Higgs bozonu ile tanışma
Higgs bozonu bugüne kadar tüm özellikleri ölçülmemiş tek Standart Model parcacığı - bu bağlantıdan daha fazla bilgi edinebilirsiniz. CERN'deki ATLAS ve CMS deneyleri, Temmuz 2012'de kütlesi yaklaşık 125 GeV olan ve uzun süredir aranan Higgs bozonu ile uyuşan yeni bir bozon bulduklarını açıkladılar.
Standart Model, Higgs bozonunun kütlesini belirtmiyor. Ancak Standart Model belli bir Higgs kütlesi için, onun parçacık çarpışmalarında hangi sıklıkla oluşabileceğini ve hangi bilinen parçacıklara bozunabileceğini tahmin edebiliyor. Aşağıdaki grafik 125 GeV'lik Higgs bozonunun hangi sıklıkla bilinen parçacıklara bozunduğunu özetliyor.
Higgs bozonu daha önce tanıştığınız Z bozonundan bile daha kütleli ve bozunma süresi çok kısa olduğundan dolayı sadece çok kısa bir mesafe katedebiliyor. Bu nedenle, ATLAS'ta ya da başka herhangi bir parçacık dedektöründe direk gözlemlenmesi mümkün değil.
Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'ndaki proton-proton çarpışmalarında Higgs bozonu üretilebiliyor. ATLAS ve CMS'te aşağıdaki bozunumları gözlemledi: i) iki çift yüklü leptona bozunan iki Z bozonuna, ii) iki fotona ve iii) iki yüklü leptona ve iki nötrinoya bozunan iki W bozonuna. Ayrıca Higgs bozonnunun tau lepton çiftlerine bozunduğu da yakın bir zamanda gözlenmiştir.
"Z-yolunda" Higgs bozonunun i) ve ii) bozunumlarını araştırma şansını bulacaksınız ve ATLAS fizikçilerinin CERN'de yaptıkları çalışmaları kısmen tekrar edeceksiniz!
2012 yılında ATLAS ve CMS tarafından gözlenen parçacık artık "Higgs Bozonu" olarak anılmaktadır. Spin gibi belirli özellikleri ölçülmüştür ve bu özellikler Standar Model'in öngördüğü yaklaşımlar ile uyumludur. Higgs bozonunun bir çift tau leptonuna bozunumu gözlenmiştir ancak bir çift alt kuarkların bozunumunu hala doğrulanmayı beklemektedir.
Peki neden iki fotona yani γγ'ya bozunumları gibi "ender", olasılığı sadece %0.2 olan bozunması gözlemlendi ama bb-bar gibi daha "sık", olasılığı %57 olan bir bozunması gözlemlenemedi? Çünkü bb-bar bozunmasının sonucu olarak ortaya çıkan iki parçacık jetini, bütün kuvvetlerin en güçlüsü olan "güçlü kuvvetin" sebep olduğu ve sıkça ortaya çıkan jetlerden ayırmak çok zor.
Eğer sabırlıysanız umuyoruz ki gelecek yıllardaki Masterclass'larda bahsedilen Higgs bozunumlarını çalışabileceksiniz. Şimdilik, Higgs bozonu gibi parçacıkları, ZZ ve γγ bozunumlarında araştırmanızda bol şans dileriz!
Higgs bozonunun keşfedilmesi gibi önemli bir buluşun gerçek verilerinin sizin de analiz edebilmeniz için sunulmuş olması sizce de ne kadar mükemmel değil mi?
Higgs bozonu hakkında daha çok bilgi edinmek için bu bağlantıyı takip edin. Standart Model'de, Higgs bozonunu ortaya çıkaran Higgs alanı, parçacıklara kütlelerini kazandırıyor. İşte spini sıfır olan bu parçacığı arıyoruz Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nda!