Higgs bozonu

Higgs bozonuna ait bir işaret olduğu tahmin edilen ve proton-proton çarpışması sonucu ortaya çıkan verilerle hazırlanan temsili bir grafik. Bozon anında bozunuyor ve ortaya 2 elektron ile 2 hadron jeti (şekilde çizgiler halinde gösterilmiştir) çıkıyor.

Higgs bozonu. Peter Higgs, Gerald Guralnik, Richard Hagen, Tom Kibble^[1], François Englert ve Robert Brout tarafından Standart Model'deki fermiyonlara kütle kazandırmak için varlığı öne sürülmüş spini 0 (sıfır) olan parçacık. H veya h olarak kısaltılır. Aralık 2011'de o zamanlar iki ana deneyin (ATLAS ve CMS) sözcüleri birbirlerinden bağımsız sonuçlara dayanarak Higgs parçacığının 125 GeV/c² (133 proton kütlesi, 10⁻²⁵ kg) değerinde bir kütleye sahip olabileceğini belirtti. Ayrıca yaptıkları açıklamada 115–130 GeV/c² arası hariç Higgs'in bulunmayacağı diğer kütle aralıklarının önemli ölçüde elendiğini belirttiler.^[2] BHÇ'nin kesin bir sonuç için gerekli cevabı 2012'nin sonunda vereceği söylendi.^[3][4][5][6] 22 Haziran 2012'de CERN, yapılan deneylerin son durumu hakkında bir seminer verileceğini duyurdu.^[7][8] 28 Haziran 2012 civarlarında parçacığın bulunduğu yönünde açıklamaların geleceği medyada yayılmaya başladı fakat bunun "sadece güçlü bir sinyal" mi yoksa resmi bir keşif mi olacağı belirsizdi.^[9]

4 Temmuz 2012'de CERN, "Higgs bozonu ile tutarlı" bir parçacığın resmi keşfini açıklamaya yeterli olan "5 sigma" seviyesindeki sinyali doğruladı. Gerçekten de Higgs bozonunun teorik olarak tüm öngörülen özellikleri taşıyıp taşımadığını ve eğer taşıyorsa Standart Model'in hangi versiyonunu daha çok desteklediği ise ileride yapılacak olan araştırmaların göstereceği belirtildi.^{[10][11][12][13][14]} Ayrıca bu Higgs bozonu ile tutarlı olarak bulunan parçacığa şimdilik "higgson" ismi verilmiştir.^[15]

14 Mart 2013'te bilimadamları Higgs Bozonu'nun varlığından emin olduklarını açıkladı. 8 Ekim 2013 tarihinde Alfred Nobel adına verilen Nobel Fizik Ödülünü, Peter Higgs ve François Englert'in kazandığı açıklandı.^[16]

Kuramsal ayrıntılar

Standart Model içindeki kuvvet taşıyıcı ayar bozonları kısa erimli doğaları sebebi ile kütleli olmak zorundadırlar. Higgs spin'i 0 (sıfır) olan kompleks bir alandır. Bu iki yüksüz, iki de yüklü parçacığa karşılık gelir. Higgs potansiyeli Kendiliğinden Simetri Kırılması dolayısıyla bir vakum beklenen değerine VBD sahip olur. Aynı zamanda sözü geçen 4 parçacıktan sadece bir tanesi kalır. VBD, SU(2)_L ayar alanın 3 tane ayar parçacığına kütle verir. Bu 3 ayar parçacığı $W^{\pm}$ ve Z^0 bozonlarıdır.

Deneysel ayrıntılar

2008 yılının sonlarında çalışması planlanan CERN'deki LHC hızlandırıcısında yapılacak CMS deneyi, ATLAS, LHCb deneyi ve ALICE deneylerinde Higgs parçacığı yanı sıra Standart Model ötesinde nasıl bir fizik olduğu araştırılmaya devam etmektedir. CERN deneyinde bulunduğu sanılmaktadır.

13 Aralık 2011'de, ATLAS Deneyi ile 2011 yılı içerisinde elde edilen bulgular açıklandı. Bu bulgulara göre Higgs bozonunun kütlesi 131-453 GeV aralığında %95 ihtimalle bulunmamakla birlikte olası kütlesinin 126 GeV civarında olduğu tahmin ediliyor.^[17] CMS deneyi ekibi ise 124 GeV civarında olduğu yönünde tahmin ettiklerini belirttiler.

Kaynaklar

1. Global Conservation Laws and Massless Particles
2. As of 13 December 2011 ATLAS excludes at the 95% confidence level energies outside 116–130 GeV/c² and CMS excludes at the 95% confidence level energies outside 115–GeV/c².
3. "ATLAS experiment presents latest Higgs search status". CERN. 13 December 2011. http://www.atlas.ch/news/2011/status-report-dec-2011.html. Erişim tarihi: 13 December 2011. 
4. "Detectors home in on Higgs boson". Nature News. 13 December 2011. http://www.nature.com/news/detectors-home-in-on-higgs-boson-1.9632. 
5. "CMS search for the Standard Model Higgs Boson in LHC data from 2010 and 2011". CERN. 13 December 2011. http://cms.web.cern.ch/news/cms-search-standard-model-higgs-boson-lhc-data-2010-and-2011. Erişim tarihi: 13 December 2011. 
6. "ATLAS and CMS experiments present Higgs search status". CERN. 13 December 2011. http://press.web.cern.ch/press/PressReleases/Releases2011/PR25.11E.html. Erişim tarihi: 13 December 2011. 
7. Press Conference: Update on the search for the Higgs boson at CERN on 4 July 2012
8. "CERN to give update on Higgs search". CERN. 22 June 2012. http://press.web.cern.ch/press/PressReleases/Releases2012/PR16.12E.html. Erişim tarihi: 2 July 2011. 
9. http://www.timeslive.co.za/scitech/2012/06/28/higgs-boson-particle-results-could-be-a-quantum-leap
10. "CERN experiments observe particle consistent with long-sought Higgs boson". CERN. 4 July 2012. http://press.web.cern.ch/press/PressReleases/Releases2012/PR17.12E.html. Erişim tarihi: 4 July 2012. 
11. Observation of a New Particle with a Mass of 125 GeV
12. Latest Results from ATLAS Higgs Search
13. Video (04:38) - CERN Announcement (4 July 2012) Of Higgs Boson Discovery.
14. Overbye, Dennis (July 4, 2012). "A New Particle Could Be Physics’ Holy Grail". New York Times. http://www.nytimes.com/2012/07/05/science/cern-physicists-may-have-discovered-higgs-boson-particle.html. Erişim tarihi: July 4, 2012. 
15. Higgs Bozonu Bulundu Mu? - KBT Bilim, 04 Temmuz 2012
16. "'Tanrı parçacığı'na Nobel!" (Türkçe). sabah. 08.10.2013. 12 Haziran 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. http://web.archive.org/web/20150612062334/http://www.sabah.com.tr/dunya/2013/10/08/nobel-fizik-odulu-sahiplerini-buldu. Erişim tarihi: 9 Ekim 2013. 
17. Higgs Parçacığı Keşfedilmek Üzere Mi? | KBT Bilim, 13 Aralık 2011