CERN’deki fizikçiler, Higgs bozonunun ömrünü her zamankinden daha büyük bir doğrulukla ölçtüler. Efsanevi parçacık saniyede sadece küçük bir kesir yaşadığından, bilim adamları yeni rakamı hesaplamak için yaratıcı ve geçici çözüm buldular.
İlk olarak 1960’larda hipotezlenen Higgs bozonu, Standart Model tarafından tahmin edilen son temel parçacıktı.
Diğer parçacıklar onunla etkileşimler yoluyla kütle kazanmaktadır.
2012’deki tespiti, bir yüzyıldaki en önemli bilimsel atılımlardan biriydi ve bu fikri formüle eden bilim adamlarına 2013 Nobel Fizik Ödülü’nü kazandırdı.
Higgs Bozonu Nedir?
Higgs bozonu, parçacık fiziği teorisindeki alanlardan biri olan Higgs alanının kuantum uyarılmasıyla üretilen parçacık fiziğinin Standart Modelindeki temel bir parçacıktır.
Standart Modelde, Higgs parçacığı sıfır dönüşlü, elektrik yükü ve renk yükü olmayan büyük bir skaler bozondur.
Aynı zamanda çok kararsızdır, hemen hemen diğer parçacıklara bozunur.
Adını, 1964 yılında diğer beş bilim insanı ile birlikte bazı parçacıkların neden kütleye sahip olduğunu açıklamak için Higgs mekanizmasını öneren fizikçi Peter Higgs’ten almıştır.
Bu mekanizma, Higgs Mekanizması teorisi tarafından açıklanan özelliklere sahip, skaler bozon olarak bilinen spinsiz bir parçacığın var olmasını gerektiriyordu. Bu parçacık Higgs bozonu olarak adlandırıldı.
Bu nedenle, yeni çalışma için, CMS İşbirliğine sahip bilim adamları, Higgs bozonunun ömrünü her zamankinden daha kesin bir şekilde ölçmek için dolaylı bir yöntem kullandılar. Bunun yerine, kütle genişliği adı verilen farklı bir özelliğe döndüler.
Bu özellik parçacıkların sahip olabileceği olası kütlelerin aralığı idi.
Esasen, parçacığın kütle genişliği ne kadar geniş olursa, ömrü o kadar kısa olur ve fizikçilerin birinciyi ölçerek ikincisini hesaplamasına olanak tanır.
Higgs bozonunun nominal kütlesi – olağan, en yaygın değeri – 125 Gigaelektronvolt’tur (GeV).
Ancak Heisenberg belirsizlik ilkesinin kuantum tuhaflığı sayesinde bazen daha büyük kütleli versiyonlar da üretilir.
Çalışma ekibi “kabuk üstü” Higgs bozonlarının (nominal kütleye yakın olanlar) “kabuk dışı” Higgs bozonlarına (normalden çok daha büyük kütleye sahip olanlar) oranını hesaplamak için LHC’nin ikinci gözlem çalışmasından elde edilen verileri analiz etti.
LHC: Large Hadron Collider( Büyük Hadron Çarpıştırıcısı)
Bu tekniği kullanarak, araştırmacılar Higgs bozonunun ömrünün 210 yoktosaniye olduğunu hesapladılar.
Fizikte Üslü Çokluklar Çok İşe yarıyor
Bu, saniyenin septilyonda biri veya ardından 22 sıfır olan bir ondalık nokta aleminde gösterimi olarak söyleyebiliriz. Ancak üslü sayılar bu noktada imdadımıza yetişiyor.
Bu değerin belirsizliği (+2.3/-0.9) x 10-22 saniyedir, bu da onu Higgs bozonunun ömrünün şimdiye kadarki en hassas ölçümü yapmaktadır.
CMS’de fizikçi olan Pascal Vanlaer, “Sonuçlarımız, kabuk dışı Higgs bozon üretiminin Higgs bozonunun ömrünü ölçmek için mükemmel bir yol sunduğunu gösteriyor” diyor. “Ve bu eşsiz parçacığın özelliklerinin araştırılmasında bir dönüm noktası oluşturuyor.
Önümüzdeki yıllarda LHC çalışmalarından elde edilen veriler ve yeni analiz fikirleri ile ölçümün hassasiyetinin artması bekleniyor.”
Kaynak: newatlas
