CERN fizikçileri, Higgs Bozonu'ndaki nadir bir bozunmaya dair ilk kanıtı elde etti

Saniyede 1,7 milyar kez parçacık çarpıştıran Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, dünyanın en büyük makinesi diye biliniyor (AFP)
Saniyede 1,7 milyar kez parçacık çarpıştıran Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, dünyanın en büyük makinesi diye biliniyor (AFP)
TT

CERN fizikçileri, Higgs Bozonu'ndaki nadir bir bozunmaya dair ilk kanıtı elde etti

Saniyede 1,7 milyar kez parçacık çarpıştıran Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, dünyanın en büyük makinesi diye biliniyor (AFP)
Saniyede 1,7 milyar kez parçacık çarpıştıran Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, dünyanın en büyük makinesi diye biliniyor (AFP)

Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi (CERN) fizikçileri, Sırbistan'ın başkenti Belgrad'da düzenlenen Büyük Hadron Çarpıştırıcısı Fiziği Konferansı'nda Higgs Bozonu'ndaki nadir bir bozulmanın ilk kanıtını duyurdu.

Büyük Hadron Çapıştırıcısı'nda 2008'de kurulan ATLAS ve CMS adlı parçacık dedektörlerinden gelen veriler ışığında Higgs Bozonu'nun bozunarak bir Z bozonuna ve bir fotona dönüştüğünün ilk heyecan verici kanıtı elde edildi.

Araştırmacılar, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nın ikinci kez çalıştırıldığı 2015-2018 döneminde toplanan bu verileri incelediklerinde enerjinin tepe noktasına ulaştığı bir olay keşfetti.

Ekip bu olayın, Higgs bozunmasını temsil ettiğini düşünüyor.

Keşif henüz hakemli bir bilimsel dergide detaylandırılmadı ve bozunma süreciyle ilgili cevaplanmamış birçok soru gizemini koruyor. Ancak duyuru yine de gözlemlenmesi zor parçacıkları anlama çabasında büyük bir ilerlemeyi temsil ediyor.

"Higgs Parçacığı" diye de bilinen Higgs Bozonu, parçacık fiziğinin temelini oluşturan Standart Model kapsamındaki temel parçacıklardan biri.

Var olduğu ilk kez 1960'larda öne sürülen bu parçacığın gerçekten var olup olmadığı parçacık fiziğinin en temel sorusuydu. 2010'ların başında CERN'de yapılan deneyler sırasında özellikleri Higgs bozonuna benzeyen bir parçacığın gözlemlenmesinin ardından parçacığın varlığı geniş çapta kabul edilmişti.

O zamandan beri Higgs Bozonu'nun varlığı, temel parçacıkların neden kütleye sahip olduğunu açıklamak için kullanılıyor. Buna göre, bugün Higgs alanı diye adlandırılan bir alan tüm uzayı kaplıyor ve elektronlar ya da kuarklar gibi çeşitli temel parçacıkların kütle kazanmasını sağlıyor.

Bu yüzden zaman zaman "Tanrı Parçacığı" diye de anılan Higgs Bozonu'nun özelliklerini ve bozunarak diğer parçacıkları nasıl ortaya çıkardığını anlamak çok önemli.

Dolayısıyla fizikçiler yıllardır Higgs'in çok kısa bir süre var olduktan sonra bozunarak dönüştüğü parçacıkları arıyor.

CERN'in ATLAS deneyinin fizik koordinatörü Pamela Ferrari, "Her parçacığın Higgs Bozonu'yla özel bir ilişkisi vardır" diye konuştu:

Bu da nadir Higgs bozunmalarını araştırmayı önemli bir öncelik haline getiriyor.

Uzmanlara göre bir parçacığın bozunması, bir güvercinin gökdelenlerin arasında ölmesine benzetilebilir. Bu her zaman yaşanan bir şey olsa da kanıt olarak genellikle birkaç uçuşan tüy görülür.

Yeni araştırmanın ardındaki fizikçiler de çarpıştırıcıdaki bu "tüyleri" sayarak, parçacıkların farklı yollardan nasıl bozunduğunun ve kısa sürede yeni parçacıklara nasıl dönüştüğünün bir resmini çizdi.

CERN'in diğer dedektörü CMS'nin fizik koordinatörü Florencia Canelli, "Bu çalışma, Standart Model'in güçlü bir şekilde sınanması" ifadelerini kullandı:

Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nda devam eden üçüncü faz deneylerle bu sınavın kesinliğini artırabileceğiz ve çok daha nadir görülen Higgs bozunmalarını arayabileceğiz.

 

Independent Türkçe, IFL Science, Interesting Engineering, Science Alert



Gelişmiş kuantum sensörlerin sırrı üzümde mi saklı?

Üzümlerin büyük ölçüde sudan oluşması yeni teknolojilerin önünü açabilir (Fawaz, Nair, Volz)
Üzümlerin büyük ölçüde sudan oluşması yeni teknolojilerin önünü açabilir (Fawaz, Nair, Volz)
TT

Gelişmiş kuantum sensörlerin sırrı üzümde mi saklı?

Üzümlerin büyük ölçüde sudan oluşması yeni teknolojilerin önünü açabilir (Fawaz, Nair, Volz)
Üzümlerin büyük ölçüde sudan oluşması yeni teknolojilerin önünü açabilir (Fawaz, Nair, Volz)

Bilim insanları daha gelişmiş kuantum sensörler yapmak için üzüm kullanılabileceğini öne sürdü. 

Bir üzüm tanesini neredeyse tamamen ikiye kesip (parçaları birbirine bağlayan küçük bir kabuk parçası bırakarak) mikrodalga fırına koyunca plazma oluştuğu en az 30 yıldır biliniyor.

Bilim insanları üzümlerin boyutu ve geçirgenlikleri nedeniyle elektrik alanlarını hapsetmesi sonucu plazmanın ortaya çıktığını söylüyor. Benzer bir etki birbirine değen iki üzümle de yaratılabiliyor.

Diğer yandan evde böyle bir deney yapmanın, mikrodalga fırınları bozabileceğini eklemekte fayda var. 

Plazmayı yaratan elektriksel alanın nasıl oluştuğu daha önceki çalışmalarda incelenirken, Avustralya'daki Macquarie Üniversitesi'nden bir ekip üzümlerin manyetik alan etkisine odaklandı. 

Physical Review Applied adlı hakemli dergide yayımlanan makaleye göre üzümler, mikrodalga rezonatörü gibi davranarak daha iyi kuantum sensörlerinin önünü açabilir. 

Elektriksel alanı bir yere hapseden mikrodalga rezonatörleri, uydu teknolojisinden çeşitli kuantum sistemlerine kadar çeşitli alanlarda kullanılıyor. 

Kuantum mekaniğinin hakim olduğu kuantum sensörler, elektriksel ve manyetik alanlardaki değişimleri algılayarak çok daha isabetli hesaplamaları mümkün kılıyor.

Doktora öğrencisi Ali Fawaz liderliğindeki yeni çalışmada, deney için özel olarak üretilmiş nanoelmaslar kullanıldı.  

Nanoelmaslardaki karbon atomlarının bir kısmı değiştirilerek mıknatıs gibi davranan küçük renk merkezleri oluşturuldu. 

Bilim insanları daha sonra bir nanoelması, iki üzümün arasına koyarak ince bir lif tabakanın üstüne yerleştirdi. 

Ardından liften yeşil lazer ışığı geçirerek renk merkezlerinin kırmızı renkte parlamasını sağladılar. 

Araştırmacılar parlaklık seviyesinin manyetik alanın gücünü gösterdiğini söylüyor. Çalışmada bu alanın üzüm varken, üzüm olmayan deneye göre iki kat daha güçlü olduğu kaydedildi. 

Fawaz yaptığı açıklamada bulguları şöyle değerlendiriyor:

Önceki çalışmalar plazma etkisine neden olan elektriksel alanlara odaklanırken, biz üzüm çiftlerinin kuantum algılama uygulamaları için çok önemli olan manyetik alanları da güçlendirebileceğini gösterdik.

Fawaz bu güçlü manyetik alanın, üzümlerin yüksek oranda su içermesinden kaynaklandığını söylüyor:

Mikrodalga enerjisini yoğunlaştırmada su aslında safirden daha iyi ancak daha az kararlı ve bu süreçte daha fazla enerji kaybediyor. Çözmemiz gereken en önemli zorluk da bu.

Meyvedeki şekerin etkiyi azalttığını ekleyen araştırmacı, benzer bir zarla kaplı saf su torbalarının muhtemelen daha iyi performans sergileyeceğini düşünüyor.

Ayrıca bilim insanları 27 milimetre uzunluğundaki üzümlerin istenen sonucu verdiğini belirtiyor.

Independent Türkçe, IFLScience, Interesting Engineering, Ars Technica, Physical Review Applied, BAE Systems