Nedir bu Higgs Bozonu? Neden bu heyecan?
Popüler bilim dergilerinin Ağustos sayılarının kapağı şimdiden belli: Higgs. Bilim kurgu dizisi Lexx’de, Dünya benzeri gezegenler “Tip 13” olarak geçer, çünkü bunlar genelde Higgs bozonunun peşindeki fizikçilerin sebep olduğu içe-patlama ile bezelye tanesi kadar super-yoğun bir maddeye dönüşür! Bozon bulunduğu anda hızlandırıcının çıktığı enerji seviyesi 131313 tekrarı içeren bir miktardır ama tesadüf bu ya o miktar aynı zamanda içe-patlama eşiğidir. Dahası bozonun kütlesi de 131.31313 çıkmaz mı! Neyse ki CERN’deki ATLAS deneyinde bulunan bozonun kütlesi 126 GeV çıktı.
15 yılda 10 milyar dolar harcanıp yapılan ATLAS, dünyanın en büyük makinesi. 25 m çapında 44 m uzunluğunda silindirik bir dedektörler soğanı. Ortasında ışık hızına yakın hızlandırılmış protonlar çarpışıp parçalanıyor ve her katman farklı parçacık çeşitlerini tespit ediyor. 2 yıldır 800 trilyon çarpışma kaydedilmiş, 8’inde Higgs’in özelliklerine sahip bir bozon gözlenmiş. Protonun 1 GeV olduğu düşünülürse bu dev bozon nereden çıkıyor?
Gözlenebilen evrende atom seviyesinde olan hemen herşeyi parçacık fiziğinin “standard modeli” ile hesaplamak mümkündür ve bu hesapların doğru olduğu da gözlenmiştir. Ancak bu model uzay-zamanın ve parçacıkların tüm fiziksel özellikleri açısından simetrik olduğundan yola çıkar. Oysa bir parçacığın enerjisi düşünce bu simetri bozuluveriyor. Dibinde kovuğu olan boş şampanya şişesini düşünün. İçine bir bilye atıp salladıktan sonra bilye kovuğun tepe noktasında asla kalmaz. Oysa hem şişe, hem kovuk, hem de bilye simetrik! Sebep elbette kovuk karşısında bilyenin kütlesi. Peki o zaman kütle nereden çıkıyor?
Cevabı 50 yıl önce Peter Higgs ve ekibi önermiş: Tüm evren aynı dokuya sahip bir alan ile dolu olsaydı, bu alan parçacıkları yavaşlatır yani kütle kazanmalarını sağlardı. Elektromanyetik alan da böyledir ancak dokusu değişiyor, örneğin mıknatısların etrafında. Nasıl o uyarılınca ışık (yani fotonlar) çakıyorsa, Higgs uyarıldığında da bir bozon çıkmalı. İşte çok hızlı söndüğü için gözlenmesi zor olan bu bozon Atlas’ta bulundu. Değer miydi? Belki de bu yerçekimini yenmek için ödenmesi gereken küçük bir bedel.
