CERN, yeni temel parçacık buldu
Yakalanması çok zor olan Higgs bozonunu bulma yönündeki arayış, neredeyse 50 yıllık araştırmanın ardından tamamlanmış olabilir. Avrupa Nükleer Araştırmalar Merkezi'nden (CERN) en son sonuçlar, İsviçre'deki, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nda (LHC), büyük ihtimalle Higgs bozonu olan yeni bir temel parçacığın bulunmuş olduğunu gösteriyor. Dahası, kesin olmayan bu buluşun istatistiksel şansı [yani rastlantı olma ihtimali] üç milyonda bir. 
Yeni bulgular, [4 Temmuz] Çarşamba sabahı Cenevre'de düzenlenen bir basın konferansında açıklandı. Onlar, maddi dünyaya ilişkin modern teori olan temel parçacıklara ilişkin Standart Modelin en önemli bileşenlerinden birinin çarpıcı bir onayını sağlıyor gibi görünüyor.  
Başlıca amacı Higgs bozonunu araştırmak olan LHC'deki deneylerin sonuçları CMS ve ATLAS İşbirliği tarafından ortaklaşa yayınlandı. Her iki dedektörde çalışan fizikçiler, 124 ve 126 Gigaelektronvolt (GeV, parçacık fizikçileri tarafından kullanılan bir kütle birimi) arasında -hemen hemen, Standart Model tarafından Higgs Bozonu için tahmin edilenle aynı kütlede- yeni bir parçacık [tespit ettiklerini] bildirdiler. Bir karşılaştırma yaparsak, bir proton, hemen hemen bir GeV'lik bir kütleye sahip.
Standart Model, doğanın temel parçacıklarını betimlemektedir. Bu parçacıklar, üç geniş kategoriye ayrılıyor: diğer parçacıklar arasında atomların yapı taşları olan protonları ve nötronları biçimlendirmek üzere birleşen kuarklar; çekirdeğin çevresinde dönen ve kimyasal tepkimelerde son derece önemli olan elektronları içeren leptonlar; nihayet, doğanın temel güçlerinin taşıyıcıları olan üst bozonlar.
Foton, bozonlar arasında, elektriksel ve magnetik güçleri aktarmaktan ve kuarkların yalıtılmış halde varolmasını engelleyerek onları daha büyük bileşik parçacıklar halinde birleştiren gluonlardan sorumludur. W ve Z bozonları Uranyum'un, Radyumun ve diğer ağır çekirdeklerin radyoaktif bozunmasıyla ilgili zayıf kuvveti iletirler.
Standart Model, temel parçacıklar arasındaki karşılıklı etkileşimleri oldukça iyi şekilde açıklar (bunun tek istisnası, Standart Model ile şimdiye kadar tam olarak uzlaşmamış olan yerçekimi ile ilgili etkileşimlerdir). Yine de, Higgs bozonu olmaksızın, parçacık kütlesinin kökenine ilişkin herhangi bir açıklama söz konusu değildir.
Parçacık fiziğinin Standart Modelinde, parçacıkların “Higgs alanı” ile karşılıklı etkileşimi, temel parçacıkların kütlelerini genelleştirmede kullanılan varsayımsal bir mekanizmadır. Kuram tarafından uzun süredir öngörülen bu alan, -yalnızca LHD parçacık hızlandırıcısı tarafından üretilmiş olan gibi- olağanüstü enerjiler altında gözlenebilen bir parçacığın varlığıyla örtüşür. Söz konusu deneylerin konusu bu kuramsal öngörüdür.
Bu buluş, önemli olmakla birlikte (bu doğrulanmış yeni bir temel parçacıktır)  Higgs bozonunun tam doğrulanması değildir. Bizzat bu parçacığın özellikleri tam olarak saptanmış değil ki bu aylar sürecek araştırmaları gerektirecektir. Bütün bilinen, yeni parçacığın kütlesi ve bozunabildiği üç farklı yoldur. Bu, parçacıkların LHC'de nasıl bulunduklarına bağlıdır.
Bütün parçacık çarpıştırıcıları, son derece büyük miktarda enerjiyi, çarpışan ve aynı zamanda her bir parçacığın enerjisini arttıran ışın demetlerindeki parçacık miktarını arttırarak küçük bir uzay parçasına odaklama yoluyla parçacıklar oluştururlar. Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’ndaki bütün hızlandırılmış parçacıkların toplam enerjisi, her an, 173 kilo TNT'ye denk olabilir ve onlar yarım milimetreden daha az çapı olan bir alanda çarpışırlar.
Her bir parçacık bu toplam enerjinin küçük bir bölümüne sahiptir ve bunlar birbiriyle çarpışırlar. Parçacıklar oluşacak kütlelerine denk bir enerjiye gereksinim duyduklarından dolayı, en son bulunan ve diğerlerinin çoğundan daha yoğun olan parçacığı oluşturacak çarpışmaların çok yüksek enerjide olması gerekir. Bir başka şekilde söylersek, çarpışmanın enerjisi, evrene sağlanan, sonradan yeni parçacıklar biçiminde kütleye dönüşecek olan bir enerji fazlası işlevi görür. Bu yüzden, daha yüksek enerji çarpışmaları, Higgs bozonu gibi daha yoğun parçacıklar anlamına gelir.
Bununla birlikte, en ağır parçacıklar büyük ölçüde istikrarsızdır ve hızla daha az yoğun parçacıklara dönüşecek şekilde bozunurlar. Higgs bozonu gözlemlenemeyecek denli hızlı biçimde bozunsa da, onun bozunma ürünleri (arkada bıraktığı parçacıklar) tespit edilebilir. Bozunmanın özgün örnekleri, parçacığın “imzalarıdır”. Higgs'in öngörülen imzalarından üçünün yanı sıra, yeni bulunan parçacığın Higgs bozonu için öngörülene yakın bir kütleye sahip olması, parçacık fizikçileri topluluğunu yeni parçacığın Higgs olduğu konusunda son derece iyimser kılıyor. Higgs'in saptanmasının son derece zor olmasının nedeni, onun imzalarının çok daha sıradan süreçler tarafından kolayca taklit edilebilmesidir. 
Eğer bu yeni parçacık gerçekten Higgs ise, 1964’te Peter Higgs, Robert Brout, Francois Englert, Gerald Guralnik, C. Richard Hagen ve Tom Kibble tarafından başlatılan bir araştırma tamamlanmış olacak. Önerilen parçacığın kökeninde, elektriğe ve magnetizme ve Uranyum ya da Radyum gibi ağır çekirdeklerin bozunumundan sorumlu olan “zayıf” kuvvete hükmeden gücün birleşmesinde karşılaşılan önemli sorunları çözme ihtiyacı yatmaktadır. Bu güçlerin bir “elektrozayıf” güçte tek bir parça olarak birleşmesi durumunda, güçlerin her birini etkileyen parçacıkların kütlesiz olması gerekecekti. Bununla birlikte, bilinen üç parçacıktan ikisinin 80 GeV'den fazla, öngörülen dördüncü parçacığın ise (kısa süre içinde doğrulandı) yaklaşık 90 GeV olacağı kısa süre önce gözlendi. Yukarıda andığımız fizikçiler, bu fenomeni açıklamak için, bilinen parçacıkların kütlelerinin böylesine farklı olmasının tam nedenini ayrıntılı biçimde ortaya koyan ve Higgs bozonu tarafından yönlendirilen Higgs düzeneği olarak tanınan [modeli] önerdiler. 
Bu çerçevede kütle, temel parçacıkların Higgs alanı ile karşılıklı etkileşiminin bir yan ürünüdür. Bu karşılıklı etkileşimler, Higgs bozonlarının, diğer temel parçacıklar tarafından emilip dışa atıldıkları için geçici / kısa bir şekilde ortaya çıkıp kaybolmasıyla, sürekli olarak yaşanır.
Bu düşünce kısa süre içinde parçacık fiziğinin diğer daha genel bir sorunu olan her bir parçacığın kütlesini açıklamaya genişletildi. Bugünlerde, her bir temel parçacığın kütlesi, kuramsal olarak öngörülebilen bir şey değil ama deneysel olarak belirlenmesi gereken bir şeydir. Kütlenin -ve onunla birlikte maddi dünyanın büyük bölümünün- kökenini anlamak, modern fiziğin en büyük sorunlarından biridir. Higgs bozonunun bulunmasının, bunu bütün yönleriyle netleştirmesi beklenmektedir.
Bizim günlük ilişkilerimizde ne kadar sezgilere / mantığa aykırı görünürse görünsün, bu sonuçların yayımlanması insanın maddi dünyayı anlamadaki büyük becerisini göstermektedir. O, insanların gerçekte bir şeyler bilebildiğini ve bu bilgiyi evrene ilişkin yeni buluşları öngörmede kullandığını göstermektedir. Kuşkusuz, gelecek aylarda ve yıllarda, parçacık fiziğinde ve diğer alanlarda çok sayıda ilginç şey açığa çıkartılacak ve bunlar, daha büyük keşifleri önceleyecek şekilde kavranıp kullanılacak.
Yeni parçacığın derinlemesine incelenmesi, bu yılın ikinci yarısında gerçekleşecek ve LHC 2014'te tasarlanan tam enerjiye ulaştığında, başlıca araştırma alanı olacaktır. Bu Higgs bozonunun tam olarak doğrulanması, aynı zamanda, fizik alanında önemli bir dönemi kapatacak ve bir yenisini açacaktır. Bilim insanları parçacıkların kütlelerini öngörme becerisine sahip olacaklar ama kuram, daha şimdiden toplanmış olan verilere uyacak mı? Dahası, bilinen evrenin büyük bölümünü oluşturan karanlık maddenin ve karanlık enerjinin bileşimi gibi, yanıtlanması gereken pek çok başka soru var.