‘Tanrı Parçacığı’nın peşinde: Büyük gün yaklaştı

10 milyar dolarlık ‘büyük hadron çarpıştırıcı’sında yapılan devasa deneyin en merak edilen bölümünün sonuçlarıyla ilgili ilk bilgiler bu komiteye verilecek.
Sonra, salı günü öğleden sonra, ‘Tanrı Parçacığı’ adı verilen Higgs bozonunu arayan iki deneyin en tepe yürütücüleri bir seminerde basının karşısına çıkacaklar ve ne bulduklarını veya bulamadıklarını anlatacaklar.
Açıkçası, fizik dünyası nefesini tutmuş salı gününü bekliyor. Beklerken de sızan söylentilerden, o söylentilerdeki bilgi kırıntılarından hareketle spekülasyonlar yapılıyor, büyük veya küçük iddialar ortaya atılıyor.
Son birkaç günde salı günü açıklanması beklenen şeyle ilgili okuduğum internet blogu ve haber sayısı herhalde 100’ü aştı. Daha önce böyle bir büyük heyecan dalgası yaşandığını hatırlamıyorum.
İki hafta önce de bu köşede yazdım, bilimciler CERN deneylerinde  ‘Tanrı Parçacığı’nı aradıkları alanı daralttılar. Bu daralma zaten gerekliydi. Şimdi, parçacığın tam da tahmin edilen yerde, 125 GeV enerji seviyesinde görüldüğü yazılıp çiziliyor.
Bu, eğer doğruysa, aynı anda hem iyi haber hem de kötü haber demek.
Çünkü, ‘Standart Model’ adı verilen büyük teori, aslında Higgs bozonunu tahmin etmiyor, onun varlığını nerdeyse şart koşuyor.
Buna göre, ‘büyük patlama’dan hemen sonra (saniyenin 2 trilyonda biri kadar sonra) ‘Higgs Field’ denen bir enerji alanının oluşması ve temel parçacıklara kütle kazandırması, yani etrafımızda gördüğümüz bütün evren meydana getiren kütlelerin (atomun kendisi başta olmak üzere) ortaya çıkması gerekiyor. Yoksa, parçacıklar ışık hızında ordan oraya savrulacak, birbiriyle çarpışa çarpışa varolup gideceklerdi ama bugün gözlediğimiz evren ve bizler olamayacaktık, çünkü atom bir araya gelmeyecekti.
Ancak, ‘Tanrı Parçacığı’nın veya ‘Higgs Field’ın 125 GeV gibi bir seviyede oluşması, umulandan küçük olması demek. Eğer dedikodular doğruysa, ‘Tanrı Parçacığı’ adı verilen Higgs Field, sadece iki bakır atomu büyüklüğünde.
Öyle olunca da, ortaya çıkan kütlenin küçük bir miktarı (kabaca sekizde biri) Higgs’den geliyor deniyor. Yani, ben kabaca 100 kiloyum, beni oluşturan kütlenin 12.5 kilosu Higgs’den geliyor, geri kalanı ise enerji.
Bu rakamların anlamı, evrenimizin sanılandan daha fazla istikrarsız olduğu ve dolayısıyla da daha kısa ömürlü olduğu. Evrendeki bütün atomlar tam da bu sebeple sürekli parçacık ve enerji kaybediyor, İngilizcesiyle ‘decay’ halinde.
Tabii hemen karalar bağlamanın, ‘Eyvah kıyamet günü yaklaşıyor’ demenin pek anlamı yok ama salı günü bu yazıda sözü edilen şeylerin bulunduğu bir kesinlik içinde açıklanabilirse, o zaman belki evrenin kalan süresini hesaplamak da mümkün olacak.
Evrenin bir başlangıcı olduğunu, bunun ‘büyük patlama’ anı olduğunu biliyorduk, acaba şimdi de ‘Tanrı Parçacığı’ aracılığıyla bir de sonu olduğunu mu öğreneceğiz?
Nefeslerimizi tuttuk, salı gününü bekliyoruz.

Nedir bu ‘Tanrı Parçacığı’?

Fİzİkçİlerİn ‘Standart Model’ adını verdikleri matematiksel model, atomun meydana gelişini yani kütlenin oluşumunu açıklamaya çalışan, bunu yaparken de hem Einstein’ın özel görelilik teorisinden hem de kuvantum mekaniğinden yararlanan bir model. Ve bu model, etrafımızdaki pek çok şeyi başarıyla açıklıyor da.
Modelin öngördüğü, hatta bırakın öngörmeyi varlığını gerekli kıldığı şeyi 1964 yılında Peter Higgs adlı fizikçi bu teorinin içine yerleştirdi. O yüzden zaten adı ‘Higgs bozonu’ veya Peter Higgs’in hiç hoşlanmadığı isimlendirmesiyle ‘Tanrı Parçacığı.’
Standart model, ışık, elektrik, manyetizm ve bazı radyasyon çeşitlerinin aslında aynı gücün farklı görnümleri olduğununu söylüyor. Yani ‘elektrozayıf güç’ün.
Yine model, doğanın dört temel gücünden söz ediyor: Elektro güç, zayıf güç, kuvvetli güç ve çekimgücü.
İşte, ışık, elektrik, manyetizm ve bazı radyasyon çeşitlerinin aynı gücün değişik yansımaları olduğunun söylenmesi, aslında bu dört temel güçten ikisinin birleşmesi anlamına geliyor: Elektrozayıf güç.
Fakat bu birleşmenin olabilmesi bir koşula bağlı: ‘Büyük patlama’nın hemen sonrasında atomaltı parçacıkların herhangi bir kütleye sahip olmamasına.
İşte tam bu noktada Higgs bozonu veya ‘Tanrı Parçacığı’ devreye giriyor. Higgs’in kendisi o sırada görece büyük bir kütleye sahip ve ‘Büyük Patlama’ sonrası diğer parçacıklar bu ‘Higgs Field’dan geçerek kendilerine kütle kazanıyorlar.
Zaten ‘Tanrı Parçacığı’ adı tam bu sebeple konmuş: Atomaltı parçacıklara ve dolayısıyla atoma kütle kazandıran parçacık.
Teori, Higgs bozonunun son derece istikrarsız olduğunu öngörüyor. Yani ortaya çıkar çıkmaz bozunuyor, yok oluyor. İşte bu sebeple bulunması da zor; CERN’deki deneylerde Higgs’in kendisi gözlenemiyor, ama o yok olduktan sonra ortaya bıraktığı izlerden hareketle Higgs’in varlığı veya yokluğu kanıtlanmaya çalışılıyor.
Higgs’in varlığının veya yokluğunun kanıtlanması aslında ortaya yepyeni bir fizik çıkaracak.
Süpersimetri veya sicim teorisi gibi teoriler bu buluştan etkilenecek.