Higgs ve CERN

Yazarlar: Daniel Denegri, Claude Guyot, Andreas Hoecker, Lydia Ross, Alfa Yayınları, 2018.

Higgs parçacığının keşfi, Standart Model’in ve onu büyük ölçüde doğrulayan günümüz büyük parçacık fiziği deneylerinin gelmiş geçmiş en büyük başarılarından biri olarak gösteriliyor. Milyarlarca dolarlık yatırım ve binlerce insanın ortak emeği sonucunda 2012 yılında duyurulan bu keşif CERN’in 1970’lerden itibaren parçacık fiziği konusunda Amerika’dan devraldığı öncü rolü bir kez daha pekiştirmiş oldu.

Yakın zamanda bu keşfin arka planında yatan oldukça ‘karmaşık’ fiziği, fizikçilerin onlarca yıl boyunca yaratıcılıklarını kullanarak evrenin en temel parçacıklar düzeyinde nasıl işlediğine dair kurduğu modelleri, bu modellerin hangi ortam ve koşullarda test edildiğinin kapsamlı bir özetini veren etkileyici bir kitabın Türkçe çevirisi yayınlandı:  Higgs ve CERN (Alfa Yayınları, 2018). En baştan uyarmam gerek, kitap Alfa Yayınları’nın, aralarında epey başarılı kitapların olduğu ‘popüler bilim’ kategorisinden çıkmış olsa da kitabın ‘popülerlik’ seviyesi standart tanımı biraz zorlayan nitelikte. Fakat bu zorluk, Yeditepe Üniversitesi Fizik Bölümü’nden Dr. Ercüment Akat’ın usta çevirisiyle aşılabilir bir düzeye ulaşmış.

Kitapta anlatımı destekleyici çok sayıda yüksek çözünürlüklü görsel ve grafikler yer alıyor.

Kitap, parçacık fiziğindeki temel parçacık ve etkileşimleri ifade eden Standart Model ve modeldeki en önemli parçalardan biri olan Higgs mekanizmasının üzerinden detaylıca geçerek başlıyor. Metinde geçen parçacık fiziği ile ilgili kavramlar için açıklamalara yer verilirken, konuya ilgisi olan ya da lisans seviyesinde fizik bilen kişiler için ayrı kutucuklarda bazı önemli kavramlar denklemlerle anlatılıyor. İlerleyen bölümlerde, bahsi geçen teorinin 1950’lerden itibaren çeşitli deneylerle nasıl sınandığından bahsedilip, tarihsel olarak önemli keşiflerin üzerinden tek tek geçiliyor. Ardından, Standart Model’in tüm başarılarına rağmen açıklayamadığı problemlere göz atılıyor.

Kitabın zorlayıcı kısımlarından biri: Higgs bozonunun diğer parçacıklarla etkileşimlerinin Feynman diyagramları ve bozunma kiplerinin grafiği.

Daha sonra kitapta CERN ile Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (Large Hadron Collider – LHC)’nın detaylı bir şekilde ele alındığı bölümler yer alıyor.   LHC kısmında ATLAS ve CMS deney/dedektörleri detaylıca anlatıldıktan sonra Higgs bozonunun keşfi, keşifle ilgili analizler ve sonuçlar, bazılarının orijinal yayınlardan alınmış grafikleri ile birlikte çok sistematik bir şekilde ele alınıyor. Tüm açıklamalara renkli grafikler, çizimler eşlik ediyor. Bu kısım yaklaşık altı bölüm boyunca sürüyor. Higgs’in ardından, LHC’de Higgs dışında yapılan aramaların da detaylıca sunulduğu bir bölüm ve son olarak da diğer iki deney ALICE ve LHCb deneylerinin yer aldığı bölümler geliyor. Son bölümde ise gelinen noktada LHC’deki araştırmaların geleceği tartışılıyor.

Kitabın yazar grubu, üçü ATLAS, biri CMS deneyinde yer alan dört kişiden oluşuyor. Fakat baş yazar olan Daniel Denegri aralarında LHC’nin ilk ortaya atılmasında ve CMS’in ilk tasarımında oynadığı büyük rol ile öne çıkıyor. Kendisini, geçtiğimiz sene Saraybosna’da katıldığım ‘Sarajevo School of High Energy Physics’ okulunda verdiği ‘Parçacık Fiziğine Giriş’ dersinden ve okul sırasında bir öğlen aynı masaya denk gelmemiz vesilesiyle de yemek boyunca ettiğimiz sohbetten tanıyorum. Türkiye’ye çok defa gelmiş birisi olarak Türkiye hakkında epey şey biliyordu ve tüm öğrencilere karşı böylesine işler yapmış birisi için fazlasıyla mütevazi ve ‘ulaşılabilir’ biriydi. Döndüğüm gibi kitabını rafta gördüğümde düşünmeden aldım ve bir solukta okudum. Parçacık fiziği hakkında kapsamlı (ve çetin ceviz) bilgi edinmek isteyenlere, özellikle deneysel parçacık fiziği ile tanışmak isteyen lisans/lisansüstü fizik öğrencilerine kesinlikle tavsiye ederim.

Arif Bayırlı
Boğaziçi Üniversitesi Fizik Bölümü araştırma görevlisi