Standart Model ve HİGGS Deneyi

Bu merakını gidermek için eline geçirdiği cisimleri parçalayarak, daha küçüklerine bölünemeyen en temel yapı birimine ulaşabileceğini sanmıştır. Yeni yeni bilinçlen küçük bir çocuk bile oyuncağının içinde ne olduğunu merak ettiğinde onu parçalayarak merakını gidermeye çalışır. Bu davranış kalıbı insanın doğasında vardır. Öreğin, bir mermeri veya demiri alıp döve döve un haline getirip bölünemeyen en küçük mermer veya demir parçacığına ulaşabileceğinizi düşünebilirsiniz. Bu tanecikleri, uygun yöntemler ile daha küçük parçalara da ayırmayı denersiniz. Daha da küçük parçalara bölüp bölemeyeceğinizi incelersiniz. Bütün çabalarınız bir sınırda son bulur.  Un haline gelmiş mermer tozunun hangisi daha küçük hangisi daha büyük belirleyemezsiniz. Çünkü göz bu farkı algılayamaz.

Maddeyi parçalayarak, bölünemeyen temel parçacığa ulaşma, mantıksal geçerliliğini korur. Gözün ayırt etme sınırına geldiğinizde, optik mikroskop kullanarak taneciklerin hangisi daha küçük saptayabilir ve en küçük taneciği uygun bir yöntem ile parçalara ayırarak daha küçüklerini elde edebilirsiniz.  Belli bir noktadan sonra, mikroskop da taneciklerin hangisi daha küçük hangisi daha büyük ayırt edemez (Bu mikroskopta kullanılan ışığın dalga-boyu mertebesindedir Yaklaşık bir metrenin milyonda biri).  Bu sınıra gelindiğinde mikroskop da yetersiz kalır. Buna rağmen mantıksal kurgu geçerli olduğundan, yeni yöntemler ve teknikler kullanarak, maddenin bölünemeyen en küçük yapı taşlarına ulaşma çabası devam eder. Çok yüksek hızlardaki parçacıkları alın alına çarpıştırarak daha küçük parçalara bölmek ve elde edilen parçacıkların maddenin temel yapı taşı olup olmadığını araştırmak, maddeyi anlama çabalarının günümüzdeki aşamasıdır. CERN’de on milyar dolar harcayarak inşa edilen büyük çarpıştırıcısının dayandığı mantık bu kadar basittir. Bir çocuğun oyuncağının içinde ne olduğunu anlamak için onu parçalaması ile hızlandırıcı tasarlamanın dayandığı mantık aynıdır.

Tabloda Standart Model gösterilmiştir. Fermiyonlar kütle yani madde içeren,  Bozonlar ise kütle içeren parçacıkları bir arada tutan kuvvet alanlarıdır. 

Standart Model maddenin en küçük birimi temel parçacıkları ve bunları bir arada tutan kuvvetleri açıklama iddiasında olan bir teoridir, deneysel olarak varlığı kanıtlanmış 17 bileşen ve var olup olmadığı bilinmeyen HİGGS yani tanrı parçacığından oluşur.  Belki de bu teori maddenin yapısı ve oluşumu ile ilgili olarak süregelen modellerin sonuncusu veya sonun başlangıcı olacaktır. 1970’li yıllarda formüle edilen,1980’li yıllarda geniş bir araştırıcı gurubuca benimsenen ve teorik eksiklikleri bu süre içinde giderilen STANDART MODEL, tüm canlı ve cansız varlıkların daha küçük parçalara bölünemeyen ELEKTRON, KUARK, FOTON, GLUON ve HİGSS parçacığından meydana geldiğini söyler. HİGGS alanın doğuran parçacık henüz daha deneysel olarak varlığı kanıtlanmadığından tabloda gösterilmemiştir.

Son elli sene içinde hızlandırıcılardan elde edilen bilgi, insanlığın bu güne kadar elde ettiği toplam bilgi stokuna yaklaşık olarak denktir. Standart model elde edilen bu bilgileri bir sistematiğe bağlamıştır. Çok büyük bir başarıdır.

CERN deneyinde HİGGS kendini gösterirse standart modelin geçerli olduğu kanıtlanmış olacaktır. Bu keşfin anlamı maddeyi oluşturan en küçük yapının artık bilinmiş olmasıdır.  Peki, standart model tüm soruları yanıtlamış mıdır? Kesinlikle hayır. Bundan sonraki makalemizde HİGGS bulunsa da bulunmasa da Standart model ötesindeki fiziğin yani 21’inci yüzyıl fiziğinin neler olacağı tartışılacaktır. Modelin ciddi eksiklikleri vardır.

2400 sene önce eski yunan düşünürlerinin maddenin toprak, su, hava ve ateşten meydana geldiği iddiası standart model şaşılacak şekilde benzer. O günkü teknoloji ancak böyle bir kurguyu olanaklı kılmıştır. Günümüz teknolojisi ise neredeyse tek bir atomu görüntüleyebilecek kadar gelişmiştir. Amacımız, insan aklı ve merakının bir türlü çözemediği tüm zamanların en zorlu probleminde varılan son noktayı, herkesin anlayabileceği dil ile aktarabilmektir.

Bilim ve felsefe odaklı "varlığın özünü' anlama tutkusu, kadim Yunan doğa fi1ozof1arı ile başlamıştır.   Sosyal ve beşeri olayların nedenlerini mitolojiye atıf yaparak açıklama, Yunan kültürünün bir parçası olagelmiştir. Orada her şey, yarı tanrı yarı insan formundaki inançlarla başlar ve orada sonuçlanır. Sofokles tragedyalarında bu mantığın izleri görülür. Buna rağmen Helenistik dönem düşünürleri çevrelerinde gözledikleri doğa olaylarını, mitolojik referanslara başvurmadan açıklamayı yeğlemişlerdir. Pozitif bilimlerin, kültürel etkinlikler içinde yer alması bu açıklamalar ile başlar. Uygarlık, antik Yunan düşünürlerinin yanıtını aradığı bu sorular üzerinde yükselmiştir.

Madde nedir? (Madde =Substance veya Töz)

 Bu günde aynı sorunun yanıtını arıyoruz.7-11’inci yüzyıllar arasında İslam düşünürleri (Tabiiyyun) aynı soruların peşine takılmış, sonradan bir akıl tutulmasına yakalanarak her şeyi unutuvermişlerdir. Günümüzde de aklın egemen olduğu o şaşalı yüz yılları anımsadıkları pek söylenemez. Aristo  ve Herakleitos mantığı, madde olarak algıladıkları suyun buhara, buharın buluta, bulutun yağmura, suyun buza, buzun suya, odunun aleve, alevin dumana dönüşmesini, maddenin sürekli değişmekte olduğu şeklinde yorumlamıştır.. Değişimi, tüm doğa olayları için geçerli bir fizik kuralı olarak benimsemiştir. Çevrelerinde gördükleri tüm varlıkların bir ilk maddeden veya temel bir nedenden değişimler sonucu meydana geldiklerini kabullenmişlerdir. Ancak bu kabul, madde nedir sorusunu, ilk madde nedir gibi daha güç bir soruya dönüştürmüştür. Güçlük, ilk maddenin gözlenemeyen soyut metafizik bir kavram olmasındandır. Bu süreç günümüz bilim mantığına yansıtılırsa  'Maddeyi oluşturan temel birim nedir' sorusu ile karşılaşılır.  Kuantum fiziğinin, 11 boyutlu uzay-zaman geometrisinin, sicim kuramının, CERN deneyinin yanıtını aradığı da bu sorudur. Demokrites, Eudoxsus Einstein, Hawking gibi ünlülerin yanıtlayamadığı bu gizemli soruya elbet bir gün birisi yanıt verecektir.