O parça 'Tanrı'nınmış'

O parça 'Tanrı'nınmış'
O parça 'Tanrı'nınmış'

Parçacığın isim babası Peter Higgs, Barcelona daki müzede Einstein heykeliyle bir arada.

CERN, her yıl İtalya'nın Moriond kasabasında düzenlenen yüksek enerji fiziğinin en prestijli konferansında müjdeyi verdi: "Higgs parçacığını kesinlikle keşfettik."
Haber: KEREM CANKOÇAK* / Arşivi

Her yıl İtalya’nın Moriond kasabasında Yüksek Enerji Fiziğinin en prestijli konferansı düzenlenir. Bu yılki konferansta CERN’in Büyük Hadron Çarpıştırıcısında (LHC) yer alan ATLAS ve CMS deneylerinin sözcüleri Higgs parçacığının keşfinin kesinlik kazandığını bildirdiler. Geçen yıl 4 Temmuz 2012’de ilk olarak ilan edilen keşif, o günden bu güne yapılan yeni analizlerle doğrulanmış oldu. Arada geçen süre içinde analiz edilen veri sayısı ilk analizlerin iki buçuk katı büyüklüğünde. Yeni analizler gerçekten kuramın öngördüğü gibi Higgs mekanizmasının diğer atom-altı parçacıklara kütle kazandırdığını ortaya koyuyor.
Son analizlerde Higgs parçacığının diğer parçacıklarla nasıl etkileşim yaptığı ve kuantum özellikleri anlaşıldı. Higgs parçacığının spin dediğimiz bir kuantum özelliğinin olmaması gerekir. Ayrıca Higgs’in paritesi pozitiftir. Türkçede dönüşüm çarpanı diye ifade edilen parite, bir parçacığın bozon ya da fermiyon olduğunu belirler. Bütün madde parçacıkları fermiyondur (elektronlar, kuarklar vb gibi); bütün kuvvet taşıyıcı parçacıklar da bozondur (ışık, gluonlar, Higgs vb gibi). CMS ve ATLAS deneyleri bu özellikleri doğruladılar. Dolayısıyla keşfedilen yeni parçacık, 125 GeV kütleye sahip (hidrojen atomunun 125 katı) bir bozon ve Higgs mekanizmasına sahip.

Higgs bulundu da ne oldu?

Higgs mekanizması, ilk defa 1962’de Philip Warren Anderson tarafından ortaya atılmıştı. 1964’te birbirinden bağımsız 3 grup, mekanizmayı görelilik kuramına uygun hale getirdiler: Robert Brout ve Francois Englert; Peter Higgs ve Gerald Guralnik, C. R. Hagen ve Tom Kibble. Daha sonra Steven Weinberg ve Abdus Salam Higgs mekanizmasını kullanarak Standart Modelin temellerini kurdular. 50 yıl süren araştırmaların sonucundaysa 4 Temmuz 2012’de CERN’de Higgs parçacığı keşfedildi ve dün keşif resmen onaylandı.
Peki ama bu kadar para harcanan deneylerin ne işe yarayacağı sorusunun cevabı işin toplumsal boyutuna bakmamız gereğini doğuruyor. Biz fizikçiler sık sık şu soruyla karşılaşıyoruz: “Higgs bulundu da ne oldu?”
Bu soruya artık klasik olmuş bir yanıtla cevap verelim: 19. yüzyılın ortalarında elektrik ve manyetizma kuramlarını geliştiren büyük fizikçi Michael Faraday’a ‘bu keşiflerinin ne işe yarayacağını’ sorduklarında, ‘bilmiyorum ama bir gün bunlardan vergi alacağınıza eminim’ diye cevap vermiştir. Tarih Faraday’ı haklı çıkarmıştır, üstelik kimsenin hayal bile edemeyeceği teknolojik gelişmeleri yaratarak. Şu an elektronik çağda yaşıyoruz, yakın gelecekte hangi çağda yaşayacağımızı şimdiden kestirmek imkânsız.

Yeni teknolojik açılımlar

Şüphesiz bilim insanları vergilendirilmek için bilim yapmıyorlar. Merak ettikleri için bilim yapıyorlar. Bilim meraktan doğmuştur. Bizim maymun türümüz zaten diğer memeli türlerinden daha meraklıdır, ama özel olarak biz Homo sapiens’ler diğer kuyruksuz maymunlardan da meraklıyız. Zaten doğada en savunmasız türken bütün dünyaya hâkim olmamızın ve teknoloji geliştirerek diğer türleri yok edecek kadar çoğalmamızın temelinde yatan etmenlerden biri de bu bitmeyen merakımız. İnsan türü etrafını tanımak ister, bilmek ister. Dünya ne kadar büyük? Her şey nelerden meydana gelmiştir? Gökyüzündeki şu parlayan ışıklar da neyin nesi? Tepemizdeki gökyüzünün sınırı var mı? Bütün bu soruların akıl yoluyla cevaplanmaya çalışılması bilimi doğurmuştur.
Peki bu merak toplumda nelere yol açıyor? Tıpkı 150 yıl önce elektrik ve manyetizmanın birleştirilmesi sayesinde elektromanyetik teorinin geliştirilmesinin sayısız teknolojik icatlara yol açması gibi, yakın bir gelecekte de Higgs’in keşfinin (ve yapılabilirse elektro-zayıf kuvvetle nükleer yeğin kuvvetin birleştirilmesi demek olan büyük birleşik kuramın gerçekleştirilmesinin) teknolojik açılımları olacaktır. Bunu şimdiden öngörmek falcılık sayılmaz. Parçacık fiziği deneylerinin teknolojik sonuçlarını zaten günlük hayatımızda yaşıyoruz: Televizyon teknolojisinden hastahanelerdeki tomografi cihazlarına, Internetten IT teknolojilerine kadar birçok alandaki gelişmeler direkt olarak parçacık fiziği çalışmalarının yan ürünleridir. Bilgisayarlarımızın her yıl katlanarak daha hızlı çalışmasının temel sebeplerinden biri bilimsel araştırmalardaki gereksinimlerin karşılanmasına yönelik çalışmalardır. Bilim teknolojiyi üretir.

Türk fizikçiler de yer aldı

Bunun yanında basında kimi zaman ‘ışık hızı geçildi’, ‘Einstein’ın teorisi çürütüldü’ gibi magazin haberleri çıkmakta. Aslında bu durum kamuoyunda bilimsel keşiflere bir ilgi olduğunu gösteriyor. Yapılması gereken bu ilginin doğru bir şekilde giderilmesidir. Türkiye gibi bilimsel kültürü çok zayıf olan ülkelerde bu ilgi kolaylıkla doğaüstü açıklamalara kayabilmekte ve bilimin inandırıcılığını zayıflatmaktadır. Bilimsel kuramların sürekli değişen, birbirini yanlışlayan birtakım fikirlerden ibaret olduğu zannedilen toplumumuzda bilim haberciliği özel bir önem taşımaktadır. Modern bilimin 400 yıllık serüveni içinde yaşadığımız evreni anlamamızda bize çok şeyler kazandırmıştır. Bilime dayanmayan hiçbir düşünce de doğrulanmamıştır. Şüphesiz bilim evrendeki her şeyi açıklayamamaktadır ama şu an için elimizdeki en doğru yöntemdir. Dolayısıyla Higgs parçacığının keşfi de bu büyük bilimsel serüvenin köşe taşlarından biridir ve bulmacanın bir parçasını daha görmemizi sağladı.
Türkiye’den giden fizikçilerin 1995 yılından bu yana CERN deneylerine aktif olarak katılması bu kefişte küçük de olsa bir katkımızın olması ayrıca bir sevinç kaynağı oluşturuyor bizim için. Einstein’ın fizik öğrenimi gördüğü yıllarda Türkiye’de üniversitenin bulunmadığı göz önüne alınırsa, Higgs keşfine Türk üniversitelerinin katkıda bulunması Cumhuriyet’ten bu yana epey yol kat ettiğimizin en önemli göstergelerinden biridir.
* Doç. Dr., İTÜ Fizik Bölümü
Konuyla ilgili ek okuma: 101 Soruda Kuantum, K. Ford, Alfa Yayınları 2013.