Merhaba
Basit bir tabirle anlatmak gerekirse fotonlar genellikle elektrik yüklü parçacıkların enerji seviyelerindeki/katman seviyelerindeki değişiklik sonucu oluşur tabi QED de birnevi bu soruya cevap oluyor
QED de amaç basitçe Dirac'ın elektron teorisini Maxwellin ışık teorisiyle birleştirmek ve bu sayede kuantum mekaniğine ve özel göreliliğe uyan bir ışık ve elektron teorisi yaratmak idi (Dirac bunun oldukça zor olduğunu düşünüyordu hatta QED yaratıldığında Dirac buna "Bu mantıklı bir matematik değil mantıklı matematik küçük olduğu ortaya çıkan bir büyüklüğü ihmal etmeyi içerir sırf sonsuz büyüklükte olduğu ve onu istemediğiniz için ihmal etmeyi değil" demişti
Gelelim devamına
1930 lu yıllarda Oppenheimer son derece rahatsız edici bir şey farketti. Bir fotonla etkileşen bir elektronun kuantum teorisini tanımlamaya çalıştığında sonsuz sonuçlar veriyordu kuantum düzeltmeleri sapmaya uğruyor ve kullanışız oluyordu.
1949'da bağımsız olarak çalışan 3 fizikçi Richard Feynman, Julian Schwinger ve Shin'Ichiro Tomonaga bu sorunu çözdüler
Bu olağanüstü bir başarıydı elektronum manyetik özelliği gibi şeyleri muazzam bir doğrulukta hesapladılar lakin yöntemleri tartışılırdı.
Elektronun kütlesine ve yüküne belirli bir başlangıç değerinin (çıplak yük ve çıplak kütle olarak adlandırılır) verildiği Dirac ve Maxwell denklemi ile çalışmaya başladılar daha sonra çıplak yük ve çıplak kütle için kuantum düzeltmelerini hesapladılar bu kuantum düzeltmeleri sonsuz sonuç vermişti bu Oppenheimer tarafından keşfedilen problemin tam kendisiydi.
Sorunun çözümü burada gerçekleşiyordu eğer başlangıçtaki çıplak kütlenin ve yükün aslında sonsuz olduğunu varsayarak ilerlediğimizde ve bu iki sonsuz sayının kuantum düzeltmelerini hesaplarsak bu iki sonsuz sayının birbirini götürdüğünü yani birbirini yok ederek sonlu bir sonuç bırakabileceğini görmüş oluruz.
Bu çılgınca olmasına karşın işe yaramıştı. Bu yönteme ise renormalizasyon teorisi denir
"Fotonlar nasıl var olur" cümlesinden kastınızın Fotonların nasıl oluştuğu ile alakalı olduğu ise önceden bu konuda yazdığım cevabı buraya taşıyacağım çünkü sorunuz pek açık ifade edilmemiş veya yeni kalktığım için ben anlamamışımdır neyse gelelim birde fotonun "nasıl" var olduğu kısma
Higgs bozonunu anlamak için, önce Higgs alanı hakkında bilgi sahibi olmalıyız. Bu alan, bazı temel parçacıklara kütlelerini verirken, aynı zamanda doğanın dört temel kuvvetinden ikisini birbirinden ayırır.
Özetle her şey parçacıklardan oluşuyor Fakat evren başladığında, hiçbir parçacığın kütlesi yoktu hepsi ışık hızında hareket ettiler Yıldızlar, gezegenler ve yaşam ancak parçacıkların kütlelerini Higgs bozonuyla ilişkili temel bir alandan kazandıkları için ortaya çıktı.
Alanın varlığı ilk olarak 1960'ların başında teorize edildi, fizikçiler elektromanyetizma ve zayıf nükleer kuvvetin nasıl ayrıldığını ve neden bazı kuvvet taşıyan parçacıkların W ve Z gibi bozonlara sahip olduğunu, diğerlerinin ise fotonlar gibi olmadığını açıklayacak varsayımsal bir alanın sonuçlarını göz önünde bulundurdular.
Atomlar, kütlelerinin çoğunu, çekirdeklerinin içinde sıkışıp kalan, güçlü kuvvetle birbirine bağlanan kuarklar adı verilen parçacıkların vızıltı enerjilerinden alırlar. Ve kendi başlarına bile, kuarkların kütlesi vardır. Çevredeki elektronlar gibi. İçlerinde 'vızıldayan' hiçbir şey olmadığından, dinlenirken kütlelerine eşit olacak enerjiyi hesaba katmak için bir tür aktiviteye ihtiyaç vardır.
20. yüzyılın ortalarında, fizikçiler bozonlarını tanımlayan önceki modellerin gözlemlerle eşleşmediğini keşfettiler; Zayıf kuvvetin W ve Z bozonları gibi kısa menzilli parçacıklar, tüm protondan 80 kat daha büyüktü, oysa elektromanyetik alanın geniş kapsamlı fotonunun hiçbir kütlesi yoktu.
bigbangden sonra evren genişleyerek soğumaya başladı ve kuvvetler, simetriler parçalara ayrılmaya başladı uzayın her yerinde 0 olmayan bir değere sahip bir alana sahip olmak, kuantum mekaniğinde teoride deneylerle zaten dışlanmış bir tür parçacık üretmesi gereken temel bir dengeyi bozacaktı. Ancak Higgs, Englert ve Brout, bu varsayımsal alanın zayıf kuvvetten sorumlu alanla bağlantılı olması durumunda, kimsenin görmediği zahmetli parçacığın yutulacağını, bazı ağır W ve Z bozonlarına kıyasla ağır, spinsiz, yüksüz bir 'Higgs' bozonu bırakacağını gösterdi.
aynı sürecin hemen hemen her kuantum alanı için işe yarayacağı anlaşıldı 2012 Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nın dedektörlerinden ikisi tarafından böyle bir parçacık tespit edildi ve resmi olarak Higgs bozonunun standart modelde yer almasını sağladı.
Üstte dediğim simetrilerin parçalanma sürecine simetri kırılması denir, bu orijinal simetriyi tam olarak kıracak ve bize standart modeli sunacak bir mekanizmaya ihtiyacımız var higgs bozonuna da ihtiyacımız olduğu yer burasıdır.
bigbang anında 4 temel kuvvetin (yani zayıf ve güçlü nüükler, elektromanyetik ve kütle çekim kuvveti) tamamını ana simetriye uyan tek bir süperkuvvette birlelştiriliyordu ve bu denklemi yöneten denklem de tanrı denklemiydi. Higgs alanını, Higgs bozonu olarak adlandırılan bir gösterge bozonu yani kuvvet taşıyıcısı vardır.
Ancak higgs alanının simetrisi kırılıyordu sonra bu alanın içerisinde baloncuklar oluşmaya başladı, baloncuğun içerisinde bazı parçacıklar kütle kazandı bigbangin ilerlemesiyle bu baloncuk iyice genişledi ve parçacıklar birbirinden farklı kütle kazanmaya başladılar böylece simetri kırıldı.
Higgs alanı bir parçacığı ne kadar çok çekerse kütlesi o kadar fazla olur. Kuarklardan oluşan proton ve nötron gibi bileşik parçacıklar söz konusu olduğunda, bunların kütlelerinin çoğu, kuarkları bir arada tutan güçlü kuvvetin çekiminden gelir.
Foton ve gluonlar ise temeldir yani kompozit bir parçacığın iç çekişmesine girmezler bu sebeple de higgs alanından etkilenmezler
Higgs alanı ile etkileşime girmeyenler ise kütlesiz bir parçacık olurlar.
