11 soruda Higgs bozonu

Şu an Hürriyet'in tablet edisyonunda yayında olan yazımı burada sunuyorum...

11 soruda Higgs bozonu

1. Higgs bozonu nedir?

Evrenin başlangıcı kabul edilen Büyük Patlama'nın hemen saniyenin milyonda biri kadar ertesinde ilk parçacıklar da etrafa saçıldı. Bu parçacıklar saf enerjiydi,  bir kütleleri yoktu. Onlara kütle kazandıran mekanizmanın Higgs bozonu olduğu 1964 yılında ortaya atıldı. Dün yapılan açıklamayla da bu 48 yıllık teori deneysel olarak da kanıtlanmış oldu.

2. Higgs parçacığa kütleyi nasıl kazandırıyor?

Higgs bozonunun bir diğer adı da 'Higgs alanı.' Higgs mekanizması denen şey, bu alanda gerçekleşiyor. Parçacık alandan geçerken alanla etkileşime giriyor, alan o anda ortadan kayboluyor, parçacık ise kütle kazanıyor. Bu kütle sayesinde atomlar oluşuyor ve nihayetinde biz oluşuyoruz.

3. Higgs'in önemi ne?

Parçacıklara kütle kazandırması dışında Higgs'in esas büyük önemi, ilk atomların oluşumunu açıklayan elimizdeki en geçerli teori olan Standart Model'in bel kemiğini oluşturması. Bunu devasa ve bilmediğimiz sayıda parçadan oluşan bir yapboz gibi düşünün. Yapbozun bütün parçalarını bir araya getirsek bile sonunda nasıl bir resimle karşılaşacağımızı da bilmiyoruz. İşte bu devasa yapboz içinde matematik öyle gerektirdiği için olması gereken ama bu sabaha kadar da varlığı kanıtlanmamış olan ana parçalardan biriydi Higgs.

4. Higgs olmasa ne olacaktı?

Evrenin başlangıç koşullarında bir 'süper simetri' olduğuna inanılıyor. Bu simetri bir biçimde ve Higgs'in de katkısıyla bozuldu, o sayede evren ve bizler var olabildik. Higgs bozonu olmasaydı, o zaman bizim evrendeki varlığımızı açıklayacak, parçacıkların neden ve nasıl kütle sahibi olduğuna herkesi ikna edip kanıtlanabilecek yep yeni bir teoriye ihtiyacımız olacaktı.

5. Higgs'i nasıl gördüler?

Görmediler. Çünkü Higgs görülemez. Bir parçacıkla etkileşime girdiği anda yok oluyor Higgs. CERN'deki bilim insanları onu yok olduktan sonra ortaya çıkan etkilerden hareketle saptayabiliyorlar ancak.

6. Higgs'in varlığından yüzde 100 emin miyiz?

Hayır. Tam rakamıyla söyleyecek olursak Higgs'in varlığından yüzde 99. 9999426697 oranında eminiz şu an için. Gelecekte CERN'deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'ndan gelecek ilave verilerle bu rakam daha da yükselebilir ama hiçbir zaman yüzde 100 olmayacak.

7. Neden yüzde 100 emin olamıyoruz?

Bunun sebebi klasik fizikte değil kuvantum fiziğinde yatıyor. Kutantum mekaniğinin meşhur belirsizlik ilkesinin emirleri gereği atom altı parçacıkların konumunu ve hızını aynı anda bilemiyoruz. Bunu bilemediğimiz için de olasılık teorisinden ve bunun matematiğinden yararlanarak çok kuvvetli tahminler yapıyoruz. Mesela yüzde 99. 9999426697 oranında emin olmak şu anlama geliyor: CERN'deki deney 3 milyon kere tekrarlansa bu tekrarlarda ancak 1 kez Higgs'e benzeyen bir şey tesadüfen ortaya çıkabilir. Eğer bir şey yüz seferden 99. 9999426697 seferinde ortaya çıkıyorsa o Higgs'dir.

8. Higgs bulundu diye boyumuz bir karış uzayacak mı?

Bunu bilemeyiz. Bilim ve insanlığın doğayı anlama çabasındaki çok önemli bir aşamaydı bu sabahki açıklama. Genellikle böyle önemli bilimsel buluşlar doğrudan olmasa da dolaylı yollarla teknolojiye ve dolayısıyla insanlığın refahına önemli hizmetler yapıyor. Laser teknolojisi kuvantum fiziğinin sonuçlarından biri. Ama bu teknoloji bize önce müzik CD'lerini ve DVD'leri verdi, ardından da devasa bilgi depolama disklerini. Yani Higgs'in insanlığa nasıl bir teknoloji getireceğini, getirip getirmeyeceğini bugünden kestiremeyiz.

9. Buna neden 'Tanrı Parçacığı' deniyor?

Aslında bu isim bir şakadan ibaret. Standart Model'i popüler dilde anlatmayı deneyen bir kitabın içinde, parçacığa adını veren Peter Higgs'in 'Şu Allahın belası parçacık da bulunamadı gitti' diye bir cümlesi var. O cümle zamanla kılık değiştirip 'Tanrı Parçacığı' şekline dönüştü. Popüler dilde, özellikle de gazeteler ve televizyonlarda kullanıla kullanıla da yaygınlaştı.

10. Parçacığın Tanrıyla bir ililşkisi var mı?

Hayır, bilim buna bakmıyor. Bilimin aradığı cevap Tanrının varlığı veya yokluğu değil, ilk atomların nasıl olup da oluştuğu, evrenin nasıl oluştuğu vs. İnançlı biri çıkıp 'Siz atom nasıl oluştu diye bakıyorsunuz ama Büyük Patlamayı Tanrı yaptı' diyebilir hala.

11. Peki Büyük Patlama nasıl oldu sahiden?

Bunu bilmiyoruz. Hatta Büyük Patlama sırasında geçerli fizik kanunlarını da bilmiyoruz. Tek bildiğimiz, bizim şu anki fizik kanunlarımızın o sırada geçerli olmadığı. Fizikte buna 'tekillik' deniyor. Benzer bir 'tekilliği' kara deliklerin içinde de görüyoruz. Kara delik, ışığın bile dışarı kaçmasına izin veremeyecek kadar güçlü bir çekim kuvveti demek. Dışarı ışık bile kaçamadığı için içinde ne olduğu hakkında ancak spekülasyon yapabiliriz.