Reklam
Reklam

Higgs Bozonu: Maddeye Kütle Kazandıran Parçacık

Gece Modu

Bu yazı, Evrim Ağacı'na ait, özgün bir içeriktir. Konu akışı, anlatım ve detaylar, Evrim Ağacı yazarı/yazarları tarafından hazırlanmış ve/veya derlenmiştir. Bu içerik için kullanılan kaynaklar, yazının sonunda gösterilmiştir. Bu içerik, diğer tüm içeriklerimiz gibi, İçerik Kullanım İzinleri'ne tabidir.

Yirminci yüzyılın ikinci yarısında bilim insanları evrenin büyük bir patlamayla ortaya çıktığına neredeyse kesin gözüyle bakıyorlardı. (Büyük Patlama, modern kozmolojik teoriler ışığında, maddenin aşırı yoğun ve sıcak bir noktadan genişlemesi sonucu Evren'imizin oluşmasını mümkün kılan âna verilen isimdir. Diğer bir deyişle, "etraf" diye adlandıracağımız uzay-zaman düzlemini ortaya çıkarmıştır. Bu anlamda "patlama" benzetimi tamamen hatalıdır çünkü bir patlama sonucu ortaya çıkan şarapnel parçaları gibi etrafa saçılan bir şey yoktur.)

Peki hiç merak ettiniz mi, toplu iğne ucundan katbekat daha küçük bir noktanın (tekilliğin) "genişleme"siyle ortaya çıkan uzay nasıl oldu da maddeyi oluşturdu? Enerjiyi maddeye dönüştürerek yıldızları, gezegenleri ve diğer her şeyi meydana getiren neydi?

Bilim insanlarına göre gizemli bir parçacık diğer parçacıklarla etkileşime girerek onları bir araya getirdi ve atom altı parçacıkları oluşturdu. Higgs Bozonu olarak anılan bu parçacık, Peter Higgs ve birkaç bilim insanı tarafından Standart Model'deki fermiyonlara kütle kazandırmak için varlığı öne sürülmüş, spini sıfır olan parçacıktır. Higgs bozonunun kütlesi Standart Model tarafından belirlenemediğinden hangi enerji aralığında olduğu önceden bilinmemekteydi. Tüm bu zorluklar nedeniyle Higgs bozonunun varlığının doğrulanması yıllar sürmüştür ve varlığına dair ilk sonuçlar CERN'de (Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi) yapılan deneyler sonucu 2012'de elde edilmiştir.

İki üst kuark ve bir alt kuark bir protonu oluşturmaktadır.
İki üst kuark ve bir alt kuark bir protonu oluşturmaktadır.
Nuclear Power

Evren'in Başlangıcında Higgs Alanının Rolü

Şimdi en başa, Evren'in başlangıcına gidelim ve Higgs bozonunun neler başardığına bakalım. Etrafta yalnızca saf enerji bulunmaktaydı. Einstein'ın denklemlerinden bildiğimiz üzere madde enerjinin yoğun bir formuydu ve madde enerjiye, enerji de maddeye dönüşebilirdi. Bu gizemli parçacığın yaptığı da tam olarak buydu, gizemli bir enerji alanı oluşturmuştu.

Araştırmalara göre Higgs alanı olarak anılan bu alan tüm uzayı kaplamakta ve -benzetim yerindeyse- ağır, ağdalı bir şerbet gibi davranarak, kendisine takılan çeşitli temel parçacıkların hızını düşürerek kütle kazanmasına neden olmaktaydı. Kuarklar ve leptonlar bu alanda birleşerek ilk proton ve nötronları meydana getirmiş, proton ve nötronlar elektronlarla bir araya gelerek atomları ve atomlar da maddeyi oluşturmuştu.

Tüm evrene nüfuz eden bu enerji alanını ileri süren Peter Higgs, neden bazı parçacıkların büyük bir kütleye sahipken bazılarının daha az kütleye sahip olduğunu merak ediyordu. Bunu da şu şekilde açıklıyoruz: Bir parçacık Higgs alanı ile ne kadar çok etkileşiyorsa o kadar çok kütle kazanmaktadır. Örneğin, bir elektron ile bir üst kuark aynı büyüklükteki parçacıklardır ancak üst kuark elektrondan 350.000 kat daha ağırdır. Buna sebep olan şey Higgs alanıdır. Üst kuark Higgs alanı ile daha fazla etkileşime girdiğinden aynı büyüklükteki bir elektrona göre çok daha ağırdır. Diğer yandan ışığın temel birimi olan foton, Higgs alanı ile hiç etkileşime girmediğinden kütlesiz bir parçacıktır.

Protonları ve nötronları oluşturan kuarklar Higgs alanıyla daha güçlü bir şekilde etkileşime girerek nispeten daha büyük kütle elde ederler. Elektronlar, alanla çok az etkileşime girdiklerinden aşırı derecede hafiftirler. Işık parçacığı olan foton ise hiçbir etkileşime girmediği için kütlesizdir.
Protonları ve nötronları oluşturan kuarklar Higgs alanıyla daha güçlü bir şekilde etkileşime girerek nispeten daha büyük kütle elde ederler. Elektronlar, alanla çok az etkileşime girdiklerinden aşırı derecede hafiftirler. Işık parçacığı olan foton ise hiçbir etkileşime girmediği için kütlesizdir.
Eureka Sparks

Higgs Bozonunun Keşfi Neden Önemlidir?

Artık biliyoruz ki, enerjiyi maddeye dönüştüren ve parçacıklara kütle kazandıran şey Higgs Alanı dediğimiz tüm evreni kaplayan bir alandır. Ve tüm alanların olduğu gibi Higgs alanının da bir taşıyıcısı vardır: Higgs Bozonu. Peki bu bilgiye ulaşmak bize ne kazandırdı? Higgs bozonunun varlığını ispatlamak için yapılan milyon dolarlık deneyler sahiden gerekli miydi?

Aslına bakarsanız, bu keşif uzun vadede yeni bir çağı bile başlatabilir. Kulağa abartılı gelebilir fakat enerji, hayatımızın tam merkezinde. Her gün yaşamımızı sürdürebilmek için yemek yiyoruz çünkü enerjiye ihtiyacımız var. Diğer tüm canlılar da bunu yapıyor. Güneşten veya bir başka canlıdan aldıkları enerjiyle hayatlarına devam etmeye çalışıyorlar. Ürettiğimiz teknoloji enerji olmadan bir hiç.

Peki bu teknolojiyi neden ürettik ve üretmeye devam ediyoruz? Genel olarak hayatlarımızı ve diğer canlıların hayatlarını kolaylaştırması için, yani enerji tasarrufu için, öyle değil mi? Onaylamasak da petrol için yapılan savaşları düşünün, tek nedeni kontrollü enerjiye sahip olabilmek... Enerjinin bizim için ne anlama geldiğini daha pek çok örnekle açıklayabiliriz. Bu yüzden Higgs bozonunun varlığının ispatlanmış olması çok önemli.

Eğer bu parçacığın yapısını anlayabilir ve onu manipüle edebilirsek herhangi bir maddeden saf ve sınırsız enerji elde edebiliriz. Bu sayede yıldızlararası mesafeyi aşabilecek uzay araçları üretebilmemiz mümkün olabilir. Hatta uzay-zamanı bükebilir ve karadelikleri kontrol edebiliriz. Belki ışık hızını aşıp zamanda yolculuk yapmamız bile mümkün olabilir. Evet bunlar fazla ütopik gelebilir fakat neden olmasın?

Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Muhteşem! 8
  • Tebrikler! 5
  • Bilim Budur! 2
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 4
  • Güldürdü 0
  • İnanılmaz 4
  • Umut Verici! 3
  • Merak Uyandırıcı! 6
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  • CERN. The Higgs Boson Reveals Its Affinity For The Top Quark. (2019, Ağustos 03). Alındığı Tarih: 03 Ağustos 2019. Alındığı Yer: Cern
  • J. Atteberry. What Exactly Is The Higgs Boson?. (2019, Ağustos 03). Alındığı Tarih: 03 Ağustos 2019. Alındığı Yer: How Stuff Works
  • D. Barney , et al. The Basics Of The Higgs Boson. (2019, Ağustos 03). Alındığı Tarih: 03 Ağustos 2019. Alındığı Yer: Ted-ed
  • A. Tarakçı. Higgs Bozonu Nedir?. (2019, Ağustos 03). Alındığı Tarih: 03 Ağustos 2019. Alındığı Yer: Ayhan Tarakçı (YouTube)
  • Ç. M. Bakırcı. Büyük Patlama Nedir? Büyük Patlama Sırasında Neler Yaşandı?. (2019, Ağustos 23). Alındığı Tarih: 23 Ağustos 2019. Alındığı Yer: Evrim Ağacı

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 15/11/2019 01:55:18 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/7895

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Soru Sorun!
Reklam
Reklam
Öğrenmeye Devam Edin!
Evrim Ağacı %100 okur destekli bir bilim platformudur. Maddi destekte bulunarak Türkiye'de modern bilimin gelişmesine güç katmak ister misiniz?
Destek Ol
Gizle
Türkiye'deki bilimseverlerin buluşma noktasına hoşgeldiniz!

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
“Bilim, tıpkı bir okyanusun kıyıya vurması gibi direnilmez, şahane ve acımasız bir şekilde büyümektedir.”
Oliver Wendell Holmes
Geri Bildirim Gönder