Christophe Grojean

Christophe Grojean

Yazar
7.2/10
6 Kişi
·
14
Okunma
·
0
Beğeni
·
201
Gösterim
Adı:
Christophe Grojean
Unvan:
Akademisyen, Bilim Adamı, Yazar
Higgs bozonu, üretildikten sonra tek bir şey düşünür: basit parçalara bölünmek. Higgs bozonunu araştırmak bir fil mezarlığındaki kemiklerin arasında bir mamut kaval kemiği bulmak amacıyla yapılan bir arkeolojik kazı gibi bir şeydir.
Gerçekten de bir Higgs bozonunun bölünmesiyle ortaya çıkan kalıntıların hiçbir özelliği yoktur ve LHC'de protonların çarpışmalarıyla bol miktarda kalıntı oluşmuştur. Yaklaşık 5 milyarda sadece 1 çarpışmada bir Higgs ortaya çıkar.
Higgs alanını onunla etkileşime girmeden kat edenler sadece fotonlar ile gluonlardır. Higgs alanı fotonlara ve gluonlara karşı saydamdır. Elektromanyetik etkileşimlere ya da güçlü etkileşimlere bağlı simetrileri kırmaz. Niçin sadece zayıf etkileşimlerin simetrileri kırılıyor? Fizikçilerin cevabını bilmedikleri bir sorudur bu. "Niçin" çoğu zaman "nasıl"dan daha zor bir sorudur.
Proton iki yukarı kuarktan oluşur ve bunların her birinde kesirli (+2/3) elektrik yükü bulunur; protonda ayrıca elektrik yükü -1/3 olan bir aşağı kuark vardır. Bu ilişki her koşulda protonun elektrik yükünün kesinlikle elektronunkinin tam karşıtı olan ve dolayısıyla atomların ve maddenin elektrik açısından nötralitesini gösteren +1 oluşunu açıklar. Her nefes alışımızda başımızın üstünde saçlarımızın dikilmemesi bu nötralite sayesindedir; soluduğumuz hava elektrik açısından nötrdür.
Belki en basit atomun -hidrojen atomunun- bir elektronu olduğunu bildiğimizden mümkün olabilecek tek çözüm maddenin esasen boşluktan oluşmasıdır. Bu boşluk, Newton ve Galile'nin kesinlikle kuşkulanmadıkları bir öykünün temelini oluşturur. Bu öykü, kuantum mekaniğiyle özel göreliligin evliliğinin meyvesidir ve öykünün ilk sayfaları Einstein tarafından 1905 yılında kaleme alınmıştır.
Genel olarak iki protonun ya da iki parçacığı çarpışmasının bu önemi nereden geliyor? Çok olgun ve güneşe doymuş olsalar bile iki çileğin çarpışmasından niçin elma, armut, renkli naylon ipler çıkmıyor? Çünkü çilekler klasik nesnelerdir ve kuantum nesneleri değildir.
Einstein ışık hızının değişmezliğini birincil bir fizik ilkesi gibi görür ve uzay-zaman bu ilkeye uyum sağlamak zorundadır. Maxwell denklemleri artık bir neden değil sonuçtur.
Kuantum mekaniğiyle özel göreliligi bir araya getirelim: birincisi enerji dalgalanmalarını doğruladığına, ikincisi de enerji ve kütlenin eşdeğer olduğunu gösterdiğine göre kütle dolayısıyla madde dalgalanmaları sonuçlarını çıkarabiliriz bunlardan. Böylelikle boşluk, sanal parçacık çiftlerinin sürekli yaratılmasına ve yok olmasına sahne olur. Bu parçacıklar enerji içerdiklerinden daha hareketlidirler. Boşluktaki bu kuantum hareketliliği gözlemlenebilir.
Dirac kuantum mekaniğinin yasalarının Einstein'in göreliliğinin yasalarıyla birleştiğinde her madde parçacığının mutlaka bir antiparçacıkla birlikte bulunduğunu anlar. Bu güzel kuramsal keşif birkaç yıl sonra Carl Anderson tarafından deneyle doğrulanacaktır.
Bu yeni parçacığın deneysel olarak keşfedilmesi bize ne öğretebilir?
1. Bu keşif sayesinde dünyamızda niçin maddenin antimaddeye baskın çıktığını açıklayabiliriz.
2. Evrende galaksilerin hareketlerinin yönlendiren kara maddenin doğasını anlayabiliriz.
Kısacası kozmolojinin en büyük iki gizemini çözebiliriz.
Higgs bozonunun keşfedilme sürecini, evreni yöneten temel kuvvetler ve temel parçacıklardan başlayarak veriyor. Ardından gelen bölümler ise LHC'nin doğuşundan, ATLAS ve CMS dedektörlerinden kısmen teknik olarak bahsediyor. Son bölüm ise Higgs bozonundan sonra yanıtsız kalan sorularla ilgili.

Amerikalı fizikçi ve Nobel ödülü sahibi Franck Wilczek LHC (büyük hadron çarpıştırıcısı) hakkında şöyle diyordu:
"Bugüne kadar inşa edilmiş her şeyden daha büyük, daha hızlı, daha yaratıcı olan LHC modern uygarlığımızın Mısır piramitlerine en güzel cevabıdır: büyüklüğü ve kibriyle değil işleviyle etkileyen, boş inançlarla ilgisi olmayan, entelektüel bir anıt."

Bugün Higgs bozonunun herhangi bir şeye yararı olup olmayacağını kimse söyleyemez. Ama o kadar önemli değildir bu. Parçacık fiziği standart modeli kurucularından biri olan Steven Weinberg'in Higgs bozonunun bulunmasından birkaç gün sonra NY Times'da çıkan bir makalesinde söylediği gibi "bu bozon evrenin ilk anlarından başlayarak bütün maddeyi yöneten temel yasalar konusundaki derin bilgimizi tamamlamışır." Bu bilgi bundan böyle insanlık mirasının bir parçasıdır.

Yazarın biyografisi

Adı:
Christophe Grojean
Unvan:
Akademisyen, Bilim Adamı, Yazar

Yazar istatistikleri

  • 14 okur okudu.
  • 1 okur okuyor.
  • 6 okur okuyacak.