‘Tanrı parçacığı’nı keşfeden Nobelli fizikçi Peter Higgs öldü

Temel parçacıkların kütlesini açıklayan standart modeldeki son eksik parça olan Higgs bozonunu 1964 yılında dile getiren ve bu fikri 2012 yılında Cern’deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda yapılan deneyler sonucu doğrulanan Peter Higgs 94 yaşında Edinburgh’da yaşamını yitirdi.

2013 yılında Nobel Fizik Ödülü’ne layık görülen Higgs’in ölümünü emeritus profesör olduğu Edinburgh Üniversitesi duyurdu ancak neden öldüğü açıklanmadı.

Higgs parçacıkların nasıl kütle kazandığını açıklayabilecek yeni bir parçacığın varlığını öne sürdüğünde yıl 1964’ü gösteriyordu. O zamanlar üniversitede 35 yaşında yardımcı doçent olarak çalışıyordu. “Tanrı parçacığı” olarak da bilinen Higgs bozonu temel parçacıklarla bu parçacıkların doğa ve evreni nasıl şekillendirdiği hakkında insanlığın şimdiye kadar edindiği tüm bilgileri ve teorileri kapsayan standart modelin en kritik parçası olacak ama 35 yaşındaki fizikçinin dikenli yollardan geçmesi gerekecekti.

Higgs’i önemli kılan ‘Tanrı Parçacığı’ nasıl ortaya çıkmıştı?

Higgs Edinburgh’da öğretim görevlisi olarak çalıştığı yılları temel parçacıklara odaklanarak geçirdi. İlginçtir, elektrik ve manyetizmanın ışığı oluşturan elektromanyetizmanın farklı tezahürleri olduğunu göstererek fiziğin ilk büyük birleştirmesini yapan James Clerk Maxwell de Edinburgh doğumluydu. Maxwell’in elektromanyetizmasıyla radyoaktiviteyi yönlendiren sözde zayıf gücün aslında aynı şeyin farklı yüzü olduğunu öne sürerek fizikte yeni bir adım atmak ise Higgs’e düşmüştü. Halbuki o zamanlar baskın görüş güçlü kuvveti çözebilmekti.

Güçlü kuvvet atom çekirdeklerini bir arada tutan şeydir. Teoriye göre bu kuvveti taşıyan parçacıklar ışığı ileten foton gibi kütlesiz olmalıdır. Ama ışık ve parçacıklar arasında bir fark var; ışık evreni boydan boya gezebilirken güçlü kuvvet atom çekirdeğine ancak ulaşabilir. Kuantum kurallarına göre bu durum parçacıkların neredeyse bir proton kadar kütleli olduğu anlamına geliyor. Peki ya güçlü kuvvet nasıl böyle kütleli hale gelebiliyor?

Princeton’daki Philip W. Anderson’un süper iletkenliği açıklamak için öne sürdüğü fikirden faydalanan Higgs uzayın görünmez bir enerji alanıyla dolu olduğunu öne sürdü. Bu alan içinden geçmeye çalışan bazı parçacıklara kütle yükleyerek parçacıkların hızını değiştiriyordu. Bu değişiklik sonucunda bizler de kütleyi algılayabiliyorduk. Kısacası parçacıklar bu alan içinde hareket ettikçe bir nevi kütle kazanıyordu.

Ne var ki Higgs’in konuyla ilgili ilk makalesi reddedildi, sonra makaleyi yeniden bu kez biraz da süsleyerek yazan Higgs, Higgs bozonu olarak adlandırılacak yeni parçacığın tahminini vurguladığı bir paragraf ekledi. Kendisi bu parçacığa isim vermemişti, hatta sonraki yıllarda “A, B, C, D” diye giden harflerle anacaktı parçacığı. Çünkü Libre de Bruxelles Üniversitesi’nden François Englert ve Robert Brout’un benzer fikrinin kendi makalesinden yedi hafta önce yayımladığını öğrenmişti.

Higgs o zamanlar Englert ve Brout’un çalışmasından haberdar olmadığını, bunu ancak derginin editörü Chicago Üniversitesi fizikçisi ve Nobel ödüllü Naçiro Nambu kendisine haber verince öğrendiğini söylemiş, “O zamanlar internet yoktu” diyerek o makaleyi görse kendisininkini asla yazamayacağını ima etmişti. Zaten çalışmasının önemli görülüp görülmeyeceğinden de emin değildi.

Ayrıca internet olması da muhtemelen çok bir şey değiştirmezdi. Çünkü Higgs’in ne televizyonu vardı ne de cep telefonu. E-postası bile yoktu. Bunca yıl dijitaldeki gözü olarak Edinburgh’daki meslektaşı Alan Walker’a güveniyordu.

Çalışma ne zaman kıymete bindi?

Bozonun kıymete binmesi 1967 yılında Teksas Üniversitesi’nden Steven Weinberg’in zayıf kuvvet ve elektromanyetik kuvvetleri birleştirmesi sayesinde mümkün oldu. Weinberg makalesinde Higgs’in bozonuna atıfta bulunmuş, sonrasında bu ad yalnızca parçacığa değil, parçacığın ortaya çıktığı enerji alanına ve tüm mekanizmaya yapışıp kalmıştı. Belçikalı fizikçi Gerardus Hooft 1971’de bu modelin matematiksel olarak mantıklı olduğunu kanıtladığında ise çalışmanın görünürlüğü iyice artmıştı.

Bozona olan ilgi dalga dalga büyüdü. 1988’de CERN Büyük Elektron Pozitron Çarpıştırıcısı’nı (LEP) kullanmaya başladığında esas amaçlardan biri Higgs bozununu bulmaktı. Bazı bilim insanları Higgs bozonunun izine rastladıklarını iddia etse de LEP 2000 yılında kapatıldığında ortada elle tutulur bir sonuç elde edilemedi.

Bu süreçte istediğini alamayan Higgs, yüksek enerjili parçacık fiziğinin kendisini aştığı sonucuna vararak başka şeyler üzerinde çalışmaya başlamış. Bu buhranlı dönemini de BBC’ye “Aptalca hatalar yapıp durdum. Nobel Ödülü’ne aday gösterildiğim bilinmese üretken olmayışımdan dolayı muhtemelen uzun zaman önce kapı önüne konmuştum” diye anlatmıştı.

Yarım asır boyunca Higgs’in teorisi tahmin olarak kaldı, ta ki 2012’de CERN’deki deneylere kadar. 4 Temmuz 2012’de CERN’deki konferans salonunda parçacığın nihayet bulunduğu açıklandığında Higgs ayakta alkışlanacak, mendil çıkarıp gözyaşlarını sildiği anlar kameralara yansıyacaktı. Sonrasında hislerini “Benim dönemimde böyle bir şeyin gerçekleşmesi gerçekten inanılmaz” diyecekti.

Biraz da özel hayat

👉Tam adı Peter Ware Higgs’ti ve 29 Mayıs 1929’da İngiltere’de doğmuştu. Babası BBC’de ses mühendisi Thomas Ware Higgs, annesi ev hanımı Gertrude Maude Higgs’ti. Çocukluk yılları Bristol’de geçmişti.

👉Kuantum mekaniğinin babalarından İngiliz Paul Dirac ile aynı okula, Cotham Grammar School’a giden Higgs’in fiziğe ilgisi bu dönem arttı. 17 yaşındayken City of London School’a geçen Peter burada matematik eğitimi aldı. Bir yıl sonra da King’s College London’a girerek 1947’de fizik alanında lisans mezunu oldu. Moleküller ve ısı üzerine yaptığı araştırmalarla 1954 yılında doktorasını tamamladı.

👉Edinburgh Üniversitesi, Imperial College London ve University College London’daki geçici araştırma görevlerinin ardından 1960 yılında Edinburgh’da öğretim görevlisi olarak kadrolu bir şekilde çalışmaya başladı.

👉Higgs o yıllarda Nükleer Silahsızlanma Kampanyası ve Greenpeace’de de aktif bir rol oynadı. Ancak sonrasında kendi deyimiyle her iki örgüt de radikalleşince ilişiğini kesti. Ama bu hareketlerden biri (nükleer silahsızlanma) onu hayat arkadaşı Jody Williamson ile tanıştırdı. 1963 yılında evlenen çifti 2008 yılında Williamson’ın ölümü ayırdı.

👉Higgs son yıllarını Edinburg’un merkezindeki New Town’da, Maxwell’in doğduğu yerin çok yakınındaki bir dairenin beşinci katında geçirdi. Nobel ödülünü almadan önce bile turistlerin bölgeye gelmesini sağlayan Higgs’e “şehre olağanüstü katkıları” nedeniyle 2011 yılında Edinburgh Ödülü verilmişti.

👉1996’da emekli olana kadar ders vermeye devam eden Higgs, 1999’da kraliçe tarafından kendisine yapılan şövalyelik teklifini geri çevirdi ama 2012’de kraliçe tarafından kendisine Onursal Liyakat Nişanı verildi.

Higgs Bozonu, ‘Tanrı Parçacığı’ adını hak etmeye biraz daha yaklaşırken…