıyoruz bu bilgiyle" diye hadisenin pratik faydaları ile ilgilenenler olacaktır. bu kısmı için bir şey söylemek için henüz erken.

ama şu kadarı kesin ki insanlığı daha önce hayal bile edemeyeceği bir yere taşıyacak bir bilgidir. şöyle bir örnek vermek gerekirse, 1920'lerin ve 30'ların quantum bilgisi ile transistörler bugünkü elektronik bilgisayarlar mümkün kılındı. ama o zamanlar kimse bunu tahmin bile edemezdi. şimdi tüm maddelere kütlesini kazandıran yapı taşı bulunmuş. bunun anlamını ve nelere yol açabileceğini varın siz düşünün. ben hayal dahi edemiyorum...

edit: higgs bozonunun zamanda yolculukla herhangi bir ilgisi yoktur. iki sebepten:
(1) higgs bozonunun aktif olduğu atom altı boyutta bizim kullandığımız anlamda zaman hiç bir şey ifade etmez.
(2) bizim anladığımız, gördüğümüz boyutta gerçekleşebilecek bir "zamanda yolculuk" termodinamiğin ikinci kanunu (entropi'nin artma ve/veya aynı kalma prensibi) nedeniyle bu evrende mümkün değildir.

eğer bulunazmasa fiziği 50-60 yıl geriye götürecek bozonmuş. normal bir insana ne katkısı olacağını ise sahiden bilmemekle birlikte mutlaka bir faydası olacaktır. seneler önce web kavramı cern'de ortaya çıkmıştı. şimdiki duruma bakın...

maddeye kütle kazandırdığına inanılan, standar modelin eksik kalan parçalarından biridir.
Cern deneylerinde bu bozonu dedektörler sayesinde bulmak ümit edilmektedir ama görülme ihtimali düşüktür.

yaran bir zaytung haberine konu olmuş parçacık.

--spoiler--

Türkiye Atom Enerjisi Kurumu'ndan CERN'e: "Higgs bozonu mu nedir, tam olarak ne oluyor bu şimdi?"

--spoiler--

(bkz: higgs bozonunu google görsellerde aratmak)

Higgs parçacığının bulunması halinde einstein'ın birleşik alan teorisi doğrulanmış olacak ve zamanda yolculuk teori olmaktan çıkacaktır. 8 milyar doları bir parçacık bulmak için boşuna harcamıyorlar. Denizli'de zaman yolculuğu araştırmaları ve deneyleri yapan türkler bu işi daha önce başarırsa yabancı fizikçilere yazık.

gün itibariyle gerçekeştirilen deneyde gözlemlenmiş parçacıktır. heyecan içerisinde bekliyoruz.

parçacık kelimesi atom altı her yapı için kullanıldığından higgs parçacığı denmiştir.

parçacıklar belli hızda hareket ederken higgs alanına girdikleri anda yavaşlarlar ve higgs alanı ile sarılırlar ve kütle kazanırlar.

higgs alanın öyle her parçacığı kabul edip kütle kazandırmaz. mesela elektronlar bu alandan suyun içinde hareket eden hamsi gibi geçerken; kuarklar sen ben gibi suyla bayağı bir haşır neşir oluruz. boyut olarak aynı olan iki parçacık olmasından daha çok etkileşim için gereken ağır olmaktır.

cern de bulunan büyük hadron çarpıştırıcısı sadece higgs bozonu için tasarlanmamıştır. bilim insanları tespiti için uğraşmışlardır. zira parçacıkların çarpışma anında saniyede milyonlarca fotoğraf çeken iki dedektör söz konusu. al sana higgs parçacığı diye bir fotoğrafın olma olasığı çok çok az. ancak al sana higgsin etkisindeki poarçacıkların fotoğrafı diye bir fotoğraf sunulabilir.

görsel

Hiçbirimizin tam olarak bilmediği bir şey. Kabul edelim arkadaşlar, hiçbir şey anlamıyoruz bu işlerden.