Higgs’in Muon’a da bozunabildiği belirlendi..! (Higgs can decay to Muons…!)

Higgs Boson Gives Next-Generation Particle Its Heft
ATLAS  dedektöründe  gerçekleştirilen  parçacık  çarpışmalarının simülasyonu.
(Kaynak: ATLAS Collaboration CERN;  scientificamerican.com)

Daniel Gristo’nun, scientificamerican.com’da 6  Ağustos 2020’de  yayımlanan haberinde, Higgs  parçacığının (boson), muon’lar  gibi,  ‘ikinci-nesil  parçacıklar’  (second-generation particles)  olarak  adlandırılan  parçacıklara  kütle  kazandırdığı  ileri  sürüldü. Bu  haber, Büyük  Hadron  Çarpıştırıcısında (Large  Hadron  Collider) gerçekleştirilen  deneylere  dayanmakta.  Bu  yeni  keşfin,  atom-altı  parçacıkların  Standart  Modeli’ni  güçlendirdiği  söylenmekte.
Teorik  fizikçiler,  Higgs  bozonunu  ‘kuvvet  taşıyıcı’ (force  carrier) bir  parçacık  olarak  tanımlamakta. Bu  sahada,  kuvvet  taşıyan  başka  parçacıklar  da  var. Elektromanyetik, ‘güçlü’  ve ‘zayıf  kuvvet’i  taşıyanlar… Higgs  parçacığının,  diğer  parçacıklara   ‘kütle’   taşıyan / kazandıran  bir  parçacık  olduğu düşünülmekte.  Higgs  bozonu bu  görevini  Higgs  Alanı (Higgs  Field) içinde / ortamında  gerçekleştirmekte.
Higgs  alanıyla  güçlü  bir  şekilde  etkileşen  parçacıklar  kütlesi  büyük  olan  parçacıklar; proton,  nötron  gibi… Higgs  Alanıyla  zayıf  şekilde  etkileşen  parçacıklar  ise, hafif  olanlar; elektron  gibi…
Işığın (elektromanyetik  dalgaların)  taneciği  kabul  edilen  foton  ise, Higgs  Alanıyla  etkileşmediğinden, kütlesi  mevcut  olmayan  bir  atom-altı  parçacık.
Parçacık  fizikçileri, ilk  defa  olarak, bu  mekanizmanın muaon’lara   kütle  kazandırdığının  doğrudan  kanıtını  buldu.  ‘Muon’ elektronun  kütlesi  daha  büyük  olan  kuzeni. (Elektronun  bir  başka  kuzeni  de  ‘Tau’…)

 CERN’deki  LHC’de,  ATLAS  ve   CMS  dedektörleriyle  gerçekleştirilen  deneylerde  toplanan  verinin  analizinden, Higgs  Bozonu’nun iki  Muon’a  bozunabildiği  belirlendi. Bu  bulguya  göre,  Muon’lar   Higs Alanıyla  etkileşerek  (couple)  kütle  kazanmakta.  Bu  bulgu  ile, parçacık  fiziğinin  Standart  Model’inin teorik  olarak  ileri  sürdüğü  husus deneyle  doğrulanmış  oldu; böyle  söylemiş   teorik  fizikçi  Stefania  Gori (Kaliforniya  Üniversitesi, Santa Cruz, ABD).

Higgs  Bozonunu  yaratmak  için, 6500  GeV  enerji  seviyesine  hızlandırılan  protonlar   çarpıştırılır. Bu  çarpışmalarda,  Higgs  parçacığı  nadiren  açığa  çıkar. Bu  parçacığın  ömrü  saniyenin  sektilyonda (sextillion)   biri  kadar  bir süre  olabilse  de, yine  de,  bilim  insanları, geliştirdikleri  analiz  yöntemiyle,  onun  bozunmasıyla  açığa  çıkan  parçacıkları  belirleyebildi. Başlangıçta,  Higgs’in  başka  bozonlara  bozunduğu  anlaşılmıştı.

Bilim  insanları,  parçacık  bozunmalarının standart  bir  süreç  olmayıp, tesadüfi  bir  karakterde  olduğunu  söylüyor. Bu bozunma  süreci, belirli  olasılıklara  bağlı  olarak dallanmakta, çeşitlenmekte. Genelde, 125 GeV  seviyesinde  enerjiye  sahip  olan  Higgs  parçacığı, seçenekler  içinden  daha  ağır  parçacıklara bozunmakta; bu  parçacıkları  doğurma  eğilimi  göstermekte. Bu  yüzden, bir  örnek  olarak, 4-GeV  enerjiye  sahip ‘Bottom Quark’lar, 1-GeV  enerji  seviyessindeki ‘Charm  Quark’lardan  on  defa  daha  fazla  üretilmekte. (Quarklar, protonu  ve  nötronu  oluşturan  daha  küçük  parçacıklar.)

Araştırmacılar, Higs   Bozonunun  0.17 GeV  seviyesindeki iki  adet  Muon’a  bozunmasının  ise nadiren  karşılaşılan   bir  olay  olduğunu  söylüyor.  Bu  olay, gerçekleştirilen  beşbin  deneyin  ancak  birinde  gözlenebilmekte.  Böyle  bir  bozunma  gerçekleştiğinde, ATLAS’ta  ve  CMS’te, birleşmiş  enerji  seviyesi 125 GeV  olarak, iki  adet   Muon’un  birbirine  zıt  yönde saçıldığı gözlenmekte.

Araştırmacılar,  yine  de,  bu  keşfin, gerçekleştirilecek  daha  hassas  deneylerle doğrulanması  gerektiğini  söylüyor.

Prof.  Linde   gibi,  şampanya  şişesini  erken  açmış  duruma  düşmemek  için…!

 

Yararlanılan  Kaynaklar:

https://www.scientificamerican.com/article/higgs-boson-gives-next-generation-particle-its-heft/

(Günün seçimi)

%d blogcu bunu beğendi: