Neden Kütlemiz Var?

Merkezi İsviçre’de bulunan CERN (Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi) laboratuvarlarında yapılan deneylerde, parçacıkların kütleye sahip olmasını sağladığı düşünülen Higgs bozonunun, bilinen en ağır temel parçacıklar olan üst kuark ve üst anti-kuark ile eşleştiğinin gözlemlendiği ortaya çıktı.

Günümüzde parçacık fiziğindeki en temel gizemlerden bir tanesi, maddeyi oluşturan fermiyonlar (kuarklar, leptonlar) arasındaki çok büyük kütle farklılıklarıdır. Örneğin, bir lepton olan elektronun kütlesi (9,1×10^-31 kg), bir üst kuarkın kütlesinin üç milyonda birinden biraz azdır.

Yapılan deneylerde elde edilen yeni ölçüm sonuçları, Higgs bozonunun, üst kuarkın kütlesinin oluşmasında anahtar role sahip olduğunun güçlü bir göstergesi olarak yorumlanmaktadır. Higgs bozonu, sadece kütlesi olan parçacıklarla etkileşime girmekle birlikte, kendisi, iki kütlesiz fotona bozunurken (parçalanırken) gözlemlenmiştir. Kuantum mekaniği yasalarına göre Higgs bozonu zamanın çok kısa sürelerinde, aniden birbirlerini yok ederek bir foton çiftine dönüşen üst kuark ve üst anti-kuark olarak kararsız bir durumda bulunabilmektir. Bu işlemin oluşabilme ihtimali, Higgs bozonunun üst kuarklarla etkileşiminin (eşleşme olarak tabir edilir) gücü ile değişmektedir. Bunun ölçümü, araştırmacılara Higgs-üst kuark eşleşmesinin değerinin dolaylı olarak tespit edilmesini sağlayacaktır.

Higgs alanı olarak adlandırılan ve evreni kapladığı düşünülen bir alanla birleşik olan Higgs bozonunun yapısının anlaşılmasıyla, parçacıkların neden kütlesinin olduğunun daha iyi anlaşılacağı beklenmektedir. Konuya ilişkin basit bir örnekleme olması açısından, bir havuzda yüzen yüzücüler nasıl ıslanıyorlarsa, Higgs alanı içinde hareket eden bir parçacığında kütle kazandığı varsayılmaktadır.

Atom altı bir parçacık olan Higgs bozonu, CERN laboratuvarlarında yapılan deneyler sonucunda 4 Temmuz 2012 de gözlemlenmişti. Darısı kütle çekim kuvvetinin taşıyıcı temel parçacığı olduğu düşünülen Graviton’un başına!

Yazan: Bilişim Başuzmanı Yusuf Korhan SELEK

Kaynak: [1] http://press.cern/press-releases/2018/06/higgs-boson-reveals-its-affinity-top-quark