Evren Cevapsa, Soru Nedir?

MÖ 430'da bir Yunan filozofun pişmekte olan ekmeğin kokusunu alıp görünmez bir parçacığın tüm maddenin yapı taşı olabileceğini hayal etmesiyle başladı. Buna “Atom” adını verdi ve bu parçacığın peşinde koşmak bilimin en uzun süredir devam eden deneyi haline geldi.

Leon Lederman, kadim bir sorunun cevabını bulmak için 2.500 yıllık arayışın hikayesini ele aldı. Dünya neyden yapılmıştır? Lederman bu arayışa 1950'lerde katıldı ve atom altı mimari anlayışımıza yaptığı birçok katkı onu dünyanın en önde gelen deneysel fizikçilerinden biri yaptı. Büyük bir zekâ ve bilgelikle, bizi evrenin son sırlarını çözmeye kışkırtıcı bir şekilde yaklaştıran uzun Eureka anları dizisini anlatıyor. Galileo, Newton, Faraday, Rutherford ve Einstein, Lederman'ın hikayesindeki kahramanlardan sadece birkaçıdır.

Lederman, hızlandırıcıların nasıl çalıştığını açıklıyor ve nihai atomu bulabilen devasa bir yeni makineye duyulan ihtiyacı tutkuyla savunuyor ve bu parçacığın “Tanrı Parçacığı” kozmik senfoniyi düzenlediğine inanıyor ve fizik yasalarını çok basit bir denkleme indirgeyeceğini umarak keşfini hayal ediyordu.

Higgs alanı, parçacıklar arasındaki temel kuvvetlerin altında yatan elektromanyetik alan gibi diğer temel alanlardan farklıdır. Birincisi, skaler bir alandır yani büyüklüğü vardır ancak yönü yoktur. Bu, taşıyıcısı olan Higgs bozonunun, spini olan kuvvet alanlarının taşıyıcılarından farklı olarak, 0'lık içsel açısal momentumu veya spini olduğu anlamına gelir. İkincisi, Higgs alanı, enerjisinin alan sıfır olduğunda, sıfırdan farklı olduğundan daha yüksek olması gibi alışılmadık bir özelliğe sahiptir.

Bu nedenle temel parçacıklar kütlelerini yalnızca evren soğuduğunda ve büyük patlamanın (evrenin ortaya çıktığı varsayımsal patlama) ardından daha az enerjik hale geldiğinde sıfır olmayan bir Higgs alanıyla etkileşimler yoluyla kazandılar. Temel alt atom parçacıklarını karakterize eden kütle çeşitliliği, farklı parçacıkların Higgs alanıyla farklı etkileşim güçlerine sahip olmasından kaynaklanır.

Higgs mekanizmasının önemli bir rolü vardır. Zayıf kuvvet ve elektromanyetik kuvvet yoluyla etkileşimleri birleştiren elektro zayıf teori, zayıf kuvvetin taşıyıcıları olan W parçacıkları (W parçacığı , zayıf kuvveti ilettiği düşünülen iki büyük elektrik yüklü atom altı parçacıktan biridir) ve Z parçacıklarının (Z parçacığı , bilinen tüm atom altı parçacıklar üzerinde etki eden zayıf kuvvetin kütleli elektriksel olarak nötr taşıyıcı parçacığıdır) neden ağır olduğunu, elektromanyetik kuvvetin taşıyıcısı olan fotonun ise neden sıfır kütleye sahip olduğunu açıklar.

Higgs bozonu için deneysel kanıt, Higgs alanının varlığına dair doğrudan bir göstergedir. Birden fazla Higgs bozonu türü olması da mümkündür. Deneyler, özellikle en yüksek enerjili parçacık hızlandırıcı çarpıştırıcılarında büyük Higgs bozonunu aradı.