Katalog

Higgs’in keşfi başka bahara! Avrupa Nükleer Araştırmalar Merkezi (CERN) 13 Aralık tarihinde, teorik fizikte maddeye kütlesini kazandırdığı düşünülen Higgs bozonunu keşfi ile ilgili dünya kamuoyunun merakla beklediği açıklamayı yaptı. Açıklamada, Higgs bozonunun izinin tespit edildiği ancak bulgularının keşif olarak değerlendirilmesi için gerekli olan istatistiksel güvenilirlik düzeyine ulaşılamadığı belirtildi. Başka bir deyişle Higgs’in keşfi başka bahara kalmıştı. Bu açıklama, sokaktaki adama hiçbir şey ifade etmedi; bazı fizikçilerin kafasını karıştırdı, bazılarını da düş kırıklığna uğrattı. Kimisi de zaten Higgs parçacığının keşfini bu kadar erken beklemediğini önceden açıklamıştı. Bu açıklamayı biraz olsun anlaşılır kılmak için Scientific American, Nature ve New Scientist dergilerinin yorumlarına yer veriyoruz. Cern’den beklenen açıklama: H iggs bozonunu aramak için CERN’de iki deney oluşturulmuştu. ATLAS ve CMS (Compact Muon Solenoid) adı verilen bu iki deneyde, birbirlerinden bağımsız olarak, Higgs bozonunun olası varlığı ile ilgili uyumlu sinyaller elde edildi. Ancak 13 Aralık tarihinde yapılan açıklamaya göre, Higgs’in varlığının en ufak bir kuşkuya yer bırakmadan kanıtlanabilmesi için daha fazla veriye ihtiyaç duyuluyordu. Kaldı ki bugüne dek elde edilen verilerin, istatistiksel olarak Tanrı Parçacığı kısmında başka bir parçacığa bozunur. Bu nedenle fizikçiler çok sayıda parçacık bozunumunun yarattığı atık yığının içinde Higgs’in ürettiği düşünülen yan ürün kombinasyonlarını arayıp bulmak zorunda. Diğer kombinasyonlardan daha sık görülen spesifik bir kombinasyon, Higgs’in varlığı ile ilgili bir sinyal olabilir. Fakat beklenen sinyal ile karşılaştırıldığında yeterli sıklıkta görülmez ise, bunun istatistiksel bir dalgalanma olma olasılığı ortaya çıkar. Bugün, ne CMS, ne de ATLAS, “3sigma” olaral bilinen istatistiksel güvenilirliğe ulaşmış de bir şey. Ancak unutmamalı ki bunlar ön sonuçlar. Ve küçük rakamlarla çalıştığımızı da aklımızdan çıkartmamalıyız” diye konuştu. Texas Üniversitesi’nden Nobel Ödüllü teorik fizikçi Steven Weinberg ise, çalışmadan alınan ilk sonuçları şöyle yorumluyor: “İpuçlarının çok cesaret verici olduğunu düşünüyorum, ama emin olmak için henüz çok erken.” Bir nesil yüksekenerji fizikçisi, mesleki yaşamlarının büyük bir kısmını parçacık fiziğinin Standart Modeli’ni incelemek ve test etmekle geçirdi. 1970’li yıllarda geliştirilen bu teori, tüm deneysel yanlışlama girişimlerinden alnının akıyla çıktı. Ancak eksik olan son parça bir türlü yerli yerine oturmuyordu; üstelik bu parça olmadığı zaman tüm model çöküyordu. Higgs bozonu olmadan fizikçiler diğer parçaların nasıl kütle sahibi olduğunu açıklayamaz. Higgs’in kendisinin de bir kütlesi var. LHC’de ve LHC’den önceki parçacık çarpıştırıcılarında çalışanlar, eleme yöntemiyle Higgs’in kütle değerinin 115 ve 140 gigaelektron volt – GeV arasında olduğu sonucunu çıkarttılar. (Bir GeV kabaca bir hidrojen atomunun kütlesine eşittir.) LHC dedektörlerinin ikisi de şimdi bu aralığı biraz daha daralttı. Tonelli, CMS verilerine göre bozonun kütlesinin 127GeV’den daha büyük olamayacağını söyledi. Oysa ATLAS verileri yaklaşık 126 GeV değerinde bir Higgs’i işaret ediyor. Bu yeni bulgular herkesi etkilemedi. Rutgers Üniversitesi’nden teorik fizikçi Matt Strassler, “Biraz düş kırıklığına uğradım dersem yalan söylememiş olurum. Açıklanan sonuçlar beklentileri ve söylentileri karşılıksız bıraktı. Zaten biz bu aşamada bir keşif beklemiyorduk. Çünkü deneylerden yeterli miktarda veri alınmadığını önceden biliyorduk.” CMS işbirliğinin Higgs Araştırma Koordinatörü Vivek Sharma, iki deneyin Higgs’in kütlesi ile ilgili açıkladığı veriler arasında çelişki olduğunu kabul ediyor. Bu nedenle sonuçları değerlendiren bilim insanlarını temkinli davranmaya davet ediyor. Fermi Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı’nda teorik fizikçi olaral çalışan ve aynı zamanda CMS işbirliğinin de bir üyesi olan Joseph Lykken bu çelişki konusunda iyimser. Lykken, “Şu anda yalnızca Higgs bozonunun izlerini görmekle birlikte, ATLAS ve CMS’nin birbirleriyle uyumlu olduğunu görmek umut verici” diye konuşuyor. Standart model ve süpersimetri : 125 GeV’lik bir kütleye sahip Higgs, standart modelin varsayılan süpersimetri denilen uzantısı ile uyumlu. Süpersimetri, bilinen her parçacığın daha ağır, ancak henüz keşfedilmemiş bir ortağı olduğunu varsayar. Heuer, “Diplomatik olarak düşükkütleli Higgs’in süpersimetri için çok kötü sayılmayacağını söyleyebiliriz” diyor. LHC’nin geçmişteki performansı : LHC 2008 yılında ilk kez ateşlendikten bir hafta sonra arızalanarak bir yıl HIGGS’İN KENDİ KÜTLESİ BULGULAR İNANDIRICI DEĞİL CBT 1292/8 23 Aralık 2011 olarak da bilinen Higgs bozonuna ait olmama olasılığını da göz ardı etmemek gerekiyordu. Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda (LHC) bulunan ATLAS ve CMS dedektörlerinde görev yapan 6.000 fizikçiyi temsilen iki sözcü, Guido Tonelli (CMS) ve Fabiola Gianotti (ATLAS), iki deneyden de benzer sonuçlar alındığını açıkladılar. Çünkü ikisi de Higgs’in yaklaşık olarak 125 hidrojen atomuna yakın bir kütleye sahip olduğunu işaret ediyordu. CMS’den Tonelli basın toplantısında “Şu anda son derece karmaşık, yanıltıcı olabilecek ipuçlarından bahsediyoruz. Bunlara kanıt diyemeyiz” diye konuşuyordu. LHC’de yaklaşık ışık hızında yol alan protonların “kafadan” çarpıştırıldığı deneyler, Higgsleri doğrudan tespit edemiyor, çünkü bozon, nano saniyenin çok küçük bir ğil. 3sigma yeni bir parçacık için kanıt olarak kabul görürken, keşif için kabul edilen standart 5sigmadır. Bırakın 3’ü 5’i, bugüne dek iki deneyden de elde edilen sonuçlar yaklaşık 2sigma düzeyindeydi. İki dedektör de LHC de bugüne kadar beklenilenden daha iyi bir performans çıkarttı. Araştırmacılar bundan sonra da her şeyin yolunda gitmesi durumunda Higgs’i çok yakında keşfedeceklerini umuyor. Basın toplantısında ATLAS’ın sözcüsü Gianotti, “2012’nin sonuna kadar – şansımız yaver giderse belki daha da önce nihai sözümüzü söyleyebileceğiz” diye konuşmuştu. Tonelli ve Gianotti’nin sunumlarını daha sonra özetleyen CERN’in Genel Koordinatörü RolfDieter Heuer, “Higgs’in keşfi ile ilgili ilk sonuçları elde etmemiz harika BİLİM İNSANLARI UMUTLU YAKALANMALARI ZOR