Sepleriň elýeterliligi

Älemiň syrly bölejigi we täze fizika


Şweýsariýanyň Ženewa şäheriniň golaýyndaky ýadro barlaglary boýunça Ýewropa guramasynyň ylmy merkezinde protonlaryň çaknyşmagyna syn edilýär. Ženewa, 2010.

Şweýsariýanyň Ženewa şäheriniň golaýyndaky ýadro barlaglary boýunça Ýewropa guramasynyň ylmy merkezinde protonlaryň çaknyşmagyna syn edilýär. Ženewa, 2010.

Ýewropanyň Ženewada ýerleşýän SERN ylmy-barlag merkeziniň alymlarynyň bir täze bölejigiň üstünden barandyklaryny 4-nji iýuldan bäri hemmeler bilýärler. Tapylan bu täze bölejik köp wagt bäri gözlenip gelnen Higgs bölejigidir diýen pikirden ugur alynýar. Ýöne muny aýyl-saýyl tassyklaýan subutnamalar entek ýok.

Bu subutnamalar ele getirilýänçä, alymlar diňe bir açyşdan gürrüň etmekçi. Nähili-de bolsa, munuň özi, merkeziň başlygy professor Rolf-Dieter Heueriň aýtmagyna görä, tebigata düşünmekde ädilen bir uly ädim.

Elementar bölejikleri tizlendiriji ýörite kollaýder arkaly alnyp barlan iki sany dürli tejribe täze bir bölejigiň üstüni açdy we bu bölejigiň häsiýetleriniň şu wagta çenli teoriýada hasaplanylyp çykarylan Higgs bozonyna gabat gelýändigini görkezýän netijeleri hödürledi.

Higgs bozony elementar bölejikleriň standart modeliniň şu çaka çenli tejribe üsti bilen subut edip bolmadyk iň soňky komponenti hasaplanylýar. Şoňa görä-de, soňky wagtlar ony tapmak barada edilýän tagallalar güýçlendirildi. Şweýsariýadaky bölejikleri tizlendiriji ýörite kollaýder, şeýle hem “Atlas” we “CMS” detektorlary ilkinji nobatda Higgs bölejigini ýüze çykarmak üçin guruldy.

Bu bölejigiň subut edilmegi edil 60-njy ýyllaryň ahyrlarynda kwarklaryň, ýagny protonlary we neýtronlary düzýän kerpiçjikleriň açylmagy ýaly derejede ylym üçin möhüm hasaplanylýar. Ýöne 1964-nji ýylda Murray Gell-Mann tarapyndan kwark modeliniň tejribe arkaly tassyklanylmagy diňe 4 ýyl wagty alan bolsa, Higgs bölejiginiň gözlegi 50 ýyla golaý bäri dowam edip gelýär.

Açyşmy ýa-da çaklama?

Bu ugurda gazanylan soňky netijeler diýseň aýyl-saýyl. Olarda özboluşly bölejikleriň ýagyş ýaly bolup guýlany subut edilýär. Özi-de, bu anyklanan bölejik Higgs bölejigi 2 fotona we 4 elektrona bölüner diýlip öňünden çaklanan netijä ýakyn alamatlary görkezýär.

Munuň aňyrsynda ýatan başga bir nätanyş bölejik däl-de, dogrudanam, Higgs bozony bolsa, onda onuň massasy 125 giga elektron wolt töweregi bolmaly. Öten ýyl hem şu energiýa sebitinde ölçeg bahalarynda birneme ýokarlanmanyň bolandygyna gözegçilik edilipdi welin, ýöne maglumatlaryň statiki taýdan nätakykdygy sebäpli belli bir zat aýdyp bolmandy.

1960-njy ýyllarda Higgs bozony baradaky teoriýany öňe süren britaniýaly alym Piter Higgs (sagda) ýadro barlaglary boýunça Ýewropa guramasynyň ylmy merkezinde. Ženewa, 4-nji iýul, 2012.

1960-njy ýyllarda Higgs bozony baradaky teoriýany öňe süren britaniýaly alym Piter Higgs (sagda) ýadro barlaglary boýunça Ýewropa guramasynyň ylmy merkezinde. Ženewa, 4-nji iýul, 2012.

Adat boýunça, molekulýar fizikada haýsydyr bir gözegçiligiň açyş hasaplanylmagy üçin ol 5 sigma düzgüni diýilýän standartyň çygryna laýyk gelmeli. Bu soňky ylmy barlagy alyp baran alymlar toparynyň ikisi-de öz barlaglarynda bu çygra laýyk gelýän netijeleri aldylar. Bu meselede tötänligiň rol oýnan bolmak ähtimallygy 0.00005 prosente deň.

Şunlukda, bu görkezijiler açyş diýlip ykrar edilmegi üçin talap edilýän kriteriýalara laýyk gelýär. “Atlas” bilen “CMS” detektorlarynyň çykaran netijelerini birikdireniňda bolsa, alnan görkezijiler 6 sigma-da ýetýär.

Fizikanyň standart model teoriýasy älemiň gözegçilik edip bolýan bölegini emele getirýän elementar bolejikleri, olary baglanyşdyryjy güýçleri dolulygyna diýen ýaly düşündirýär. Ýöne tejribe üsti bilen subut edilen bu modeliň asyl formasynda göze dürtülip duran bir gowşaklyk bar: ol diňe massaly elementlere ýol berýär.

Şeýlelikde, elementar bölejikleriň nädip massaly bolýandyklary, munuň biri-birinden näme üçin beýle tapawutlydygy düşündirilmän gelýärdi. Bu fizikada örän möhüm mesele, sebäbi massalar bolmadyk halatynda, atomlar hem döremezdi, älem hem “uly partlama” diýlip atlandyrylýan prosesden soň bütinleý başga hili öserdi.

Bölejigiň ýakyn taryhy

Ençeme fizikler, şol sanda britaniýaly Piter Higgs hem 50 ýyla golaý mundan ozal (1964-nji ýylda) bir täsin teoriýany teklip etdiler. Bu teoriýa massalaryň nädip emele gelendigini aýyl-saýyl düşündirýär, şol bir wagtyň özünde-de ol fizikanyň standart model teoriýasy bilen sazlaşýar.

Piter Higgs “Physics Letters” žurnalyna iberen bir ýarym sahypalyk makalasynda “uly partlamadan” birneme soň älem sowap ugranda peýda bolan bir gipotetik energiýa meýdanyny suratlandyrýar.

Onuň suratlandyrmagyna görä, tutuş kosmosy gyradeň gurşap alan bu meýdan bir goýy suwuklyga meňzedilýär. Giňişlige ýaýran elementar bölejikler şu energiýa meýdany bilen gatnaşyga girip, statik (togtan) hasiýete eýe bolýarlar. Netijede bölejiklerde “agyrlyk” peýda bolýar. Haýsydyr bir elementar bölejigiň hereketi näçe statik (haýal) bolsa, ol bize şonça-da agyr bolup görünýär.

Higgs meýdany bilen galtaşyga girmeýän ýagtylygyň kwantlary bolan fotonlaryň dynç massasy ýok. Olaryň iň ýokary tizlik bilen, ýagny ýagtylyk tizligi bilen ýaýramaklarynyň sebäbi-de şol. Kwant meýdanlarynyň hemmesinde bolşy ýaly, Higgs meýdany-da bölejikler, ýagny Higgs bölejikleri bilen ilteşikli. Bu bölejigiň spini ýok (olar öz orbitarynyň daşyndan aýlanmaýarlar). Şol sebäpden ol bozonlaryň hataryna girýär.

Piter Higgsiň bu baradaky makalasyny “Physics Letters” žurnaly fizika ylmy üçin hiç hili ähmiýeti ýok diýip hasaplap, ony yzyna iberýär. Piter Higgs ony gaýtadan ýazyp, žurnala ýene ýollaýar. Higgsiň makalasy iň soňunda neşir edilýär, ýöne kärdeşleriniň arasynda oňa ähmiýet beren köp bolmaýar.

Alymlar täzeden üns berdi

1967-nji ýylda amerikaly fizik Stiwen Weinberg, Şeldon Glashow we pakistanly Abdus Salam tebigatyň dört sany düýp güýjüniň ikisini - elektromagnit güýji bilen gowşak atom güýjüni bir modeliň çygryna getirip, olary bitewi bir teoriýada ylalaşdyrmaga synanyşanlarynda, Higgs meýdany baradaky teoriýanyň elementar bölejikleriň massasy bilen bagly meseleleri aňsatlyk bilen düşündirýändigi alymlaryň ünsüni özüne çekýär.

Wagtyň geçmegi bilen, Higgs mehanizmi fizikanyň standart modeliniň berk bölegine öwrülýär. Fizikleriň aglaba köplügi Higgs bozonyny boşlukdan öndürmek üçin diňe ýeterlik derejede ýokary energiýa gerek diýen pikire gulluk edýärler. Şeýdip, bu bölejigiň iru-giç uly tizlendiriji desgalaryň birinde tapyljakdygyna ynanylýar.

Ýöne Higgs bölejigini tapmaklyk, ozalky pikir edilişi ýaly, aňsat bolmady. Munuň hem üç sebäbi bar. Ilki bilen Higgs bozony bölejik hökmünde aşa seýrek duşýan hadysa. Ony şu çaka çenli tejribe ýoly bilen öndürip bolanokdy. Iki proton çakyşdyrylanda, köplenç ozaldan tanalýan bölejikler döreýärdi. Şol sebäpden, kollaýderlerde protonlar çakyşdyrylanda ulanylýan energiýanyň güýji şu ýylyň mart aýynda artdyrylyp, ol 7000 elektron gegawoltdan 8000 elektron gegawolta ýetirildi. Geçirilýän synaglaryň sany hem artdyryldy.

Ikinjiden, Higgs bölejigi ömri aşa gysga bölejik. Ol örän az salymyň içinde başga bölejiklere öwrülýär. Muny diňe ýörite detektorlar bilen subut edip bolýar. Onuň başga bölejiklere öwrülmegi üçin hem dürli mümkinçilikler bar. Onsoň bu dargama ýollarynyň hemmesi barlanmaly bolýar.

Üçünjiden, fizikanyň standart modelinde Higgs bozonynyň özboluşly häsiýetleri takyk beýan edilse-de, onuň massasy (agramy) barada heniz belli bir garaýyş ýok.

Ženewada ýerleşýän SERN ylmy-barlag merkeziniň alymlary tarapyndan tapylan bölejik dogrudanam Higgs bölejigi bolsa, alymlara edere iş ýene köp. Ilki bilen bu bölejigiň beýleki bölejikler bilen nädip iş salyşýanlygy ýüze çykarylmaly. Häzire çenli bu bölejiklere älemdäki “goýy suwuklyk” meýdanyny emele getirýän bölejikler hökmünde garalyp gelinýär (germaniýaly tanymal astrofizik professor Harald Leş bu meýdany bala meňzedýär). Mundan daşary, älemdäki elementar bölejikleriň massalary (argamlary) näme üçin biri-birleriniňkiden uly derejede tapawutlanýar diýen soraga hem heniz anyk jogap ýok.

SERN ylmy-barlag merkeziniň başlygy professor Heuer Germaniýanyň “Şpigel” hepdeligine beren interwýusynda bu ugurda hakyky işiň indi başlanýandygyny aýtdy. Onuň aýtmagyna görä, täze bölejik indi ölçelmeli, onuň häsiýetleri anyklanmaly. Bu işde teoriýa ters gelýän bir zat tapylsa, onda täze fizika ýol açylar.

Fizikanyň standart modeli älemiň diňe 4-5 prosentini ýazyp beýan edýär. Älemiň dörtden birine golaýyny garaňky meteriýa, galan takmynan dörtden üç bölegini bolsa garaňky energiýa diýilän emele getirýär. Kosmosy ähli ugra deň-derejede çekip, giňeldýän bu mehanizm barada hem henize çenli anyk bilinýän zat ýok.

Araz Perwiş Germaniýada ýaşaýan žurnalist, syýasy ylymlaryň doktory.

ÇEŞMELER:

• http://cms.web.cern.ch/news/observation-new-particle-mass-125-gev
• http://cerncourier.com/cws/latest/cern
• http://www.sueddeutsche.de/panorama/harald-lesch-ueber-higgs-boson-das-versteht-kein-mensch-1.1402850
• “Frankfurter Allgemeine Zeitung”. 7-nji iýul, 2012.
• “Le Monde”. 5-nji iýul, 2012.
• “Şpigel”. 9-njy iýul, 2012.

Teswirleri görkez

XS
SM
MD
LG