CERN Deneyi Tanrının Zerrelerini görebilecek mi?

Özellikle Avrupa mali kriz içinde iken ne sonuç vereceği tartışmalı bir deneye, böylesine yüksek miktarlarda kaynak aktarmanın doğru olup olmadığı tartışılıyor.  Evren gerçekten HİGGS alanı ile başladı ise, yani tanrı önce ışığı değil HİGGS yarattı ise, 21’inci yüz yıl hayal dahi edilemeyecek teknolojilerin yüz yılı olacaktır. Umarım bu gelişmelere Fransız kalmayız.

CERN’de kurulu büyük hadron çarpıştırıcısında (LHC),  27 kilometre uzunluğundaki dairesel yörüngede, yüksek hızlarda zıt yönde dönmekte olan proton demetleri kafa karaya çarpışıyor. Tüm dünya dikkatini çeken bu ilginç trafik kazasına çevirmiş. Enkazında HİGGS alanını denen doğa gizeminin kendini gösterip göstermediği araştırılıyor.  Neyin ne olduğunu anlamak için, şimdi fizikçilerin alan dediği ve fizikçi olmayanlarında günlük deneyimlerine dayanarak kolayca anlayacağı bir kavram üzerinde duracağız. Bunu anlarsanız gerisi kolay...

Hareket,  bir cisme bir kuvvet uygulandığında meydana gelir, bir arabayı itersiniz veya çekersiniz, ona bir kuvvet uygulayıp hareket ettirirsiniz. Bir başka ilginç örnek ise mıknatısın küçük demir parçasını çekmesi, burada da bir hareket var, ancak demir parçasını kimse ne itiyor ne çekiyor. Pürüzsüz bir yüzey üzerindeki mıknatısın yakınına bir küçük demir parçası koyalım, mıknatıs onu çeker, yani hareket ettirir. Demir parçasını bir az uzaklaştıralım yine çeker. Ancak bir sınır vardır ki buraya gelindiğinde çekemez.  Böylece mıknatısın çekim yaptığı bölgenin sınırları belirlenir. İşte bu bölgeye manyetik alan denir. Özellik olarak diğer bölgelerden farklıdır. MR görüntüleme kabininin içine girdiğinizde manyetik alan içinizde ne var ne yok resmini çeker. Manyetik alanı kontrol altına aldığımız için iç organlarımızın resmini çekebiliyoruz.

Aynı mantık yer-çekim alanı içinde geçerlidir. Astronotlar uzay gemilerinden dışarı çıktığında onlara artık yer çekim alanı etki etmez, sıfır ağırlıktadırlar. Yer-çekim alanı kontrol altına alındığı için uzaya gidebiliyoruz veya uçaklar ile yolculuk yapabiliyoruz. Herkesin anlayacağı bu basit örneklerden çıkarılacak sonuç, hareketin en genel anlamda bir alan içersinde meydana gelmekte olduğudur. Bir başka örnek ise elektrik ve manyetik alanın aynı anda etkin elektromanyetik alandır. Bu makaleyi yazmam ekrana yansıtabilmem, tüm haberleşme sistemlerimiz, telefon, radyo, telsiz, TV, radar, çamaşır makinesi, aklınıza ne geliyorsa elektrik ütüsü bile, elektromanyetik alanın kontrol altına alınmasının sonuçlarıdır.

Teknolojik gelişmeler kuvvet alanlarının kontrol altına alınması ile başlar. Şimdi gelelim CERN deneyi ile bir alanın kontrol altına alınması arasındaki ilişkiye. Hareket, enerji içeren bir fiziksel olaydır. Enerji ise kütleye eşdeğerdir, Einstein ünlü E=MC2 bağıntısı bu eşdeğerliliği ifade eder. Bu akıl yürütmeden çıkarılacak sonuç alanların, buna HİGGS alanı da dâhil, enerji üreten bir fiziksel ortamlar olduğudur. Alan enerji üretmese ne manyetik alan demir tozunu çeker nede MR iç organlarınızın resmini. Barajlarda depo edilen suyu yer-çekim alanı, türbin gibi bir teknolojik sistem ile elektrik enerjisine dönüştürür. Yer çekim alanı yoksa enerjide yoktur. Uzayda su kütlesi olduğu yerde durur, yani hareket etmez, enerji üretemez, çünkü orada etkin bir alan yoktur. HİGGS alanı ise kütleyi üreten fiziksel ortamdır,  yani maddeyi yani enerjiyi meydana getiren alandır; en azından böyle olduğu tahmin ediliyor. Olup olmadığını bir sene içinde göreceğiz. Yani evrende gördüğümüz veya göremediğimiz her nesne HİGGS alanı ile bir etkileşme sonucu yaratılmışlardır.  HİGGS yaradılışın alanıdır.

Tanrı önce ışığı değil HİGGS alanını yaratı, her şey bundan sonra meydana geldi.

Maddenin bölünemeyen en küçük yapı taşları, molekülden atoma, atomdan çekirdeğe ve elektrona, oradan nötron ve protona, oradan kuark, lepton, nötrino kadar deneysel olarak varlığı kanıtlanmış temel parçacıklardır.  Fermion denilen parçacıkların tümü kütle yani madde içerir. CERN deneyinin amacı HİGGS alanının temel parçacıklara nasıl kütle kazandığını yani nasıl maddeye dönüştüğünü açıklamaktır.

Fermion kütleli, bozon kuvvet alanı oluşturan parçacıklardır.

Standart modeli oluşturan parçacıkların HİGGS hariç tümü deneysel olarak varlıkları kanıtlanmıştır. Şekilde Standart modelin kuvvet alanları verilmiştir.

Standart model fermionları maddeye bozonları ise kuvvet alanlarına tekabül eder. Şekilde gösterilen W+,-,Z0 ve fotonu   ve kuarkları bir arada tutup nötron ve protonları meydana getiren kuvvet alanlarını gösterir. Kuarkları bir arada tutan kuvvet alanı gluonlar g ile gösterilmiştir.  HİGGS alnının varlığı henüz daha deneysel olarak kanıtlanmamıştır. CERN deneyinin birinci amacı var olduğunu kanıtlamaktır. Şimdi akla şöyle bir soru geliyor. Tüm zamanların en pahalı bu deneyinden beklenen nedir?
                                                Â
Yer-çekim alanını kontrol altına almayı başardık, Ay’a gidebildik şimdilerde Mars’a gitmeyi, Stephen Hawking’e göre, uzayda koloniler kurmayı tasarlıyoruz. Elektromanyetik alanı kontrol altına aldık, bu günkü yaşam kalitemize ulaştık.
 
Şimdi akla şöyle bir soru geliyor, şayet HİGGS alanı gerçekten var ise ve onu kontrol altına alırsak neler olacak?

Bu sorunun yanıtlarını düşünürken gerçekten aklım duruyor, hayal kurma potansiyelim çöküyor. En azından HİGGS alanı ile elektrona kütle kazandırırken, onu kontrol ederek elektronun bu gün ölçülen kütlesinden, çok küçük de olsa faklı kütlede bir elektron yaratırsak ne olur?  İlk akla gelen yeni bir kimya, yeni bir kimyasal farmakoloji, yeni bir kimya sanayi, yeni bir iletişim teknolojileri yeni bir elektromanyetik alan kanımca ikinci bir teknolojik devrim meydana gelir. Kuarkların kütleleri değişik olursa yeni bir çekirdek fiziği yeni bir enerji üretim teknolojisi ortaya çıkar. Yenilenmeyen beklide sadece, bilimsel gelişmeleri küçümseyen, bilmem ne efendi hazretleri şöyle buyurmuştur diyen yobazlık anlayışı olur. Umarım yazdıklarımı anlamışsınızdır. Bir sorunuz olursa ben buradayım