Higgs Parçacığı Nobel Fizik Ödülü Getirdi

Maddeye kütlesini verdiği düşünülen ve "Higgs Bozonu" adı verilen atomaltı parçacığına ilişkin ilk çalışmaları yapan Belçikalı fizikçi François Englert ile İngiliz bilim adamı Peter W. Higgs, bu yılki Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü.

Nobel Komitesi, bir saatlik gecikme ile yaptığı açıklamasında, 1964 yılında birbirlerinden bağımsız olarak parçacıkların nasıl kütle kazandığını açıklayan Englert ile Higgs'in 2013 Fizik Ödülü'nü paylaştığını belirtti.

Englert ve Higgs'in 49 yıl önce öne sürdüğü teori, 2012'de İsviçre'nin Cenevre kentindeki Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi (CERN) bilim adamları tarafından doğrulanmıştı.

Nobel Fizik Ödülü getiren kuram, dünyanın nasıl meydana geldiğini tanımlayan parçacık fiziğinin Standart Model'inin ana parçasını oluşturuyor. Standart Model'e göre çiçeklerden insana, yıldızlardan gezegenlere her şey, madde parçacıklarından meydana geliyor. Bu parçacıklar ise her şeyin olması gerektiği gibi çalışmasını sağlayan güç parçacıkları aracılığıyla yönetiliyor.

Standart Model, aynı zamanda Higgs ya da Tanrı Parçacığı olarak bilinen özel bir parçacığın varlığına dayanıyor. Bu parçacık, tüm uzayı kaplayan görünmez bir alandan türüyor. Model'e göre Higgs Parçacığı olmadan hiçbir şey var olamıyor. Çünkü Higgs Parçacığı'nın görünmez alanla teması, parçacıkların kütle kazanmasına yol açıyor. Englert ve Higgs'in ortaya koyduğu kuram, bu süreci açıklıyor.

CERN laboratuvarında yapılan deneyler sonucu Higgs Parçacığı'nın varlığı 4 Temmuz 2012'de doğrulanmıştı. 14 milyar yıl önce evrenin doğumuna yol açtığına inanılan Büyük Patlama ortamını yaratmayı amaçlayan 10 milyar dolar tutarındaki deney sırasında proton ışınları, 27 kilometrelik tüneli ışık hızıyla geçerek birbiriyle çarpıştırıldı. Higgs Parçacığı'nın bulunması için yapılan CERN'deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (BHÇ), insanoğlu tarafından inşa edilen en büyük ve en karmaşık makine olarak biliniyor.

Higgs Parçacığı'nın bulunmasına rağmen, Standart Model, kozmik bilmeceyi çözmeye yetmiyor. Çünkü Model, evrendeki tüm maddelerin sadece beşte birini açıklayabiliyor. Evrenin gizeminin çözülebilmesi için beşte dördünü oluşturan karanlık maddenin keşfedilmesi gerekiyor.

- François Englert

Belçika'nın Etterbeetk kentinde 1932'de doğan Englert, 1959'da mezun olduğu Brüksel'deki Universite Libre de Bruxelles'den emekli oldu. Englert, iş arkadaşı Robert Brout ile hazırladığı Parçacık Kuramı ile birçok ödül kazandı.

- Peter W. Higgs

İngiltere'nin Newcastle kentinde 1929 yılında dünyaya gelen Higgs, 1960'lı yıllarda temel parçacıkların kütlesinin kökenini açıkladığı çalışması ile ün kazandı. Higgs, Edinburgh Üniversitesi'nden emekli oldu.

- Nobel Fizik Ödülü

1901 ve 2012 yılları arasında 106 kez Nobel Fizik Ödülü verildi. Toplam 193 kişiye layık görülen ödüllerden 30'u 2 kişi, 29'u ise 3 kişi arasında paylaştırıldı.

Nobel Fizik Ödülü'ne 1956 ve 1972 yıllarında layık görülen John Bardeen, aynı dalda iki kez Nobel Ödülü kazanan tek bilim adamı olarak tarihe geçti. 1903 ve 1911'de Nobel'e layık görülen Marie Curie, ilk ödülünü fizik, ikinci ödülünü ise kimya alanında almıştı.

Nobel Fizik Ödülü'nü şimdiye kadar sadece iki kadın kazandı: Marie Curie (1903) ve Maria Goeppert-Mayer (1963).

Nobel Fizik Ödülü'nü alan en genç bilim adamı Lawrence Bragg oldu. Babası William Bragg ile 1915'te Nobel Fizik Ödülü'ne layık görülen Lawrence, ödülünü kucakladığında sadece 25 yaşındaydı. Lawrence Bragg, hala en genç Nobel sahibi unvanını elinde tutuyor.

Nobel Fizik Ödülü verilen en yaşlı bilim adamı ise 2002'de 88 yaşındayken ödüle layık görülen Raymond Davis Jr. oldu.

Fizik, aile üyelerinin en çok Nobel Ödülü aldığı alan. 1903'de Marie ve Pierre Curie çifti Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü. 1915'teki ödül William Bragg ile oğlu Lawrence Bragg'a verildi. 1922 yılının Nobel Fizik Ödülü sahibi Niels Bohr'un oğlu Aage N. Bohr, aynı mutluluğu 1975'te tattı. Manne Siegbahn, 1924'te, oğlu Kai M. Siegbahn ise 1981'de Fizik Ödülü'ne layık görüldü. Thomson ailesi de 2 Nobel Fizik Ödülü'ne sahip. Baba J. J. Thomson'a 1906'da, oğlu George Paget Thomson'a ise 1937'de Nobel Ödülü verildi.

-Nobel Fizik Madalyası

Nobel Fizik Ödülü'nü kazananlara ödüllerinin takdim edildiği akşam bir de İsveçli heykeltıraş ve gravürcü Erik Lindberg tarafından tasarlanan madalya veriliyor.

İsveç Kraliyet Bilim Akademisi'nin madalyasına Mısır'ın en büyük tanrıçası İsis'e benzeyen bir doğa tanrıçası işlenmiş. Bulutların arasından çıkan tanrıça, kolları arasında bereketi simgeleyen bir boynuz tutuyor. Madalyada tanrıçanın yüzünü örten peçeyi ise "Bilim'in Dahisi" açıyor.

Madalyaya aynı zamanda Vergilius'un Aeneid adlı eserinden "Inventas vitam juvat excoluisse per artes" ifadesi kazınmış. Latince ifade, "Yeni buluşlar, sanatla güzelleşen hayatı daha da zengin kılar" anlamına geliyor.

- 2001'den bu yana Nobel Fizik Ödülü'ne layık görülenler:

2001: Eric Cornell (ABD), Wolfgang Ketterle (Almanya), Carl Wieman (ABD)

2002: Raymond Davis (ABD), Masatoshi Koshiba (Japonya), Riccardo Giacconi (ABD)

2003: Alexei Abrikosov (Rusya-ABD), Vitaly Ginzburg (Rusya), Anthony Leggett (İngiltere-ABD)

2004: David J. Gross (ABD), H. David Politzer (ABD), Frank Wilczek (ABD)

2005: Roy J. Glauber (ABD), John L. Hall (ABD), Theodor Haensch (Almanya)

2006: John C. Mather (ABD), George F. Smoot (ABD)

2007: Albert Fert (Fransa), Peter Grünberg (Almanya)

2008: Makoto Kobayaşi ile Toşihide Maskawa (Japonya) ve Yoichiro Nambu (ABD)

2009: Charles K. Kao, Willard S. Boyle ve George E. Smith (ABD)

2010: Andre Geim (Hollanda) ile Konstantin Novoselov (İngiltere)

2011: Saul Perlmutter, Brian Schmidt ve Adam Riess (ABD)

2012: David Wineland (ABD) ve Serge Haroche (Fransa)

Muhabir: Umur Koçak Semiz

(HABER3)

Kara Delikleri Nasıl bilirsiniz?

(Nasa)

İçinde bulunduğumuz Samanyolu gök adasının merkezi de dahil pek çok yerinde bulunan kara delikler günlük hayatta birçok kez  karşımıza çıkan ancak hakkında pek fazla şey bilinmeyen bir olgudur. Aslında Einstein'ın genel görelik kuramından önce de var oldukları öne sürülmüştü. Ancak varlıkları gözlemlenemediği ve o zamana kadar makul bir açıklaması bulunamadığı için bir fikir olarak pek rağbet görmüyordu. Herkezin bildiği gibi kara delikler ışık ta dahil olmak üzere her şeyi yutarlar. Bunu yapabilmeleri içinse belli başlı fizik yasalarının devreye girmesi gerekir.

Simülasyon olarak karadelik tarafından gerçekleştirilen yerçekimsel bükülmenin arka plandaki galaksiyi eğmesi.

 Bir kütleye sahip her cisim uzay-zaman düzlemi üzerinde bir bükülmeye sebep olur. Cismin kütle çekim alanının büyüklüğü cismin kütlesiyle doğru orantılıdır. Bu sebeple bükülme oranı da ona göre şekillenir. Bu alan içine giren cisimler birbirlerini çeker. Kara deliklerde bunun bir üst noktası olan olay ufku denen ve yukarıdaki resimde tamamen siyah gözüken bölge diye tanımlayabileceğimiz bu olgu kara deliğin her şeyi yuttuğu geri dönüşü olmayan noktadır. Peki uzay-zaman düzlemi nedir? Bir metaforla açıklayabiliriz. Düz ve gergin bir çarşaf hayal edin. Bu çarşafın üzerine bir metal bilye attığınızda çarşafın üstünde ağırlığından dolayı bir çökme olacaktır. Kara deliğin uzay-zamanla olan ilişkisini de bu şekilde açıklayabiliriz. Şimdi bu çarşafın üzerine çok ağır bir cisim bırakalım. Cisim yeterince ağırsa çarşafı delip geçecektir. İşte kara delikte tam olarak bunu yapmaktadır.

 Kara delikler her ne kadar yenilmez görünseler de onların da bir zaafı var. Stephen Hawking tarafından keşfedilen ve Hawking radyasyonu denen bir radyasyon türünün kara delikler tarafından sızdırıldığı söylenmekte. Boyut azaldıkça sızdırmanın boyutu da artıyor ve böylece küçük kara delikler çok daha hızlı bir şekilde yok oluyor. Galaksimizin merkezindeki gibi çok çok büyük kara delikler ise kalıcı oluyor. Yani Cern'deki çalışmalar sırasında bazı çevreler tarafından oluşabileceği düşünülen bir kara deliğin hayatta kalma şansı yok denecek kadar azdır.

 Ayrıca kara delikler yukarıda da bahsettiğimiz uzay-zaman içinde bir delik oluşturması özelliği ile ilgi çekicidir. Bu oluşan deliklerin başka uzay-zaman düzlemleri ile kesişebileceği söylenmektedir. Bu kesişmeler sonucunda bir kurt deliği oluşturulması ihtimalinin doğduğu ve yine bu yolla anlık uzay seyahatinin sağlanabileceği düşünülmektedir.

 Peki ya biz bir kara delik oluşturabilir miyiz? Bir kara deliğin oluşabilmesi için tahmin edebileceğiniz gibi çok büyük miktarda enerji gerekiyor. Astronomik boyutlarda olmasa bile çok küçük kara deliklerden, özellikle de bir yıldızın yok olması ile oluşmayanlarından bahsedebiliriz. Büyük hadron çarpıştırıcısı (LHC) yüksek enerjili çarpışmaların yeni parçacıklar oluşturabileceği görüşünü zayıf nükleer kuvvet, güçlü nükleer kuvvet ve elektromanyetik kuvvet ve -işin içindeki enerji boyutları çok fazla ise- kütle çekimi bazında temel alır. Örnek olarak Higgs bozonu çok hızlı bir şekilde parçalandığı için kolay gözlenemez. Ama bilim insanları çok büyük miktarda enerji ve zayıf kuvvet yardımı ile Higgs bozununun varlığını kanıtlaya bilmiştir. Çok küçük bir kara deliği bir temel parçacık gibi düşünecek olursak oluşturulması için gereken enerji miktarı en az planck sabiti kadar olması gerektiği görülür. Bu miktarda bir enerji en azından şimdilik LHC de üretilemeyecek bir miktardır.

 Kara delikler evrendeki ışığı bile tutabilme özellikleri ile çok gizemli oluşumlardır ve şimdilik onlar hakkındaki elimizdeki her şey teoriden ibarettir. Gerçeklere ulaşabilmemiz için yoğun bir çalışma ve bilim alanında gerçek atılımlara ihtiyacımız olduğu ise değişmez bir gerçektir.

 C. Caner Telimenli