Ali ÖVGÜN İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü - EMU I-REP

KÜTLENİN
GİZEMİ
Ali ÖVGÜN
2007 UFOK-ESKISEHIR
İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
İÇERİK
Kütle Problemine Genel Bakış
 İlk Kütle Tanımı
 Modern Kütle Tanımı
 Higgs Mekanizması

Kütle Problemine Genel Bakış
• Neden filin kütlesi
karıncanınkinden
daha fazla?
•Atomu oluşturan temel parçacıklar
nasıl kütle kazanır?
Farklı tür temel parçacıkların neden
kendilerine özgü kütleleri var?
Fermiyonlar
Kütle ( giga-elektron-volt)
1.nesil
2.
nesil
3.
nesil
Kütlesiz
Bozonlar
Temel parçacıkların en az 11 farklı kütle çeşiti vardır.
Bozonlar
Kütle Nedir?
Bilimsel ilk kütle tanımı
Isaac Newton(1642-1727)
Bir cismin kütlesi
dışarıdan
Bir onun
maddenin
kütlesi , hacmi ve
etkiyen kuvvetlere
karşı direncinin
bir
yoğunluğunun
aynı oranda
artması
ölçütüdür (1687
Principia).
durumda
aynı kalır(1687 Principia).
Modern Kütle Tanımı
Kütle enerjinin bir dönüşümüdür.
Kütle ve enerji eşdeğer Kütle durgun bir cismin enerjisini
niceliklerdir; biri diğerine
belirler. (Einstein, 1905)
Albert
Einstein (1879-1955)
dönüşebilir.
Protonun Kütlesi
Proton u u d kuarklarından oluşur
Protonun Kütlesi:
= u ve d Kuarklarının kütlesi
+ Kuarkların kinetik enerjisi
+ Kuarklar arasındaki potansiyel enerji
Protonun kütlesinin çoğu kuarkların
Enerjilerinden gelir; kütlelerinden değil.
Sonunda atomu
anladım
9
Parçacıkların kütlesinin temeli nedir?
Gama
Işınları
Kütle
t

W Bozonu
e
e

u
d


c
s
b

10
•Proton ve Nötron
Kuarklardan OLUŞUR
•Elektron ve Kuarklar
?
•Kuarklar ve Elektronlar daha küçük parçacıklardan
OLUŞMAZLAR
• Bunlar kütlelerini
nerden alıyorlar???
Higgs Mekanizması
•Higgs alanı bir kuantumsal alandır.
Higgs Alanı
nasıl oluşur?
•Elektromaknetik alanda bir kuantumsal alandır.
Neden Higgs alanı da Elektromaknetik alan değil?
Higgs Alanının 3 Önemli Farkı


Spininin(iç açısal momentumunun) sıfır olması.
Bütün sistemler
en düşük enerjide ( sıfır enerji)
Higgs alanı
sıfırdan daha düşük farklı bir
değerde bulunur.

3. Fark ise nasıl diğer parçacıklarla
etkileşim oluşturdurduklarıdır.
Kazanacakları kütle
•Girmiş oldukları
alana,
•Etkileşime girme
oranına bağlıdır.
Higgs Bozonu
Higgs alanı 1964 yılında Peter Higgs
tarafından ortaya atıldı.
Higgs alanı varsa, bu alanı temsil eden
bir parçacığın (Higgs bozonunun) da
olduğunu söyler.
Peter Higgs
Bunun doğru
olduğunu
nerden
biliyorsun?
Kütlenin Türü:
Evrenimizin tümü higgs alanıyla kaplıdır.
Her parçacığın higgs bozonuyla
etkileşimi birbirinden farklılık gösterir.
Parçacık ne kadar çok higgs
bozonuyla etkileşime girerse o kadar
çok kütle kazanır ve o kadar
eylemsizliğinin arttığı gözlemlenir.
Higgs Bozonu
Neden higgs mekanizması?
Kaç tane higgs alanı var? Bilinmiyor
 Süpersimetri Standart Modeline (SSMs)
göre her parçacığın bir süpereşi var

SSMye göre en az 2 farklı Higgs alanı var.
2 Higgs alanında 5 çeşit Higgs bozonu
olmalıdır. 3ü nötr ve 2si yüklü.
CERNdeki Büyük Hadron Çarpıştırıcısında(LHC
proton ile protonu 14 trilyon elektron Voltluk
enerji ile (14 TeV) çarpıştıracaklar.
p
Yüksek enerji ile
Higgs bozonunun
bulunması bekleniyor.
H
p
Sonuç

Higgs bozonu bulunmazsa Standart Model
ve parçacıklara kütle kazandırdığı
düşünülen higgs alanı çöküntüye
uğrayacak.

Higgs bozonu tahmin edildiği şekilde
bulunursa Standart Modelin bütün
delikleri kapanmış olacak ve geliştirmek
için bize yol gözükecek.
TEŞEKKÜRLER