Hiyerarşi Sorunu Çözülebilecek mi?

Partikül fiziğinin henüz çözülememiş olan problemlerinden biri, doğanın dört temel kuvvetinden (kütle çekim kuvveti, elektromagnetik kuvvet, zayıf çekirdeksel kuvvet, güçlü çekirdeksel kuvvet) bazılarının neden diğerlerinden çok daha güçlü olduğunun anlaşılmasını konu alan ‘hiyerarşi problemi’ dir.

Standart Model Higgs alanı nedeniyle, doğal simetri kırılmaları yoluyla oluşan partikül kütlelerinin varlığını ileri sürer. Standart Model içerisinde Higgs kütlesi, sanal kütlerinin varlığından dolayı çok büyük kuantum düzeltmelerine girer. Bu düzeltmeler Higgs’in kütlesinden çok daha büyüktür. Bu durum, Standart Model’deki Higgs’in yalın kütle değişkenini neredeyse tüm kuantum düzeltmelerini hükümsüz kılacak şekilde ayarlanması gerektiği anlamına gelir. Bu ince ayarlar birçok kuramsal fizikçi tarafından anormal görülmüştür.

Princeton fizikçilerinden Raffaele Tito D’Agnolo, ‘Hiyerarşi problemi, partikül fiziğindeki en derin sorulardan biri ve neredeyse bilinen tüm çözümleri, evrenin farklı bir görünüşüne karşılık geliyor. Doğru yanıtı belirlemek hem kavramsal bir bilmeceyi çözmüş olacak, hem de partikül fiziği hakkındaki düşüncemizi değiştirecek’, diyor.

Hiyerarşi problemine süpersimetri ve ek boyutlar gibi çözümler önerilmiştir. Fizikçilerin ‘N-doğallık’ (N-naturalness) adını verdiği yeni bir öneriye göre: çözümün tek dayanağı yeni partiküller değildir. Doğallık problemi, kısaca çok büyük kütlelerle çok küçük kütlelerin neden ve nasıl bir arada bulunabildiği ile ilgilidir. N-doğallığın temel düşüncesi, Standart Model’in N tane (çok sayıda) kopyası olduğudur; büyük N sayısı, teknik doğallık problemini çözüyor. Yeni önerilen çözüm, süpersimetri ve ek boyutlar ile bazı ortak özelliklere sahiptir. Fakat benzersiz yanlarından biri, çözümün merkezinde yeni partiküllerin değil, kozmolojik dinamiklerin olmasıdır.

Hiyerarşi sorununu çözmenin olası yolları nelerdir? Çoğu araştırmacının düşündüğü iki ana yön vardır: Süpersimetri ve kompozite/ekstra boyutlar.

Higgs için Hiyerarşi sorunu kuantum modelidir; (a) klasik olarak Higgs bir kütleye sahiptir, (b) sorun, sanal partiküllerin döngülerini içeren katkılardan kaynaklanır

29 Aralık 2019


GERİ (partikül fiziği standart model)
GERİ (standart modelin açıklayamadığı sorular)