CERN’DEKİ DENEYLER VE “TANRI PARÇACIĞI”-HIGGS BOZONU

CERN’DEKİ DENEYLER VE “TANRI PARÇACIĞI”-HIGGS BOZONU

Kütlesiz bir cisim birçoğumuz için o kadar düşünülemezdir ki, kütlenin nasıl kazanıldığı sorunu çok temel bir fiziksel gerçeklikle ilgili olmasına rağmen, herhalde birçoğumuzun aklından bile geçmemiştir. Nitekim 20. yüzyıldan önceki fiziğin birçok dev isminin de bu sorunu gündeme bile getirmemiş olmaları herhalde böylesi bir durumdan kaynaklanmaktadır. Kütle, harekete karşı dirençtir ve kütle olmasaydı; bütün her şey, kütlesiz fotonlar gibi ışık hızında savrulurdu, böylesi bir evrende ise ne yıldızlar ne dünyamız ne de biz var olabilirdik.  Ancak 20. yüzyılda, parçacıkların nasıl kütle kazandığı ve bunla ilgili diğer sorular fizikçilerin önemli bir gündem maddesine dönüştü. Higgs, çalışmalarıyla, temel parçacıkların nasıl kütle kazandıkları ve bu konuyla ilgili birçok sorun için oldukça başarılı matematiksel bir model önerdi. Bu modelin başarılı uygulamaları modele güveni arttırdı. Örneğin Nobel Ödülü’nü kazandıkları ve Higgs Mekanizması’nı kullandıkları çalışmalarında Abdus Selam ve Steven Weinberg, evrendeki dört temel kuvvetten ikisini; elektromanyetik kuvvet ve zayıf nükleeer kuvveti birleştirmek (bu bileşik kuvvet “elektro-zayıf kuvvet” olarak anılır) gibi önemli bir başarıya imza attılar.

Bilim tarihini incelediğimiz zaman, birçok önemli keşfin önce teorik olarak ortaya konduğunu daha sonra gözlemsel kanıtın elde edildiğini görmekteyiz. Kimi zaman, evrenin genişlemesinin anlaşılmasında olduğu gibi, önceden ortaya konmuş teoriden bağımsız olarak hareket eden bilim insanları gözlemi gerçekleştirirler: Edwin Hubble, evrenin genişlediğini gözlemlediğinde Georges Lemaitre ve Alexander Friedmann’ın teorik bulgularını bir çalışma çerçevesi olarak benimsememişti. Kimi zaman, kozmik fon radyasyonun bulunmasında olduğu gibi, önceden ortaya konmuş teoriye bağımlı hareket eden bilim insanları araştırma yaparken, başkaları tesadüfen buluşu yaparlar, fakat ne bulduklarını anlamaları önceki teorinin yardımıyla mümkün olur: Robert Dicke ve arkadaşları, önceden George Gamow ve arkadaşlarının teorik olarak gerekliliğini ortaya koydukları kozmik fon radyasyonunu ararlarken; bu radyasyonu gözlemek ve Nobel Ödülü’nü almak, bahsedilen radyasyonu başka bir konuda çalışırken rastlantısal bir şekilde bulan Arno Penzias ve Robert Wilson’a nasip oldu (önceden bu radyasyon teorik olarak bilinmese, muhtemelen neyi bulduklarını anlayamayacaklardı). Bazen deneysel gözlemsel süreç, tamamen önceden ortaya konan teorinin rehberliği doğrultusunda yürütülür ve teori deneysel olarak doğrulanır. Standart modeldeki birçok parçacığın keşfi, örneğin 1995’te “top kuark”ın keşfi, böylesi bir sürece örnektir. Higgs Bozonu’nun keşfi de böylesi bir sürece örnektir. Zaten, bu Higgs Bozonu’na özel tasarlanan ve çok yüksek teknolojiyle pahalı deneysel şartları gerektiren süreç incelendiğinde, teoriden bağımsız ve rastlantısal bir süreçle bu parçacığın bulunmasının mümkün olmadığı görülecektir.

Higgs Alanı, evrenin her yerinde mevcut olan bir alanı ifade etmektedir; balıkların kendilerini yaşatan suyun farkında olmadan suda yüzdükleri gibi, biz de kütlemizin sebebi bu alanın farkında olmadan yaşamaktayız. Anlaşılmayı kolaylaştırmak kastıyla sıkça verilen örneklere benzer bir örnekle Higgs Alanı’nın ne olduğunu anlatmaya çalışalım: Belli bir alandaki kalabalığı Higgs Alanı gibi düşünebiliriz. Bu alandan çok ünlü bir şarkıcının, daha az ünlü bir şarkıcının ve hiç kimsenin tanımadığı bir kişinin geçmeye çalıştığını hayal edelim: Bu alandan geçerken çok ünlü şarkıcı, etrafına toplanan yoğun kalabalık sebebiyle en zor hareket eden kişi olacaktır (kütlenin harekete karşı direnç olduğunu hatırlayalım), daha az ünlü şarkıcı ilkinden daha az zorlansa da onun da hareketini etrafına toplananlar engelleyecektir, hiç kimseyle temas etmeyen son kişi ise ortamdan hiç hız kesmeden geçebilecektir. Benzer şekilde, fotonlar Higgs Alanı ile hiç etkileşime girmedikleri için mümkün olan en yüksek hız olan ışık hızında hareket ederler, top kuark ise bu etkileşimin sonucunda eşi bottom kuarkın 40 katına yakın kütleye sahip olmaktadır. Bazen ise bahsettiğimiz kalabalık, kendi içinde toplanıp sohbet etmek suretiyle bir yerde kümelenebilir; bu ise analojimizde Higgs Alanı’nın Higgs Parçacığı olarak gözlenmesine karşılık gelmektedir.

Higgs Parçacığı’nın gözlemlenmesini 48 yıl erteleten sebep, bu parçacığın bulunması için çok yüksek enerji değerlerine çıkılmasının gerekliliği oldu. Higgs Parçacığı’nın kütlesi, bir protonun kütlesinin yüz katından daha büyük olduğu için çok yüksek enerji değerlerine çıkılması gerekiyordu; bu değerlere çıkıldığında ise bu parçacık saniyenin çok küçük dilimlerinde görünüp hemen kayboluyordu. Bu ise çok yüksek teknoloji, çok geniş ve sofistike bir ekip çalışmasının yanında milyarlarca dolarla ifade edilen çok yüksek bir bütçeyi ve çok büyük bir parçacık hızlandırıcı makineyi de gerektiriyordu. İsviçre-Fransa sınırında, CERN’de (Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi) inşa edilen, yüzlerce metre yer altında ve 17 mil uzunluktaki, insanlık tarihinin en büyük ve en pahalı makinesi olan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı gibi bir makine olmadan Higgs Parçacığı’nın gözlemlenmesi mümkün olamazdı. Burada, binlerce mıknatıslı bir sistemin yardımıyla, çok yüksek hızlarda, saniyede yüz milyonlarca proton çarpıştırıldı ve çok özel tekniklerle bu çarpışmaların sonucu gözlendi (Higgs çok hızlı bir şekilde gözüküp kaybolduğu için ancak çok özel teknikler ve bıraktığı izlerle gözlemlenebildi). CMS ve Atlas adında iki grup birbirlerinden bağımsız olarak çalışmalarını yürüttü ve ikisi de 2012’de Higgs’i bulduklarını açıkladılar. Higgs aranırken, bu alanla-parçacıkla ilgili zaten yapılan felsefi ve teolojik tartışmalar, bu açıklamayla zirveye ulaştı.

Prof. Dr. Caner TASLAMAN'dan alıntıdır. http://www.canertaslaman.com/2012/12/tanri-parcacigi-felsefi-bir-degerlendirme/

Henüz Yorum Yapılmamış, İlk Yorumu Siz Yapın

Yorum Yollayın