Yeni Parçacık mı Erken Kutlama mı?

Birçok kişinin malumu olduğu üzere yaklaşık bir ay kadar önce televizyonlarda bizim şu pek meşhur LHC (Large Hadron Collider – Büyük Hadron Çarpıştırıcısı) deneyleriyle ilgili haberler ortalığı sarmıştı. Dediklerine göre yeni bir parçacık bulunmuştu, fizik baştan yazılacaktı, yepyeni bir teknoloji gelecekti, dünyayı kurtaracaktık vs vs. Bu pek heyecanlı gelişmeleri halka anlatmak üzere pek bir meşhur fizikçiler televizyonlara çıkartılıp konuşturulmuşlar, Higgs bozonunun varlığını ilan etmişler, Nobel ödülleri dağıtıvermişlerdi (bu Nobel ödülü dedikleri de silah tüccarlığından finanse edilen ne saçma bir ödüldür ya neyse oralara girmeyelim). Fakat işin esasında neler olup bittiği yine muallakta kalmıştı galiba, yani şimdi bütün bunlar bizim ne işimize yarayacaktı? Bulunan şey tam olarak neydi ya da gerçekten bahsedilen şey bulunmuş muydu?

Bütün bu soruları cevaplamadan önce bizim doğanın işleyişi hakkındaki anlayışımızı kısaca gözden geçirmemiz gerekiyor. Günümüzde yaşayan insanların doğru olduğunu düşündükleri doğa yasalarına göre evrendeki tüm madde belirli sayıdaki temel parçacıkların birleşiminden oluşur. Bu temel parçacıkların da birbirleriyle etkileşmelerini düzenleyen dört tane temel kuvvet vardır; günlük hayatta pek bir haşır neşir olduğumuz elektromanyetik ve gravitasyon (kütleçekimi) kuvvetlerinin yanı sıra sadece atomaltı ölçeklerde kendini gösteren güçlü ve zayıf çekirdek kuvvetleri. Gravitasyon yasaları ‘Genel Görelilik Teorisi’ adı verilen kendi başında ayrık bir kuramla açıklanırken diğer üç kuvveti tek bir benzer kuramla açıklamak mümkündür ki buna ‘Parçacık Fiziğinin Standart Modeli’ adı verilir. İşte bu Standart Modele göre temel parçacıkların aslında hiç kütleye sahip olmamaları gerekir, fakat gözlediğimiz doğa böyle değildir ve bu parçacıkların kendi başlarına kütleleri vardır. Peki bu durumu nasıl açıklayacağız o zaman? Yoksa kuramımız yanlış mı?

Bu soruya 1964 yılı içerisinde üç ayrı grup tarafından birbirlerinden bağımsız olarak aynı cevap verildi. O yılın Ağustos ayında François Englert ve Robert Brout, Ekim ayında Peter Higgs ve Kasım ayında da Gerald Guralnik, C. R. Hagen ve Tom Kibble ‘kendiliğinden simetri kırılması’ adı verilen bir yolla temel parçacıkların kütle kazanabileceğini öne sürdüler. Buna göre henüz keşfedilmemiş bir parçacığın temsil ettiği ve evrenin tümünü dolduran bir alanla etkileşen tüm parçacıklar kütle kazanabiliyordu. Aslında bu, açıklamalardan sadece birisiydi ama en makul olanının da bu olduğu varsayıldı. Sonradan bu varsayımsal parçacığa Higgs bozonu adı verildi (neden diğer katkıda bulunanların adları atlandı? Çünkü bilim tarihi, bilim insanlarına yapılan haksızlıklarla doludur). İşte şimdilerde bulmaya çalıştıkları da bu parçacıktı, Higgs bozonu bulunduğunda insanların doğayla ilgili oluşturmuş olduğu en temel yasalardan birinin önemli bir kısmı (hepsi değil) doğrulanmış olacak ve böylece de zafer kazanmış olacaktık.

Aslında LHC’deki deneylerin uzun bir hikâyenin son aşamalarına karşılık geldiği söylenebilir. 60’lı ve 70’li yıllar parçacık fiziğinin altın yıllarına tekabül eder. Bu yıllarda yeni kuramsal modeller öne sürülüyor ve bunlar fazla süre geçmeden deneylerle doğrulanabiliyordu. Bu durum parçacık fiziğini ‘fiziğin altın çocuğu’ konumuna yükseltmişti. Fakat sonraki yıllarda işler değişmeye başladı. Yine eksik kalan kısımlar için yeni modeller öne sürülüyor, ancak artık deneylerden bir sonuç alınamıyordu. Çünkü bahsedilen modeller insanoğlunun yüksek enerjilere erişim sınırlarının üzerine çıkmaya başlamıştı. Burada yardıma kozmolojinin evrenin erken aşamalarıyla ilgili öngörüleri koşsa da aslında bu durum işlerin bir miktar çığrından çıkmaya başladığının göstergesiydi. İşte LHC, böyle bir sürecin son halkasını yani yeniden deneysel öngörülerin yapılabileceği o eski parlak günlere bir geri dönüş umudunu temsil ediyor. Ancak bu kez ortada bir sorun vardı, bu süre zarfında o kadar çok kuram üretilmişti ki doğrulanacak ya da yanlışlanacak olanların hangisi olduğuna karar vermek kafa karıştırıcı bir süreç haline gelmişti.

Şimdi gelelim esas meseleye, sahi bu LHC’de ne buldular da bu kadar gürültü patırtı tantana kopartıldı? Esasında dolaylı yollardan izleri gözlenen şey 125 GeV (giga elektronvolt) civarında bir kütleye sahip olan, bozon özelliği gösteren ve önceden bilinmeyen bir parçacık (parçacıklar bozon ve fermiyon olmak üzere iki tip istatistiksel özellik gösterirler ama bunun ayrıntılarına burada girmeye gerek yok). Bulunan şeyin Higgs bozonu olup olmadığıysa aslında henüz belirsiz. Özellikler Higgs bozonuyla (en azından bazı modeller çerçevesinde) tutarlı ve o olma olasılığı var, ancak bu konuda kesin bir yargıya varmayı sağlayacak bir kanıt yok. Bunun için daha fazla inceleme yapılması gerekiyor. Peki neden acele edilip erkenden Higgs’in bulunduğuyla ilgi haberler ortalığa yayılıp kutlamalara başlandı? Aslında bunun nedeni basit; LHC’nin yapımı aşamasında çok büyük finansman gerekiyordu ve bu parayı sağlayan hükümetler bu projeden esaslı sonuçlar çıkmasını istiyorlardı. Bilim insanları da birşeyler bulduklarını göstermek için bu kadar tantana koparmak zorundaydılar.

Kişisel düşüncelerime gelirsek, Higgs parçacığının varlığı konusunda her zaman şüphelerim olsa da bulunan şeyin Higgs olması olasılığını da göz ardı edemem. Fakat sorun şu ki Higgs bulunmuş olsa bile fizikteki problemler çözülmüş olmayacak. Tabii LHC’de aranan tek şey Higgs parçacığı değil, bir de ‘Standart Model’in eksik kaldığı yerleri açıklamaya yarayan ve bana kalırsa pek de gerçekçi olmayan ‘Süpersimetri’ parçacıklarının aranması olayı var ki onların bulunmasının hayalden öteye gidemeyeceğini düşünmekteyim. Tabii bütün bunları söylerken benim bir gravitasyoncu olduğum da göz önünde bulundurulmalı. Bu şu anlama geliyor ki benim için fizik teorilerinde geometrik ve estetik özellikler daha ön planda yer alır.‘Standart Model’inse bu açıdan bakıldığında gravitasyona göre pek de estetik olduğu söylenemez (henüz?). Bu nedenle biraz dışarıdan ve eleştirel bakan bir göz olduğum varsayılabilir. Bu da normal bir durum, eğer herkes aynı fikirde olsaydı bilimsel ilerleme gerçekleşemezdi zaten.

Bu yazı da böyle bir monograf olarak kayıtlara geçsin.

Reklamlar
Bu yazı Kategorisiz içinde yayınlandı. Kalıcı bağlantıyı yer imlerinize ekleyin.

6 Responses to Yeni Parçacık mı Erken Kutlama mı?

  1. hikaruivy dedi ki:

    “the elegant universe”ü iki aydır okuyan (okumaya çalışan?) bir okur olarak özet geçilmiş bu yazı son derece açıklayıcı oldu, ellerine sağlık ^^ (dışarıdan bakınca super symmetry teorisi çok cool gözüküyor yalnız ;) )

  2. 희망 dedi ki:

    ‘The Elegant Universe’ çok güzel bir kitaptır, hatta ‘string theory’yi popüler dille anlatan en güzel kitaptır diyebilirim. ‘String theory’ burada bahsedilenlerin bir adım ötesi aslında. Bütün doğayı tek bir teoride açıklama iddiasındadır, ancak ‘supersymmetry’ye bağımlı olduğundan ben ona da pek sıcak bakamıyorum (ne kadar pesimist bir adamım :) ). O kitabın bir eksikliği aynı şeyi yapmaya çalışan diğer alternatif teorilerden pek bahsetmemesidir. Mesela ‘string theory’nin bir alternatifi olan ‘loop quantum gravity’ bana daha mantıklı geliyor (bir parçacık fizikçisi bunu asla kabul etmez :) ). Bu açıdan Lee Smolin’in yazdığı ‘The Trouble with Physics’i de okumanı tavsiye ederim. Bilimsel komünitelerin tutuculuğuyla ilgili de ilginç tespitleri vardır bu kitabın.

    • hikaruivy dedi ki:

      elimdekini bitirebilirsem ona da geçeceğim, söz ;) 5 farklı teorinin gerçek olabileceği ve her birinin farklı evrenlere götüreceği fikri aklımı yeterince uçurmuştu zaten; diğer alternatifleri de öğrenmek heyecan verici olacak. kitabı bitirince ve konulara biraz daha vakıf olunca yine damlarım buraya :)

  3. diaboloviolette dedi ki:

    “neden diğer katkıda bulunanların adları atlandı? Çünkü bilim tarihi, bilim insanlarına yapılan haksızlıklarla doludur”
    insanoğlunun bu özelliği bilime, tarihe olan inancımı mütemadiyen yoruyor..

  4. MikalZia dedi ki:

    Bir süredir izlediğim belgesellerden atomların bildiğimiz hiçbir şeye benzemediği sonucunu çıkardım. Gözlemlediğimiz doğaya da. Aynı anda farklı yerlerde olabiliyor, enerjiden kendi kendine varolabiliyor, hem parçacık hem dalga gibi davranıyor, gözlemleyene göre davranış değiştiriyor… Özellikle de biri gözlemlediğinde davranış değiştiriyorsa bazı şeyler hakkında kesin konuşmak neredeyse imkansız hale gelmez mi? Bohr ”Atomlar söz konusu olduğunda, dil yalnızca şiirsel olabilir.” demiş ya, bence o da yetmez :)
    Bir de ben Higgs alanı ve Vakum arasındaki farkı da anlamadım. Maddeler vakumdan enerji ödünç alarak mı yoksa Higgs alanıyla etkileşip mi kütle kazanıyor? Evren Vakum’un üzerine mi yoksa Higgs Alanının üzerine mi yazılı?

  5. 희망 dedi ki:

    @hikaruivy; Yine beklerim tabii, bu konuları tartışacak birileri her zaman bulunmuyor :)

    @diaboloviolette; Evet maalesef işler genelde böyle yürüyor. Bu durum için diğerlerinin isimleri cılız da olsa söylenmeye başladı ama yine de çok kişi hâlâ durumu tek kişiye mâl etme eğiliminde.

    @MikalZia; İlk söylediklerin Kuantum Mekaniğinin temel özellikleridir ve doğa çok küçük ölçeklerde böyle davranır. Herşey olasılığa dayanır ve gözlemciye göre değişir, bunun anlamını gerçek anlamıyla kavramak belki de imkânsızdır.
    Vakum denilen şey aslında parçacık-antiparçacık çiftlerinin çok kısa sürelerde sürekli olarak oluşup sonra yok olduğu bir tür dalgalanma durumu. Kütle kazanımı Higgs alanıyla oluyor (bu bir skaler alan, yani uzaydaki her noktaya bir sayı karşılık getiren bir şey). Bunları bu şekilde sözle anlatmak biraz zor, zaten bütün bunlar henüz daha sonra değişebilecek model aşamasındalar.

Bir Cevap Yazın

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Google+ fotoğrafı

Google+ hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Connecting to %s