1960'ların başında
fizikçilerin elinde güçlü bir elektromagnetik etkileşim teorisi ve zayıf bir
nükleer etkileşimi tanımlayıcı bir model bulunuyordu. (Zayıf nükleer etkileşim,
pek çok radyoaktif bozunuma ve güneşin parlamasını sağlayan reaksiyonlara neden
olan kuvvettir.) Bilim adamları bu iki etkileşimin yapısı arasında önemli
benzerlikler tespit etmişlerdi. Ancak, doğada
bulunan gerçek partiküllerin kütlesi olmasına rağmen, bunların kütlesiz olması
gereğine işaret eden bir ‘birleştirilmiş teori’ daha vardı.
1964’te
teorisyenler bu bilmeceye bir çözüm önerdiler: Brout-Englert-Higgs (BEH) mekanizması olarak bilinen somut bir
model ileri sürüldü. Bu modele göre, orijinal etkileşimlerinin ince yapısı
korunarak elementer partiküllere kütle verebilir. Zayıf etkileşimi taşıyan
partiküller Higgs alanıyla etkileşimleri nedeniyle kütle kazanacak,
elektromagnetik etkileşimi taşıyan foton ise kütlesiz kalacaktır.
Evrenin tarihine bakıldında, partiküllerin Büyük Patlama'dan
sadece 10-12 saniye sonra Higgs alanıyla etkileşime girdiği görülür.
Bu faz geçişinden önce tüm partiküller kütlesizdi ve ışk hızıyla hareket
ediyordu. Evren genişledikten ve soğuduktan sonra, partiküller Higgs alanıyla
etkileşime girmiş ve bu etkileşim onlara kütle kazandırmıştır. BEH mekanizması,
elementer partiküllerin kütle değerlerinin, her partikülün Higgs alanına ne
kadar güçlü bir şekilde bağlandığı ile ilişkili olduğunu söyler. Bu değerler
mevcut teoriler tarafından tahmin edilememektedir. Bununla birlikte, bir
partikülün kütlesi ölçülbildiğinde, Higgs bozonuyla etkileşimi belirlenebilir.
BEH mekanizmasının bazı dolaylı anlatıları vardır:
Birincisi, zayıf etkileşime ağır partiküller (W ve Z bozonları) aracılık eder.
İkincisi, yeni alanın kendisi de başka bir partikülde gerçekleşir. Bu
partikülün kütlesi bilinmiyordu, ancak araştırmacılar bunun 1 TeV'den daha
düşük olması gerektiğini biliyorlardı. Bu partikül daha sonra, partikül fiziğinde
en çok aranan partikül haline gelecek olan ‘Higgs Bozonu’ olarak adlandırıldı.
26 Ekim 2019
