Higgs Mekanizması Nedir? Madde, Nasıl Kütle Kazanır?

Higgs Mekanizması Nedir? Madde, Nasıl Kütle Kazanır? Strangenotions
Yazar Sean Carroll  AyşegülŞenyiğit Özdil 2. Editör Ayşegül Şenyiğit Özdil
4 dakika
9,823 Okunma Sayısı
Notlarım
Reklamı Kapat

Fizik üzerine kitap yazmış biri olarak Higgs mekanizmasının nasıl bir teoriye dönüştüğünü ilgili ama uzman olmayan bir kitleye kısa bir süre içerisinde açıklayacak güzel bir örnek aramaktaydım. Ve sonunda, birçokları arasından bir tanesinde karar kıldım.

Kısa bir not olarak belirtmek lazım ki bu konuyu 15 saniye ya da daha kısa bir sürede açıklayabilecek güzel bir örnek olduğunu düşünmüyorum. Çünkü iki farklı şeyi açıklamak gerekiyor. İlki, uzayı dolduran ve içinden geçen bazı parçacıklara kütle kazandıran Higgs alanı, ikincisi ise bu alandaki bir titreşim ile etkileşime geçtiğimizde gözlemlediğimiz Higgs parçacığı. Bunların ikisi de açıklaması uzun sürdüğünden genelde popüler bilim konuşurken fazla açıklamaya çalışmadığımız kuantum alan teorisinin bir parçasını oluşturuyor. Ancak kısa bir yolu yok, Higgs mekanizmasını açıklayabilmek için Higgs alanını anlatmak lazım.

Higgs mekanizmasını anlatmaya çalışırken yaptığımız ilk şey kuarklara, yüklü leptonlara ve W ve Z bozonlarına kütle kazandırdığını söylemek oluyor. Ancak bu bazı problemler yaratıyor.  İlk olarak, niye parçacıklara kütle kazandırmak için bir mekanizmaya ihtiyaç duyalım? Neden sadece kütleye sahip olamıyorlar? Tabii ki kütleye sahip olan parçacıklar var, Higgs parçacığı da bunun bir örneği. Bu şekilde, kendimizi neden bazı simetrilerin parçacıkların kütle kazanmasına engel oluşturduğunu açıklamak zorunda bırakarak bir adım geriden başlamış oluyoruz. Ki bu durumu açıklamak Higgs mekanizmasını açıklamaktan daha zordur. İkincisi ise kütlenin büyük kısmı kuantum renk dinamiğinden (QCD) kaynaklanıyor, Higgs mekanizmasından değil. Yani ister istemez insanlara yanıltıcı bilgi vermiş oluyorsunuz. İşte bu yüzden problemli bir durum.

Reklamı Kapat

Şanslıyız ki bir alternatifimiz var: Konunun asıl tarihsel gelişimi. 1960’ların başında Higgs mekanizması ilk kez (Anderson, Englert, Brout, Higgs, Hagen, Guralnik ve Kibble tarafından) önerildiğinde amaçları fermiyonlara kütle kazandırmak değildi. Sadece çok kısa bir mesafede etkili olan nükleer kuvvetlerin, uzaklıkla azalan kütle çekimi ya da elektromanyetizmaya benzer şekilde (Yang-Mills teorileri) nasıl açıklanabileceğini göstermekti. Tabii kolaylıkla gözlemleyebildiğimiz kütle çekimi ve elektromanyetizma kaynaktan uzaklaştıkça azalır (ters kare kanunu), ama bunu nükleer kuvvetlerin aksine yavaşça yapar. Eğer Yang-Mills ikilisinin önerdiği gibi nükleer kuvvetler elektromanyetizma ile benzerlikler taşıyorsa, uzak mesafelerde etkilerini neden çok çabuk kaybediyorlar?

Önermek istediğim analojiye gelelim. Karanlık bir gecede, birisinin elinde bir lamba tuttuğunu düşünün. Bu kişi sizden uzaklaştıkça ters kare kanununa uygun olarak size gelen ışık miktarı azalacaktır. Lambadan gelen ışınların üç boyutlu olarak lambadan yayılışlarını hayal ettiğinizde bu çok mantıklıdır. Uzun menzilli kuvvetler de bu şekilde düşünülebilir. Tabii bu durumda ışık huzmelerinin yerini kuvvet çizgileri alıyor.

Şimdi bunu nükleer kuvvetlere uygularsak nasıl olup da bir lambadan çıkan ışığın bir iki adım atınca tamamen görünmez olduğunu açıklamak kalıyor.

Bunu yapmanın birkaç yolu var ve doğa ikisinden de yararlanıyor. Lambanın etrafında (şu yabancı filmlerde her yatak odasında bulunan gece lambaları gibi) ışığın geçmesini önleyen bir engel olduğunu düşünebiliriz. Engelin iç tarafında duran bir kişi olduğunu düşünün. Bu kişi için ışık çok güçlü olur, ama dışarı çıkar çıkmaz ışığın etkisi fazlasıyla azalır.

Bu olaya “sınırlama” diyoruz. Bu, güçlü nükleer kuvvetin yaptığı şeydir. Bu kuvvetin taşıyıcı parçacığı olan gluonların da kütlesi yok (fotonlar gibi), ancak birbirleriyle olan etkileşimleri o kadar güçlü ki dışarıya sızamıyorlar. Eğer atom çekirdeğinin içinde olsaydınız güçlü kuvvetin etkisini güçlü bir şekilde hissederdiniz, ancak dışarı adım attığınızda etkisi neredeyse hissedilemez hale gelirdi. (Yukarıdaki lamba analojisini daha isabetli kılmak istiyorsak ışığın geçmesini önleyen engelin de enerjiden [ışıktan] yapılmış olması gerekirdi, ama analojiler olayı nadiren birebir yansıtırlar.)

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Şimdi de lambanın etrafında bir engel değil de sis olsun. (Elbette ışığı dağıtmak yerine emen bir şey daha iyi olurdu, o yüzden sis yerine isli duman daha iyi bir örnek olabilir.) Bu durumda ışık fazla yol alamaz, çünkü lamba ile sizin aranızdaki boşluğu dolduran sis ışığı emer ve çok fazla yol kat etmesini engeller.

İşte bu Higgs mekanizması ve bu mekanizma zayıf nükleer kuvvetin etki alanının kısa olmasını sağlıyor. Boşluğu dolduran ve zayıf kuvvetin çizgilerini emen bir alan var. Bu gerçekten iyi bir analoji. Her iki durumda da zayıf nükleer kuvvetin etkisini azaltan etmen [emici bir madde] erişilebilen mesafeyi kısaltıyor. Eğer lambaya yeterince yakınsanız sise rağmen onu görebilirsiniz. Aynı şekilde eğer zayıf kuvvetin kaynağına yeterince yakınsanız onun taşıyıcı parçacığı olan W ve Z parçacıklarının kütleleri çok daha fark edilir olacaktır. Bu analojinin konunun anlaşılması ile ilgili boşluğu doldurmasını umuyorum, zira Higgs mekanizmasının işlevi de bu.

Tabii şimdi de sisin nasıl olup da parçacıklara kütle kazandırdığını anlatmak gerekiyor, onu da zihinsel bir egzersiz olsun diye okurlara bırakıyorum. 

Okundu Olarak İşaretle
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Grrr... *@$# 6
  • Tebrikler! 5
  • Bilim Budur! 5
  • Muhteşem! 4
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 3
  • İnanılmaz 3
  • Üzücü! 3
  • Merak Uyandırıcı! 2
  • Güldürdü 1
  • Umut Verici! 1
  • İğrenç! 1
  • Korkutucu! 1
Kaynaklar ve İleri Okuma
  1. Çeviri Kaynağı: Preposterousuniverse Blog | Arşiv Bağlantısı

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 06/12/2021 01:35:55 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/7203

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.

Reklamı Kapat
Kategoriler ve Etiketler
Tümünü Göster
Size Özel
İçerikler
Instagram
Mutasyon
Toplumsal Cinsiyet
Spor
Sinir Hücresi
Bitkiler
Stephen Hawking
Koruma
Cinsiyet
Erkek
Bağışıklık Sistemi
İnsanın Evrimi
Astrofotoğrafçılık
Kilometre
Periyodik Tablo
Yavru
Teknoloji
Tehlike
Zeka
Bilimkurgu
Bilişsel
Besin
Sinir
Odontoloji
Doğal
Anne
Daha Fazla İçerik Göster
Evrim Ağacı'na Destek Ol
Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katmak için hemen buraya tıklayın.
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
EA Akademi
Evrim Ağacı Akademi (ya da kısaca EA Akademi), 2010 yılından beri ürettiğimiz makalelerden oluşan ve kendi kendinizi bilimin çeşitli dallarında eğitebileceğiniz bir çevirim içi eğitim girişimi! Evrim Ağacı Akademi'yi buraya tıklayarak görebilirsiniz. Daha fazla bilgi için buraya tıklayın.
Etkinlik & İlan
Bilim ile ilgili bir etkinlik mi düzenliyorsunuz? Yoksa bilim insanlarını veya bilimseverleri ilgilendiren bir iş, staj, çalıştay, makale çağrısı vb. bir duyurunuz mu var? Etkinlik & İlan Platformumuzda paylaşın, milyonlarca bilimsevere ulaşsın.
Podcast
Evrim Ağacı'nın birçok içeriğinin profesyonel ses sanatçıları tarafından seslendirildiğini biliyor muydunuz? Bunların hepsini Podcast Platformumuzda dinleyebilirsiniz. Ayrıca Spotify, iTunes, Google Podcast ve YouTube bağlantılarını da bir arada bulabilirsiniz.
Yazı Geçmişi
Okuma Geçmişi
Notlarım
İlerleme Durumunu Güncelle
Okudum
Sonra Oku
Not Ekle
Kaldığım Yeri İşaretle
Göz Attım

Evrim Ağacı tarafından otomatik olarak takip edilen işlemleri istediğin zaman durdurabilirsin.
[Site ayalarına git...]

Filtrele
Listele
Bu yazıdaki hareketlerin
Devamını Göster
Filtrele
Listele
Tüm Okuma Geçmişin
Devamını Göster
0/10000

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
Geri Bildirim Gönder
Reklamsız Deneyim

Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, Evrim Ağacı'nda çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.

Kreosus

Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.

Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.

Patreon

Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.

Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.

YouTube

YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.

Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.

Diğer Platformlar

Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.

Giriş yapmayı unutmayın!

Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.

Destek Ol
Sizi Takip Ediyor

Devamını Oku
Evrim Ağacı Uygulamasını
İndir
Chromium Tabanlı Mobil Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
İlk birkaç girişinizde zaten tarayıcınız size uygulamamızı indirmeyi önerecek. Önerideki tuşa tıklayarak uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu öneriyi, yukarıdaki videoda görebilirsiniz. Eğer bu öneri artık gözükmüyorsa, Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Chromium Tabanlı Masaüstü Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
Yeni uygulamamızı kurmak için tarayıcı çubuğundaki kurulum tuşuna tıklayın. "Yükle" (Install) tuşuna basarak kurulumu tamamlayın. Dilerseniz, Evrim Ağacı İleri Web Uygulaması'nı görev çubuğunuza sabitleyin. Uygulama logosuna sağ tıklayıp, "Görev Çubuğuna Sabitle" seçeneğine tıklayabilirsiniz. Eğer bu seçenek gözükmüyorsa, tarayıcının Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Safari Mobil Uygulama
Sırasıyla Paylaş -> Ana Ekrana Ekle -> Ekle tuşlarına basarak yeni mobil uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu basamakları görmek için yukarıdaki videoyu izleyebilirsiniz.

Daha fazla bilgi almak için tıklayın

Önizleme
Görseli Kaydet
Sıfırla
Vazgeç
Bu Eseri Neden Tavsiye Ediyorsun?
Aşağıdaki kutuya, isimli neden tavsiye ettiğini girebilirsin. Ne kadar detaylı ve kapsamlı bir analiz yaparsan, bu eseri [OKUMAK/İZLEMEK] isteyenleri o kadar doğru ve fazla bilgilendirmiş olacaksın. Tavsiyenin faydalı bulunması halinde Evrim Ağacı kullanıcılarından daha fazla UP kazanman [UP bilgi linki] mümkün olacak. Tavsiyenin sadece negatif içerikte olamayacağını, eğer bu sistemi kullanıyorsan tavsiye ettiğin içeriğin pozitif taraflarından bahsetmek zorunda olduğunu lütfen unutma. Yapıcı eleştiri hakkında daha fazla bilgi almak için burayı okuyabilirsin.
Tavsiye Et