Higgs bozonunun son derece nadir dönüşümü için yapılan incelikli bir araştırma, bilinmeyen parçacıklara işaret edebilecek bir sürecin ilk kanıtını sağlayan sonuçları verdi.
Fizikçiler, Avrupa Nükleer Araştırma Örgütü’nün (CERN) Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’ndaki (LHC) iki farklı detektör içindeki birkaç yıllık proton çarpışmalarının sonuçlarını uzlaştırarak, ünlü ‘kütle verme’ hızının istatistiksel kesinliğini artırdılar. Parçacık bir fotona bozundu ve Z bozonu.
Paylaşılan sonuçlar, LHC Fizik Konferansı geçen hafta Belgrad’da olabileceklerin çok gerisinde kaldık önemli kabul. Ancak sürecin kendisi, kuantum tariflerinin balonuna ve tıslamasına odaklanacak ve egzotik yeni güçlerin ve yapı taşlarının nerede var olabileceğini belirlemeye yardımcı olacak şekilde geliştirilebilir.
Higgs parçacığı, 2012 yılında varlığının kanıtlanmasının ardından fizik dünyasının sevgilisi oldu. ATLAS (veya ‘Bir Toroidal LHC Aparatı’) ve İYS (Compact Muon Solenoid) dedektörleri CERN’de.
Deneysel olarak onaylanması gereken o büyük parçacık haritasındaki (Standart Model) son giriş değildi; gözlemi, kuantum aleminin gizli bölümlerine açılan bir pencere olmayı vaat ediyordu.
Çoğunlukla, Higgs parçacığının ve ilişkili alanının var olduğunu bilmek, artık temel parçacıkların neden kütleye sahip olduğunu anladığımız anlamına gelir.
Enerji ve kütle aynı şeyi tanımlamanın farklı yolları olduğundan, büyük, tıknaz nesneleri (atomlar, moleküller ve filler gibi) bir arada tutmak için harcanan çaba, nesnenin kütlesinin önemli bir bölümünü oluşturur.
Daha küçük bir ölçekte, elektronlar veya kuarklar gibi daha temel nesnelerin Higgs alanından geçmek için harcadıkları çaba, neden durağan bir kütleye sahip olduklarını ve fotonlar gibi parçacıkların neden olmadığını açıklıyor.
Yine de alanın toplu doğası ve bozonlarının köpürtücü köpüğü, onu, normalde daha bariz yollarla tanınmayan varsayımsal kuantum alanlarının ve ilgili parçacıkların işaretlerini aramak için mükemmel bir aday yapar.
“Her parçacığın Higgs bozonu ile özel bir ilişkisi vardır, bu da nadir Higgs bozunmalarını aramayı yüksek bir öncelik haline getirir.” diyor CERN’in ATLAS deneyinin fizik koordinatörü Pamela Ferrari.
Bir parçacığın çürümesi, bir güvercinin gökdelenlerin arasında ölmesine benzer; bu her zaman olur, genellikle çeşitli şekillerde olur, ancak geçişlerinin kanıtı olarak birkaç uçuşan tüyden fazlasını yakalarsanız şanslı olursunuz.
Neyse ki fizikçiler, bir çarpıştırıcının tozundaki tüm bu ‘tüyleri’ sayarak, parçacıkların farklı yollardan dağılmalarının ve kısa sürede yeni şeylere dönüşmelerinin bir resmini çizebilirler.
Bu bozunmalardan bazıları nispeten yaygındır, ancak Higgs parçacığı için bir fotona ve kısa menzilli zayıf nükleer kuvvet taşıyan Z bozonuna dönüşümler kabaca binde bir olaydır. Veya ders kitaplarında tahmin edildiği gibi, tüm Higgs bozunmalarının yaklaşık yüzde 0,15’i.
Ancak bu, Standart Model’in beklememiz gerektiğini belirttiği şeydir. Bu büyük teori ne kadar şaşırtıcı derecede anlayışlı olsa da, uzayı esneten kara enerji veya uzay ve zamanın yerçekimi benzeri bir şekilde bükülmesi hakkında söyleyecek pek bir şeyi olmadığı göz önüne alındığında, bir noktada başarısız olması gerektiğini biliyoruz.
Bu rakamdan herhangi bir sapma, sorunlu gerçekleri sığdırmak için yeterli alan bırakabilecek alternatif modelleri desteklemek için kullanılabilir.
Şimdiye kadar sahip olduğumuz en iyi fizik modelini nasıl geliştireceğimizi bilmek, şu anda açıklayamadığı bir dizi anormallik bulmak anlamına gelir. Normalde fark etmeyeceğimiz ince ve nadir eylemler gerçekleştiren egzotik alanlar ve parçacıklar gibi.
“Yeni parçacıkların varlığı, nadir Higgs bozunma modları üzerinde çok önemli etkilere sahip olabilir.” diyor Florencia Canelli, CERN’in diğer dedektörü CMS’nin fizik koordinatörü.
Şimdilik, bu yakalanması zor tek boynuzlu at parçacıkları her zamanki gibi efsanevi. Şu ana kadar elde edilen sonuçlar kabaca Standart Model’in tahmin ettiği aralığın içinde kalıyor.
Bununla birlikte, fizikçileri sonuçların doğru olduğundan kısmen emin olmaya yetecek kadar veri var. Belki de daha iyi bir teknoloji kullanılarak yapılan daha büyük çalışmalar, yepyeni bir dizi teoriye açılan büyük bir pencereyi gizleyen küçük farklılıkları ortaya çıkarabilir.
“Bu çalışma, Standart Modelin güçlü bir testidir.” diyor Canelli.
“LHC’nin devam eden üçüncü çalışması ve geleceği ile Yüksek Parlaklıklı LHCbu testin kesinliğini artırabileceğiz ve daha da nadir görülen Higgs bozunmalarını araştırabileceğiz.”
Kaynak : https://www.sciencealert.com/first-signs-of-rare-higgs-boson-decay-discovered-by-physicists