Standart Model in Son Parçası Higgs Parçacığı


SÖNMEZ N.

IV. GENÇ FİZİKÇİLER KONGRESİ 2016, İzmir, Türkiye, 14 Ekim 2016, ss.1

  • Basıldığı Şehir: İzmir
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.1

Özet

Standart Model’in Son Parçası: Higgs Parçacığı

Nasuf Sönmeza

aEge Üniversitesi, Fen Fakültesi Fizik Bölümü, Bornova, 35100 İzmir Türkiye

Günümüzde atom altı dünyadaki temel parçacıkları ve aralarındaki etkileşmeleri en hassas şekilde ifade eden ve Standart Model adı verilen bu teori açıklanabilmektedir. Standart Model’e göre evrendeki maddelerin tamamı, daha küçük bir yapıtaşından  oluşmadığı düşünülen lepton ve kuark adı verilen fermiyonik özellikteki madde alanları ile bu temel parçacıkların arasındaki etkileşmeler spini 1 olan U(1) (Elektromaynetik Kuvvet) x SU(2) (Nükleer Zayıf Kuvvet) x SU(3) (Güçlü Zayıf Kuvvet) bozonik ayar alanları ile ifade edilmektedir. Tüm bu teori kuantum alanları ve ayar simetrilerine ait alanlar ile matematiksel olarak ifade edilmektedir. Bunun yanında, Nükleer Zayıf kuvvetinin sonlu menzile sahip olması sebebi ile kuvvet taşıyıcı parçacıkları kütleli olması gerekmektedir. Fakat teorideki ayar simetrilerini koruyacak şekilde birer kütle terimi yazılamamaktadır. Bu problemin bir çözümü olarak 4 adet bileşene ve Meksika şapkası şeklinde bir potansiyele sahip bir  skaler Higgs alanı ortaya atılmıştır [1]. Bu 4 bileşene sahip skaler Higgs alanı Kendiliğinden Simetri Kırılması(KSK) [1] mekanizması ile SU(2) ayar alanının 3 adet jeneratörüne yapışarak kütle kazanmalarına yol açmaktadır. Geriye kalan tek serbestlik derecesi kendisi ile etkileşerek kütleli skaler Higgs parçacığınımeydana getirmektedir. Higgs mekanizması, ilk olarak 1964 yılında ayrı çalışan üç farklı araştırma grubu tarafından ortaya atılmıştır.

CERN laboratuvarında daha önce Higgs alanının kütle kazandırdığı W-, W+ve Z0(1983) parçacıkları keşfedilmişti, Standart Model’in keşfedilememiş ve KSK mekanizmasının doğrulanması anlamına gelen bu Higgs parçacığı LHC deneyinde elde edilen verilerin üzerinde yapılan analizlerde bir çok farklı üretim ve bozunum kanalları için Higgs parçacığı 125.3 GeV/c2kütle değerinde skaler özellik gösteren, 5σ güven aralığına sahip deneysel bir sonuç ile keşfi kesin olarak yapılmıştır. Higgs ilk olarak √s=7 TeV enerjide yapılan çarpışma verilerinin içinde aranmıştır [2],daha sonra BHÇ’nın enerjisi yükseltilerek 8 TeV ve13 TeV’lik enerjilerde yapılan çarpışmalar ile Higgs parçacığı yine aynı kütle değeri ve farklı saçılma tesir kesiti ile gözlemlenmiştir [3,4]. Bu çalışmada, Higgs parçacığının özellikleri güncel sonuçların ışığında tartışılmıştır.

[1]http://prl.aps.org/50years/milestones#1964

[2]http://cms.web.cern.ch/news/observation-new-particle-mass-125-gev

[3] https://twiki.cern.ch/twiki/bin/view/CMSPublic/PhysicsResultsHIG

[4] https://twiki.cern.ch/twiki/bin/view/AtlasPublic/HiggsPublicResults