Higgs bozonu yarattığı alan ile temel parçacıklara kütle kazandıran özel bir parçacıktır. Bu alan aynı zamanda Higgs bozonunun da kütle kazanmasını sağlıyor. Günümüzde kütlelerini bilmemize rağmen hala atom altı parçacıkların kütlelerini ölçüyoruz. Bunun sebebi daha hassas ölçümler yapabilmek. Higgs bozonunun kütlesinin tam olarak ölçülmesi sadece fizik bilgimizi arttırmakla kalmaz aynı zamanda ileride yapılacak olan çarpıştırıcıların yapımı ve geliştirilmesinde bize yardımcı olur.
2013 yılında Nobel Fizik Ödülünün kazanılmasını sağlayan Higgs bozonunun 2012 yılındaki keşfinden bu yana, keşfi yapan ATLAS ve CMS grupları bu parçacığın özelliklerini aramaya başladı. Parçacık kendi kendisini yarattığı için bu kütle kazandıracak alanı yaratacak enerjinin yani aynı zamanda kütlenin tayini önem arz etmektedir. Yani iki önemli parametre var: parçacığın kütlesinin yüksek kesinlikteki değeri ve parçacığın kendisiyle etkileşiminin gücü. Bunların ölçümleri Standart Modelin tahminlerini test etmekte ve Standart Model ötesi kuramları geliştirmekte bizlere yardımcı olacaktır.
Keşfin yapıldığı zaman parçacığın kütlesi yaklaşık olarak 125 GeV olarak ölçülmüştü lakin hassas bir ölçüm yapılamamıştı. Sonucun doğruluğundan emin olabilmemiz için aynı sonucu veren çok sayıda verinin olması gerekmektedir. Bunların ortalaması yine elde ettiğiniz değeri vermelidir. Bundan dolayı ATLAS ve CMS keşfin yapıldığı zamandan günümüze kadar ölçümleri geliştirmeye çalıştı. Geçen yıl ATLAS, Higgs bozonunun kütlesini 0,24 GeV yani %0,19 hassasiyetle 124,97 GeV olarak ölçmüştür. Şimdi ise CMS şu ana kadarki en hassas ölçümü gerçekleşti: 0,5 GeV veya %0,12 hassasiyetle 125,35 GeV.
Higgs bozonu zamanın çok kısa bir anında başka parçacıklara bozunur. Yani yapılan çalışmalarda Higgs bozonu doğrudan aranmadı/gözlenmedi. Yapılan çalışmalar, 2011 ve 2016 yılları arasında Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda toplanan verilere dayanmaktadır. 2011 ve 2012 yılında CMS’de Higgs bozonunun iki adet Z bozonuna daha sonradan ise dört adet leptona bozunduğunu gözlenmişti. Benzer şekilde yine Higgs bozonunun iki fotona bozunduğu gözlendi. Kütlenin tayini için bu iki bozunumun bilgileri birleştirildi.
Yazan: Ümit Sözbilir
Düzenleyen: Ümit Sözbilir