CERN, Kara Delikler ve Higgs Parçacığı Üzerine

Pek çok insan hala CERN'de ne yapıldığını bilmese de kara delik yaratılması ile ilgili dedikoduyu duymuştur. Tabi ki bir kara deliğin oluşup gezegenimizi yutması olası değil.

Evet, yapılan deneylerde mikro kara delikler oluşması muhtemel ancak çok küçük kara delikler Hawking ışıması yüzünden çok kısa süreler içinde yok oluyor ve bizim için tehdit oluşturmuyorlar. Hawking ışıması, kısaca, bir kara deliğin olay ufkunda içeri düşmek üzere olan ve orada oluşmuş bir parçacık çiftinden biri içeri düşerken diğerinin kaçmasının kara deliğin enerjisinin azalmasına sebep olması olarak özetlenebilir. Bu parçacık çiftleri aslında sanal parçacıklar ve kara deliğin kütle çekiminin etkisi ile gerçek parçacıklara dönüşen parçacık-anti parçacık çiftlerinden oluşmaktadırlar. Kara deliğin kütle çekiminin enerjisi ile oluşan bu çiftten anti-parçacık içeri düşerken salınan parçacık kara deliğin toplam enerjisinden çalarak kütlesinin azalmasına sebep oluyor.

Tam olarak aynı şey olmasa da kolay anlaşılması için bunu rüzgârın kendisinin sıcak olsa bile sizi soğutmasına benzetebiliriz. Derinize çarpan moleküllerin sizden enerji alıp sizi soğutması gibi kara deliğin yüzeyinden içeri düşmeden kurtulan parçacıklar da onun enerjisinden çalıyor. Ancak bu etki çok küçük olduğu için devasa kara delikleri ölçülebilir bir derecede etkileyebilmesi için milyonlarca yıl boyunca devam etmesi gerekiyor. Tabii aynı şey kara deliklerin minik versiyonları için geçerli değil, bu sebepten ötürü buharlaşıp kayboluyorlar.

CERN'de yapılan keşiflerin önemi ise bu gibi konuların tartışılmasının gereksizliğini bir derece daha arttırıyor. Higgs parçacığının keşfi fizik tarihinde gerçekten önemli bir nokta, çünkü bu sayede bazı temel parçacıkların kütlelerini nasıl kazandığı konusunda daha fazla bilgi sahibi olduk. Tabii bizim kütlemizin sadece çok küçük bir kısmı Higgs alanından gelmekte, ancak temel parçacıkların enerji seviyelerine göre bu alan ile etkileşip kütle kazanmaları daha önce anlaşılmaz olarak görülen bir olayın giz perdesinin aralanmasını sağladı.

Gene daha iyi anlaşılması için birebir aynı şey olmasa da olayı bir metafor kullanarak anlatalım. Suyun içinde hareket etmeye çalıştığınızda bir direnç ile karşılaşırsınız. İşte bunu Higgs alanına benzetebiliriz. Siz suyun içinde görece büyük bir varlık olduğunuz için hareket ederken zorluk çekersiniz, ancak bir balık çok daha hızlı hareket eder. Yani sizin kütleniz daha fazladır, ama balığınki daha azdır ve kolay hareket eder. Higgs alanının etkisi de parçacık dünyasında bunun bir nevi karşılığı oluyor.

Her ne kadar CERN'in 3,5 TeV'lik enerji seviyesine çıkması Higgs bozonu gibi keşiflerin yapılmasına büyük katkı sağladıysa da aslında sicim kuramının kanıtlanması (ya da çürütülmesi) gibi daha büyük keşifler için hala daha fazla enerji gerekmekte ve bu yüzden LHC'nin (Büyük Hadron Çarpıştırıcısı) daha büyük ve daha güçlü bir versiyonunun yapılması planlanmakta. Şu anki cihazın yapımının otuz yıl aldığını düşünürsek, yeni cihazın yakın zamanda aktif olacağı söylenemez. Ancak, aktif olduğunda gene benzer tartışmalar döneceği çok uçuk bir tahmin olmasa gerek.