Nobel 2013 Ödülünün Arkasında Ne Var? (Prof. Dr. Ali Nezihi Bilge, Pencere Haber, 23 Kasım 2013)

Değerli okuyucularım. Sizlerle bu hafta çok aktüel olan bir konuyu işlemeye çalışacağım. Bu yıl Nobel Ödülüne, maddeye kütlesini verdiği ileri sürülmüş olan “Higgs Bozonu” olarak bilinen ve “Tanrı Parçacığı” olarak da adlandırılan atom altı parçacığı ilk bulan Peter W. Higgs ve François Englert layık görüldüler. Bu parçacığın geçtiğimiz yıl CERN’ de Araştırma Merkezinde gerçekleştirilen denemeler sonucu var olduğu vurgulanmıştı.



Bu konunun güncelliği ve Nobel 2103 ödülüne önerilmesini Boğaziçi Üniversitesi öğretim üyesi ünlü fizikçi Prof. Dr. Ömür Akyüz ile değerlendirmeye çalıştık.


1500’lü yılların sonlarında Galileo’un yaptığı teleskobun büyültmesi herhangi bir büyük mağazadan alınabilecek ucuzca bir el dürbünününki kadardı, ama yeni bir ālem açmağa yeterli oldu. Bu basit aygıtla Galileo Jüpiter’in dört uydusu olduğunu ve güneşte lekeler olduğunu–ki bu O’nu güneşin döndüğü yargısına götürdü
-gördü. Daha çarpıcısı, Venüs gezegeninin evreleri olduğunu buldu. Bu ise güneş sistemimizin Kopernikçil görünümüne, yani merkezdekinin Dünya değil de güneş olmasının doğruluğu için güçlü bir kanıttı. İnsanlar daha iyi teleskoplar yaptıkça kozmosun karmaşık ve güzel yeni âlemine ilişkin bilgimiz gelişmeye başladı. Şaşırtıcı nesnelerle –atarcalar, yıldızsılar, kara delikler– dolu koca bir evreni ve de kendi güneş sistemlerini içeren milyarlarca yıldızlı bir gökadanın parçası olan önemsiz bir noktanın sakinleri olduğumuzu fark etmeye başladık.


Fen bilimcileri atomların davranışlarını  açıklayabilmek için kuantum kuramını icat etmek zorunda kaldılar.


Teleskop birkaç ufak teknik değişiklikle içe, küçüklerin dünyasına çevrildi. Mikroskop, bu cümlenin sonundaki noktaya binlercesinin rahatlıkla sığacağı mikropların engin karmaşık âlemini açığa çıkardı. Bu âlem giderek genetiği, mikrobiyolojiyi, virüsleri ve mikroplardan yüzlerce daha küçüklerin yani atomların tuhaf yeni âlemlerini içermeye başladı. Fen bilimcileri atomların davranışlarını  açıklayabilmek için kuantum kuramını icat etmek zorunda kaldılar. Bu da 20. yüzyılın ekonomik çıktılarının büyük bir parçasını oluşturan yarıiletkenlere ve diğer teknolojilere götürdü.


Bunlar iyi bir aygıtın güçleridir. Doğanın büyük kısmı görmek için ya çok küçük, ya çok uzak ya da çok silik olduğundan bilimsel ilerleme hep daha iyi aygıtların icadını gerektirdi. Bugün bilim dünyası yeni bir aygıtın, “Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC)”nın tamamlanışına tanık olmakta. Bu ise ucuzca bir dürbün değil. Bunun, nesnelerin özeliklerinin büyültülmesine parçacık fiziği tarihindeki en çok kat artmayı –bir hesaba göre bugünkünün 500 kat ötesine– getireceği beklenmekte. LHC Cenevre yakınlarında, Fransa–İsviçre sınırına yakın CERN’ de (Centre Européenne pour le Recherche Nucléaire-Avrupa Çekirdek Fiziği Araştırma Merkezi) bir parçacık hızlandırıcısıdır; 4,3 km yarıçaplı dev boyutlu bir yeraltı tüneli. Tünelde mıknatıslar protonları halka çevresinde dolandırmakta bunlar da muazzam enerjilere erişene dek çok yüksek voltajlarla hızlandırılırlar. Yüksek enerjili protonlar birbirleriyle çarpıştırıldılar. Bunun anlamı şudur, çarpışmalar çok büyük bir güçle gerçekleştirildi.


Galileo’ nin teleskobunun yaptığına benzer olarak LHC de fen bilimcilerine çok küçükler ve dolaylı olarak çok büyükler âleminde yeni iç görüler sağladı. Fen bilimcileri LHC ile ne gördüler? Makinanın erişimi ve duyarlılığı yeni bir âlemi, 21. yüzyılın bir armağanı olarak ortaya çıkarabildi mi? Ne tür bir âlem? Geçmişi beş yüzyıllık anlayış sayesinde Galileo’nun teleskobunun öngördüklerini sırlayabiliriz, ama LHC için böyle bir lüksümüz yok. Galileo’nun bir çağdaşı, teleskoptan gelişkin bir cep telefonuna nasıl geçebilir ki? İnsanların şimdiki anlayışlarıyla Galileo’dan bu yana yapılan pek çok aygıt ve donanımın ortaya çıkarttığı pek çok âlemin harmanı açısından LHC sürprizler getirdi mi?


Getirse iyi olur. Bu sıkı bütçe çağında binlerce bilimci, mühendis ve öğrencinin dünya çapında işbirliği olan LHC’ nin maliyeti 8 milyar ABD doları olup ulusal bütçelerden ciddî parçalar içerir. Önümüzdeki on yıllarda LHC’ nin olabilecek çarpıcılığını anlayabilmek için, yanıtlaması amacıyla yapılmış olduğu temel sorulara bakmak gerekir. Yakından baktıkça fiziksel âlem görünürde daha karmaşık ve işlenemez olur. Tıpkı televizyon, kayıt cihazı, DVD göstericisi vb., için ayrı ayrı kumanda cihazları yerine asıl istediğiniz ise tek bir evrensel kumanda; fizikte ise bir her şeyin kuramı. LHC’ nin böyle bir şeyi sihirle sağlayacağına kimse inanmıyor ama hiç olmazsa ortalığı biraz toparlamaya yardım edeceğini umuyoruz.


“Tanrı Parçacığı” nedir?
Kozmik ortamın içini gösterecek yollardan birisi Higgs denilen belli bir bozon türüdür. Bozonlar, hatırlayın, bir kuvvetle ilişkili parçacıklardı. Higgs bozonu diğer parçacıkların kütlelerinden sorumludur. Higgs [alanını] bir çamur tarlası olarak düşünün; içinden geçerken daha yavaş, sanki ağırlığınız artmış gibi yürürsünüz. Higgs bozonunun varlığı da aynı şekilde parçacıklara kütle verir. Burada anlatmak için çok oyuncaklı olan sebeplerle Higgs LHC’ nin kapsamına girer; yakında kesinlikle keşfedebiliriz. Bu da pek çok esrarın kilidini açabilir. Bundan dolayıdır ki kimileri buna Tanrı parçacığı adını vermek istiyor.


Bu güzel söyleşi ve Fizikçilerin dünyasını anlamakta bize yardımcı olan ve Nobel ödülünün arkasında yatan temel prensipleri açıklamaya çalışan Prof. Dr. Ömür Akyüz’e teşekkürlerimizi iletiriz.

23.11.2013