Son Yılların En Önemli Fizik Olayı Higgs Bozonu'nun Açıklayıcı Bir Anlatımı

higgs’i bir parçacık, atom veya partikül olarak değil, bir alan olarak açıklamakla işe başlamak, daha doğru olacaktır

varolan herşeyin partiküllerden oluştuğunu biliyoruz. bu partiküller, serbest bırakıldıklarında ışık hızı ile ilerler. partiküller higgs alanının içinden geçerken, etkileşime girer, bazıları ise girmez. kütlesi olan partiküller, higgs alanı ile temas ederken, olmayanlar etmez.

kalıplarla anlamaya çalıştığımız bu hayali dünyayı, görselleştirmek maksadıyla, bütün uzay boşluğunun, kar örtüsüyle kaplandığını düşünelim. bütün yönlere giden, pürüzsüz, sayısız ışık hızı uzaklığına kadar uzanan, engin bir kar örtüsü ile. şimdi, bu karla örtülü alandan geçmeye çalışacağımızı varsayalım. yine diyelim ki bir kayakçısınız, karın üzerinden geçip gidebiliyorsunuz. işte bu, tam da higgs alanı ile etkileşime girmeyen partiküllerin yaptığı şey. karın üzerinde neredeyse hiç iz bırakmadan, batmadan, ışık hızında giden bir foton olabilirsiniz bu anlamda. peki ya kar ayakkabılarınız yoksa? o zaman da kara batarsınız, hızınız yavaşlar, ışık hızını kaybedersiniz. hızınızı kaybettikçe, kütleniz kar örtüsünün içinde daha da batmaya başlar.

higgs bozonu nedir diye tekrar soralım

bilim insanlarının açıklamalarına göre, kar örtüsünü oluşturan kar taneleri ise, higgs alanını oluşturan her bir partikül de higgs bozonudur denilebilir. higgs bozonu, diğer tüm temel elementlere kütlesini veren yapı taşıdır, diyebiliriz.

günlük hayatımızda varolan her şey, bir elektron, iki de kuarktan oluşur. bunlarla bir proton veya nötron elde edebilirsiniz. artık bir partikülünüz var. elektron, proton ve nötronları birleştirerek bir atom oluşturabilirsiniz. ancaki şu ana kadar keşfedilen 12 partikül var. kaç tane var bunlardan, milyonlarca mı, yoksa sadece bu kadar mı, bilinmiyor. bu 12 partikül, birbirleriyle nasıl bir kalıba göre etkileşimde bulunuyorlar da sonuçta eldeki atomları elde ediyoruz? asıl soru bu. higgs bozonu, bu soruların yanıtı. orada olmasının kanıtlanması ise, sadece bir başlangıç.

büyük hadron çarpıştırıcısı, içine iki tane partikül attığınızda, bunları yüksek hızla çarpıştırır. sonuç ise, bu iki parçacığın eklenmesi anlamına gelmez. saf enerji elde edersiniz. yani diğer adıyla, güç taşıyan bir ‘varlık’. bir lokantada oturduğunuzu, 200 kalorilik bir yiyecek sipariş ettiğinizi düşünün. bu tanım, ne yiyeceğinizi belirtmez; ne kadar yiyeceğinizi belirtir. bu yüzden bu dev deney aleti ile elde edilen veriler, her seferinde yepyeni enerji çeşitleri ortaya çıkartabiliyor. ancak higgs bozonunun varlığının tartışıldığı modele göre, olmayan modelle arasındaki fark gözlem yapmak için çok ama çok küçük. bu nedenle trilyonlarca denemeden sonra sigma 5 seviyesinde (%99.99994) bir sonuç ile açıklama yapılabildi. bunu, uzun süre gökyüzüne bakmaya benzetebiliriz. kısa bir süreliğine, belki bulutlu bir gece gökyüzünde çok bir şey göremeyebilirsiniz, ancak seneler boyunca yılmadan bakmaya devam ederseniz, gezegenleri, takım yıldızları, galaksileri gözlemleyebilir, hatta bunlardan anlamlı bulgulara ulaşabilirsiniz. tıpkı stonehenge’i ya da piramitleri inşaa eden zekaların yaptığı gibi.

yine sonuç olarak önümüzde bir “kütle” gerçeği var ve herşeyi içinden çıkılması çok güç yapan da bu. kütlesi olan iki “şey” birbirine çekim uygular, ki buna yerçekimi denir. henüz kanıtlanmamış olsa da, yerçekiminin varlığını her an hissediyoruz; varoluşunu aydınlatmaya çalışsak da, ilginç bir şekilde itici kütleye veya itici yerçekiminin neden olmadığını anlayabilmiş değiliz. bu yönden yerçekimi, varolan diğer güçlerden farklı bir enerji türü. artık bize bunu söyleyecek olan, önümüzdeki günlerde bilim insanlarının elindeki bulgularla yapacağı yeni keşifler. kim bilir, belki de yerçekiminin sırları öğrenilir, kontrol edilmeye başlanabilir!

şu anda parçacık fiziği sayesinde sahip olduğumuz veriler, zaten varolan tüm parçacıkların birbirleriyle olan etkileşimlerini, bizim anlayabileceğimiz ölçülerde ve matematiksel olarak açıklayabiliyor

bu kuramların şemsiye niteliğinde altında buluştuğu ana kuramımızın takma adı da “her şeyin teorisi”. çünkü adından da anlaşılabileceği gibi, fiziksel tüm olayların, mantıksal matematik kurallarına göre hesaplanabileceğini yansıtıyor. standart fizik kuramındaki tüm formüller incelendiğinde, hepsinin simetrik olduğu gözümüze çarpar. özellikle ilk iki sırada bulunan hesaplamalara bakarsak, farklı kütlelere sahip olan iki atomun birbirine eşit olduğu görülür. bilim insanları, bu simetrinin bir göz yanılması olduğu kanaatindeydiler ve bir şekilde farklılıkları olması gerektiğini savunuyorlardı. higgs bozonu, insanlık için nice buluşlar yapılmasına ev sahipliği yapmış standart modeli doğruladı; “buradayım!” dedi. herşeyin yerli ve yerinde olduğu adına bir kilometre taşı oldu.

sonuç

iki protonu trilyonlar değerinde elektrik ışını ile çarpıştırarak, daha önce doğada karşılaşmadığımız bir parçacık bulundu. etrafımızda gördüğümüz herşey, ve bizler, bu bozona benzeyen bir parçacığın yan ürünüdür. bu yeni buluşla, big bang’in de ötesine gitmek, başlangıcın da başlangıcında ne olduğunu görebilmek mümkün olacak. higgs bozonu, tüm evreni harekete geçiren varlık olarak tanımlanıyor. keşfetmek istediğimiz bu engin okyanusta, artık rotasız olmayacağız, en azından nereye gitmemiz gerektiğini biliyoruz. kısacası, higgs alanı ve higgs bozonunun keşfi, teknolojinin elektriği yeniden bulması kadar değerli.

ne olacak?

en çok merak ettiğimiz soru bu olsa gerek; hayatımıza nasıl bir etkisi olacak? bu sorunun cevabını peter higgs’in kendisi de bilemiyor. yukarıda anlatmaya çalıştığım süreç, fizikçileri ve hatta sıradan fizikçiler bir yana, kuantum fiziği üzerine çalışan uzmanları bile zorlayacak güçte. somut olarak ise, yeni tür “madde”lerin, hatta belki karanlık maddenin (dark matter), belki farklı boyutların, belki de paralel evrenlerin keşfine giden yolun başında bu buluş gelecek ve yeni bir fizik dalının temeli olacak. belki, bir paralel evrende kendimizle karşılaşabileceğiz, ve ancak bunun felsefi ve teolojik olarak sonuçlarını kaldırabilecek güçte bir dünyanın, kuantum fiziğini desteklemesi gerekecek. daha da somut olarak, 2000 yılında “asla bulamayacaksınız.” diyen stephen hawking, 100 dolarını kaybetti.

bu arada, son olarak söylemeliyim ki; “tanrı parçacığı” tanımı, bilim adamlarının en sevmediği ve yanlış bulduğu tanım. bu tanımı onların yanında yapmaktan çekinin. zira "tanrının cezası parçacık" daha uygun bir tabir.