HIGGS HIGGS FİZİK DÜNYASINI SARSAN KEŞİF Hazırlayan: Ayten İLHAN

Slides:



Advertisements
Benzer bir sunumlar
Gülsen Önengüt Çukurova Üniversitesi, Fizik Bölümü
Advertisements

CERN Türk Öğretmenler Programı Şubat 2014
Her bir kimyasal element, atom çekirdeği içerisindeki proton sayıları veya atom numarası (Z) ile karakterize edilir. Verilen bir elementin tüm atomlarında.
Heisenberg’ in Belirsizlik İlkesi
Hazırlayan:Selma Kayaköy
Quiz Hangi parçacık Güçlü Kuvvetin taşıyıcısıdır? Neutralino A Snail B Gluon C Pigsino D 1.
LHC Çarpışmalarını Nasıl Görüyoruz?
Parçacık Fiziği Dr. Bora Akgün / Rice Üniversitesi
Parçacık yayınlanma hızı
ATOMUN YAPISI Elementlerin tüm özelliğini gösteren en küçük parçasına atom denir. Atomu oluşturan parçacıklar farklı yüklere sahiptir. Atomda bulunan yükler;
Büyük Hadron Çarpıştırıcısı
ATOM TEORİLERİ.
PARÇACIK FİZİĞİ.
Konu:4 Atomun Kuantum Modeli
CERN ve Büyük Hadron Çarpıştırıcısı
Atomu oluşturan parçacıklar farklı yüklere sahiptir.
FEN BİLGİSİ ÖĞRETMENLİĞİ(İ.Ö)
HIZLANDIRICI FİZİĞİNE GİRİŞ
ATOMUN YAPISI.
Fizik Nedir? Fizik, çevremizdeki maddi evrende meydana gelen her türden olayın nedenlerini ve nasıl meydana geldiğini yani olayları şekillendiren yada.
SLAC Stanford Doğrusal Hızlandırıcı Merkezi,1962 yılında California’da kurulmuştur. Temel parçacıklardan Charm Quark ve Tau Lepton burada keşfedildi. Burada.
(Kerem Cankoçak, Aralık 2008)‏ CERN'de yüzyılın fizik deneyi: LHC (Büyük Hadron Çarpıştırıcısı)'nda amaçlananlar Kerem Cankocak (Aralik 2008)‏
CERN.
Parçacık-Olmayanların Fenomenolojisi K. O. Ozansoy Ankara Ankara Üniversitesi.
Basit Bir Örnek π Sayısını Tahmin Karenin Alanı = 2r x 2r =4r2 Dairenin Alanı = π r2 r Dairenin Alanı Karenin Alanı = π r2 4r2 2r.
Bölüm 5 HAREKET KANUNLARI
Atom ve Yapısı.
ATOM MODELLERİ.
ATOM MODELLERİNİN TARİHSEL GELİŞİMİ
KIMYA.
KUANTUM FİZİĞİ VE YAŞAM
ATOMUN YAPISI.
SİBEL DÜLGER KKEF - KİMYA ÖĞRETMENLİĞİ
ATOMUN YAPISI.
Kuantum Mekaniği.
Parçacık Fiziği: Söyleşi
Maddenin yapısı ve özellikleri
ATOM.
Maddenin Yapısı ve Özellikleri
ATOMUN YAPISI.
Fizik I.
Standart Model Basarisi (Z, W, gluon, top, charm tahminleri ve gozlemleri) Sorunlari Cozumler Cozumlerin ongordugu parcaciklari aramak.
KİMYASAL BAĞLAR VE HÜCRESEL REAKSİYONLAR
KİMYA -ATOM MODELLERİ-.
GENEL KİMYA DOÇ. DR. AŞKIN KİRAZ
Seher DAMLI (TTP- 5 katılımcısı)
Higgs bozonu nedir? Hasan AVCU. Evrenin başlangıcı kabul edilen Büyük Patlama'nın hemen saniyenin milyonda biri kadar ertesinde ilk parçacıklar da etrafa.
Atom Molekül Dersi (Kerem Cankoçak) Bu belgeler ders notları olarak değil, Atom Molekül Ders konularının bir kısmına yardımcı olacak materyeller olarak.
Avusturyalı Fizikçi Erwin Schrödinger, de Broglie dalga denkleminin zamana ve uzaya bağlı fonksiyonunu üst düzeyde matematik denklemi hâline getirmiştir.
2 3 ‣ LHC Hızlandırıcılar DENEY 4 : Yüksek enerjilerde parçacıkları çarpıştırıyoruz. NEDEN?? yaklaşık 14 milyar yıl önce... Küçük hacimde, yüksek enerji!
Standart model, bilim tarihi boyunca keşfedilmiş parçacıkların birleşimidir. Uzay zamanda bir nokta en, boy, yükseklik ve zaman ile tanımlanır. Alanlar.
Higgsli Günler.
HIGGS HIGGS FİZİK DÜNYASINI SARSAN KEŞİF Hazırlayan: Ayten İLHAN
Atom ve yapısını inceleyelim
Çizgisel Momentum ve Çarpışmalar
CERN VE HİGGS HİGGS PARÇACIĞI NEDİR? Tuba KÖYLÜ
ATOMUN YAPISI.
ATOMUN YAPISI ..
AVRUPA NÜKLEER ARAŞTIRMA MERKEZİ (CERN ). Cern Nedir? CERN Hangi Ülkelere Açık, Bir Üyelik Sistemi Mevcut mu? CERN’de Gizlilik Nasıl Sağlanıyor? CERN’de.
STANDART MODEL ve ÖTESİ
STANDART MODEL ve ÖTESİ
HİGGS HAKKINDA NAZLI FANUS FEN BİLİMLERİ ÖĞRETMENİ ULUPAMİR ORTAOKULU
STANDART MODEL VE ÖTESİ
Güneş Sistemi EVRENİN OLUŞUMU. Kozmoloji bilimine göre evrenin büyük patlama(Big-bang) ile oluştuğu kabul edilir.
STANDART MODEL ÖTESİ YENİ FİZİK
STANDART MODEL VE TEMEL ETKİLEŞİMLER
CERN VE HİGGS HİGGS PARÇACIĞI NEDİR? Tuba KÖYLÜ
Sunum transkripti:

HIGGS HIGGS FİZİK DÜNYASINI SARSAN KEŞİF Hazırlayan: Ayten İLHAN Branşı: Bilişim Teknolojileri Görev Yaptığı Okul: EMİNE ÖZCAN ANADOLU LİSESİ

STANDART MODELİ ANLAMAK MADDE PARÇACIKLARI KUVVET TAŞIYICILAR KÜTLENİN YAPITAŞI Standart Model, gözlemlenen maddeyi oluşturan, şimdiye dek bulunmuş temel parçacıkları ve bu parçacıkların etkileşmesinde önemli olan üç temel kuvveti açıklayan bir kuantum alan kuramıdır. Bu kurama göre parçacıklar iki sınıfa ayrılır. Bu sınıflar: Fermi ve Dirac’ın hesaplarından dolayı fermiyon adı verilen «madde parçacıkları» ile Bose ve Einstein’in hesaplarından dolayı bozonlar adı verilen «kuvvet taşıyıcı parçacıklar»ı oluşturan sınıflardır. Kütle Elektrik yükü Spin KUARKLAR (KUVVET TAŞIYICI BOZONLAR) AYAR BOZONLARI LEPTONLAR

FERMİYONLAR Fermiyonlar, proton ve nötronları oluşturan kuarklardan; elektron ve onların kütlesiz kardeşleri olan nötrinoları oluşturan bölünmez leptonlardan oluşan parçacık takımıdır. Molecule Atom

BOZONLAR Elektromanyetik kuvvet taşıyıcıları Kuarkları bir arada tutan güçlü kuvvetin taşıyıcıları ᵞ foton g gluon Zayıf etkileşimden sorumlu kuvvet taşıyıcıları W± W bozonu Z0 Z bozonu

STANDART MODEL’DEKİ EKSİKLİKLERİ GİDERMEK SORUNLAR Standart Model henüz geliştirilme aşamasındayken pek çok zorlukla karşılaşılmıştı. Özellikle elektromanyetik etkileşim ve zayıf etkileşimi bir araya getirme çabaları hep aynı noktada tıkanıyordu. Elektro-zayıf kuramın arzu edilen simetrilere sahip olabilmesi için ya kütleli olduğu bilinen birçok parçacığın kütlesiz olması ya da var olmayan kuvvetlerin ve kütlesiz parçacıkların kurama eklenmesi gerekiyordu. Standart Model’in en basit haline göre, temel parçacıkların kütlesi yoktur. Ama bu önerme doğru olsaydı, elektronun ve kuarkların kütlesi olmaz, atomlar oluşamazdı. Einstein’ın denklemini daha açık yazarsak: E2 =p2c2 +m2c4 Bir cismin kütlesi sıfırken enerjisi sıfırdan büyük olabileceğini net olarak görürüz. Çünkü bir cismin enerjisi durağan kütlesinden ve momentumundan (hızından) gelir. Ayrıca biliyoruz ki her parçacık kütleli değildir. Mesela fotonlar ve gluonlar için kütle sıfırdır ama enerji sıfırdan büyüktür. O zaman bize: Fermiyonların kütlesini açıklayacak, W ve Z bozonlarının nasıl kütle kazandığını ve Z bozonuna çok benzeyen fotonun nasıl kütlesiz olabildiğini, Elektromanyetik ve zayıf kuvvetleri birleştiren elektro-zayıf kuvvetin nasıl oluşabildiğini anlatacak bir mekanizmaya ihtiyacımız var!

STANDART MODEL’İN KURTARICILARI  1964 yılında üç ayrı araştırma grubu neredeyse eş zamanlı olarak ( önce Ağustos ayından François Englert ve Robert Brout, sonra ekim ayında Peter Higgs, daha sonra kasım ayında Gerald Guralnik, Carl Hagen ve Tom Kibble) Nobel ödüllü fizikçi Yoichiro Nambu’nun simetri kırılması üzerine yaptığı çalışmadan yaralanarak geliştirdikleri “higgs mekanizması” denen yöntemle kütleyle ilgili sorunların aşılabileceğini gösterdi. Yoichiro Nambu Peter Higgs [ Soldan sağa: Tom Kibble, Gerald Guralnik, Carl Hagen, François Englert, Robert Brout ] Simetri kırılması

HIGGS MEKANİZMASINI ANLAMAK Ne kadar da gün içerisinde aklımıza gelebilecek en son şey higgs alanı olsa da, eğer bu alan olmasaydı var olamazdık  Çünkü parçacıklar ancak bu alanla temas sonucu kütle kazanır. Higgs alanını dikkate almayan parçacıklar kütle kazanmaz, onunla zayıf bir biçimde etkileşenler hafif, yoğun biçimde etkileşenler ise ağır olur. Peki Higgs alanını bu kadar özel yapan şey ne? Higgs alanı Evren’deki içsel simetriyi kırar. Evren muhtemelen simetrik olarak doğmuştu ve görünmez Higgs alanı, yuvarlak bir kabın dibinde duran bir topun kararlı pozisyonuna karşılık gelen bir simetriye sahipti (yani patlama sırasında alan sıfırdı). Ancak büyük patlamadan 10-11 saniye sonra, Higgs alanının en düşük enerji seviyesi simetrik orta noktadan uzağa kayınca simetri bozuldu. Evren soğudukça Higgs alanı genişledi ve etkileşime girdiği tüm parçacıklara kütle verdi.

HIGGS ALANININ VARLIĞINI DOGRULAYAN PARÇACIK Higgs alanının varlığını doğrulamanın en basit yolu bu alandan kaynaklanan temel parçacığı yani Higgs bozonunu gözlemlemeye çalışmaktır. Temel parçacıkların kütlesi, Higgs alanının ortalama değeri tarafından belirlenir ve Higgs alanının, bu Higgs bozonunun değiş tokuşu sayesinde temel parçacıklarla etkileştiğini biliyoruz. O halde eğer biz Higgs parçacığını bir şekilde saptayabilirsek, Higgs alanının varlığını da kanıtlamış oluruz. Saç baş yolduran durum: Spini ve elektrik yükü olmayan Higgs bozonu çok kısa ömürlüdür. Yani oluştuğu anda Standart Model’de bilinen parçacıklara bozunur ve bu yüzden parçacık detektörleriyle doğrudan belirlenemez.

PARÇACIK HIZLANDIRICILARI VE CERN 1980’den beri öncü hızlandırıcılar Higgs’e odaklanmış durumdaydı. Mesela Higgs parçacığını keşfetmek için CERN laboratuvarındaki «Büyük Hadron Çarpıştırıcısı» ve Fermilab’daki «Tevatron» hızlandırıcıları özellikle acaip bir yarış içersindeydi. 2011 yılının Eylül ayında Tevraton tamamen durdurulunca CERN Higgs parçacığı avını tek başına sürdürdü. KISA BİR TARİHSEL BİLGİ: 2000 yılında CERN’deki 27 km’lik tünel revizyona giriyor ve tünelin üzerine dört büyük algıç inşa ediliyor. Tünelde elektron yerine proton kadar ağır parçacıklar çarpıştırılacağı için de çarpıştırıcıya «Büyük Hadron Çarpıştırıcısı» adı veriliyor. Bu arada çarpıştırılma sonucu ulaşılacak enerjiler de binlerce GeV mertebesinde olacaktı. (1GeV enerji ≈ 1 protonun kütlesi) Nihayet 2010 yılında BHÇ çalışmaya hazır duruma geliyor ve oyun başlıyor 

PARÇACIK HIZLANDIRICILARI VE CERN 1980’den beri öncü hızlandırıcılar Higgs’e odaklanmış durumdaydı. Mesela Higgs parçacığını keşfetmek için CERN laboratuvarındaki «Büyük Hadron Çarpıştırıcısı» ve Fermilab’daki «Tevatron» hızlandırıcıları özellikle acaip bir yarış içersindeydi. 2011 yılının Eylül ayında Tevraton tamamen durdurulunca CERN Higgs parçacığı avını tek başına sürdürdü. KISA BİR TARİHSEL BİLGİ: 2000 yılında CERN’deki 27 km’lik tünel revizyona giriyor ve tünelin üzerine dört büyük algıç inşa ediliyor. Tünelde elektron yerine proton kadar ağır parçacıklar çarpıştırılacağı için de çarpıştırıcıya «Büyük Hadron Çarpıştırıcısı» adı veriliyor. Bu arada çarpıştırılma sonucu ulaşılacak enerjiler de binlerce GeV mertebesinde olacaktı. (1GeV enerji ≈ 1 protonun kütlesi) Nihayet 2010 yılında BHÇ çalışmaya hazır duruma geliyor ve oyun başlıyor 

ALGIÇLARLA HIGGS’İN İZİNİ SÜRERKEN Çapışıma deneylerinde de algıclarda iz sürülür. Algıclarda hangi parçacığın ya da parçacıkların izleri araştırılıyorsa, onun “kanalıyla” çözümleme yapıldığı söylenir. Higgs parçacığı araştırmalarında da, bozunma ürünlerini yani bozunma kanallarını, incelenen model belirler. Ayrıca her kanalın gerçekleşme olasılığı da kullanılan modele göre hesaplanabilir. Örneğin Higgs bozonunu bulmak için iki foton kanalı, iki W kanalı veya iki Z kanalı, parçacıkları ve bunların bozunma ürünleri aranır.

MUTLU SONUN HABERCİLERİ-CMS DENEYİ CERN’de Higgs araştırması yapan iki büyük deney (ATLAS ve CMS) ilk sonuçlarını 4 Temmuz 2012’de açıkladı. Sağda verilen resimde, CMS deneyinden en güçlü kanıtı sunan, iki fotonlu olaylardan elde edilen kütle görülüyor.

MUTLU SONUN HABERCİLERİ-ATLAS DENEYİ Benzeri bir sonuç ATLAS deneyinden de alınmış, ancak yeni parçacığın kütlesi 126 GeV olarak ölçülmüştür. Aynı kütle aralığında, yani 120’den 130 GeV’e kadar olan aralıkta, ATLAS deneyi 5,3 olay beklerken (bu yeni parçacığı destekler şekilde) 13 olay saptadı. Sol tarafta gördüğünüz resim de işte bu 13 olaydan biridir.

SON OLARAK (ÖLMEDEN NOBEL ÖDÜLÜNÜ ALMAK) 14 Mart 2013 tarihinde, sıfır spine ve pozitif eşliğe sahip bir parçacık keşfedildi. Bu parçacık Higgs bozonunun iki ana kriterini sağlıyordu ve doğada keşfedilen ilk skaler parçacık oldu. Bunun sonucunda da 8 Ekim 2013 tarihinde François Englert ve Peter Higgs Nobel ödülüne layık görüldüler. The Nobel Prize goes to…. 

KAYNAKÇA Akgün, B., Ünel, G., Erhan, S., Sekmen S,. Köse, U., Yıldız, V. (2014). Merkalısına Parçacık ve Hızlandırıcı Fiziği, 26-33. Çelik, İ. (2013). Fizik Nobeli Higgs Parçacığının Kuramsal Olarak Keşfine Verildi, Bilim ve Teknik, 552, 44-49. Etişken, Ö. (2015). CERN Geleceğini Planlıyor, Bilim ve Teknik, 572, 82-86. Kozçaz, C., Mete, Ö., Ünel, G. (2012). Yeni Parçacık Bulmak, Bilim ve Teknik, 537, 22-25. Yazıcı, E. (2015). Atomaltı Dünyanın Doğuşu, Bilim ve Teknik, 571, 80-85. Yazıcı, E. (2016). Standart Model, CERN ve Yeni Fizik, Bilim ve Teknik, 581, 22-27.