Site icon elektromanyetix

Peter Higgs Kimdir? – Hayatı ve Buluşları

yucelll

Peter Higgs

Peter Higgs

Doğum 29 Mayıs 1929 Newcastle upon Tyne, England
Milliyeti İngiliz
Dalı Fizik (teorik)
Öğrenim King’s College London
Doktora hocası Charles Coulson, H. Christopher Longuet-Higgins
Doktora öğrencileri David Wallace, Christopher Bishop
Önemli başarıları Nobel Fizik Ödülü (2013), Wolf Fizik Ödülü (2004),
Sakurai Ödülü(2010), Dirac Madalyası (1997),
Rutherford Madalyası ve Ödülü (1984), FRS (1983)
Hughes Madalyası (1981),Copley Madalyası (2015)
Aldığı ödüller 2013 Nobel Fizik Ödülü


Peter Ware Higgs (d. 29 Mayıs 1929), Edinburg Üniversitesi’nden emekli İngiliz teorik fizikçi ve ayrı atomaltı parçacıklar üzerine yaptığı çalışmalarla Nobel ödülü kazanmıştır.

1960’lı yıllarda kırık simetrinin ve elektrozayıf teorisinin temel parçacıklarının kütlesinin kökenini, W ve Z bozonlarının ayrıntılarını ortaya koyabileceğini öne sürdü. Higgs mekaniği, başta Higgs olmak üzere birçok bilim insanı tarafından önerilmiştir. Yeni bir parçacık olan Higgs bozonunun varlığını öngörmektedir. Higgs bozonu, en büyük fizik başarılarından biri olmuştur. 4 Temmuz 2012 tarihinde CERN deneysel olarak Higgs bozonu gibi bir bozonun bulunduğunu yayınladı, fakat standart Higgs bozonu modelinin gerektirdiği özelliklere sahip olup olmadığını görmek için daha fazla çalışmaya ihtiyaçları olduğunu duyurdular. 14 Mart 2013 tarihinde, sıfır spine ve pozitif eşliğe sahip bir parçacık keşfedildi. Bu parçacık Higgs bozonunun iki ana kriterini sağlıyordu ve doğada keşfedilen ilk skaler parçacık oldu. Higgs mekaniği genel olarak parçacık fiziğinin standart modelinin önemli bir bileşeni olarak kabul edilir. Higgs mekanikleri olmasaydı belirli parçacıkların kütlesiz omasına neden olurdu.

Higgs’in sahip olduğu ödüller; 1981 yılında Royal Society Hughes madalyası; 1984 yılında Institue of Physics Rutherford madalyası;1997 yılında tarafından Institue of Physics’te yaptığı teorik fiziğe yaptığı akılalmaz katkılarından ötürü  Dirac madalyası; 1997 yılında European Physical Society tarafından yüksek enerjili parçacık fizik ödülü;2004 yılında Wolf fizik ödülü ;2009 Oskar Klein Memorial Lecture Royal Swedish Academy of Sciences; 2010 yılında American Physical Society J. J. Sakurai Prize for Theoretical Particle Physics; ve 2012 yılında the Royal Society of Edinburgh taradınfanözel Higgs madalyası. Fizikçi dostu Stephen Hawking Higgs bozonu keşfi ile ilgili çalışmaları için Higgs’e Nobel ödülünün verilmesi gerektiğini düşünüyordu. 2013 yılında Higgs Nobel ödülünü kazandı ve François Englert ile paylaştı. 2015 yılında Royal Society Dünya’nın en eski bilimsel ödülü olan Copley madalyası ile Higgs’i onurlandırdı.

Gençliği ve Eğitimi

Higgs İngiltere,Newcastle upon Tyne’nin bir sokağı olan Elswick’te İskoç anne ve babanın oğlu olarak dünyaya geldi. Babası BBC’de ses mühendisi olarak çalışıyordu.Çocukluk dönemi astımı, babasının işi yüzünden ailenin taşınması ve İkinci Dünya Savaşı  Higgs’in ilkokul derslerini kaçırmasına neden oldu bu yüzden evde eğitim gördü. Sonrasında babası Bedford’a taşındı, Higgs annesi ile birlikte Bristol’de kaldı, çocukluğunun büyük kısmı burda geçti. 1941-1946 yılları arası Bristol’de bulunan Cotham Grammar okuluna gitti. Okulun eski mezunlarından, kuantum mekaniğinin kurucularından Paul Dirac’tan etkilendi.

1946 yılında 17 yaşındaki Higgs City of London okuluna başladı, matematik üzerinde yoğunlaştı, sonrasında 1947 yılında King’s College London’a öğrenim görmeye başladı.1950 yılında birinci sınıf onur seviyesi ile mezun oldu.1952 yılında masterını tamamladı. Royal Commission for the Exhibition of 1851 tarafından 1851 Research Fellowship üyeliği ile ödüllendirildi. Doktorasını Charles Coulson ve Christopher Longuet-Higgins denetimi altında moleküler fizik üzerine yaptı. Doktorasını 1954 yılında “Moleküler titreşimler teorisi ile ilgili problemler” başlılkı tezi ile tamamladı.

1954-1956 yılları arasında Univesity of Edinburg’ta kidemli araştırma görevini yerine getirdi. Imperial College London ve University College London üniversitelerinde çeşitli görevlerde bulundu, ayrıca geçici olarak matematik derslerine de girdi. 1960 yılında Tait Institute of Mathematical Physics’te öğretim üyesi olarak görev almak için Univesity of Edinburg’a geri döndü. Bu durum ona öğrenciyken otostopla gidip eğlendiği Western Higlands şehrine yerleşmesine olanak sağladı. 1970 yılında doçentliğe yükseltildi ve 1983 yılında Royal Society of Edinburgh üyesi oldu.

Higgs, 1980 yılında Edinburg Üniversitesinde teorik fizik makamına atandı. 1983 yılında Fellow of Royal Society (FRS) topluluğuna katıldı, 1984 yılında Rutherford Medal ödülünü kazandı, ve 1991 yılında Institute of Physics üyesi oldu.1996 yılında Edinburg Üniversitesiden profesör olarak emekli oldu. 2008 yılında Swansea Üniversitesi, parçacık fiziğindeki çalışmaları adına onursal üyelik verdi.

Araştırma Kariyeri

Teorik fizik üzerine çalışmaları

Higgs Edinburg’ta ilk olarak kütle ile ilgilenmeye başladı, teorik alandada sonradan kütle kazanmış bir parçacık üzerene fikirler geliştirmeye başladı.Sonrasında bu alan Higgs alanı olarak bilinicekti. Higgs bu alanın uzayda yayıldığını ve temas ettiği  bütün temel atomaltı parçacıklara kütle kazandırdığını öne sürdü.

Higgs mekanikleri, Higgs alanın kuarklara ve leptonlara kütle kazandırğını öne sürer. Ancak bu alan atomaltı parçacıkların protonlar ve nötronlar olmak üzere  küçük bir kısmını etki etmektedir. Bu duruma göre, gluonlar ve onlara bağlanan kuarklar beraber iken  partikül kütlenin büyük bir kısmını oluşturuyordu.

Higgs’in çalışmalarının fikir kaynağı Nobel ödüllü Japon fizik profesörü Yoichiro Nambu’nun “kendiliğinden simetri kırılması”  adlı, yoğun maddelerdeki süperiletkenler üzerine olan çalışmasından geliyordu. Fakat bu teori kütlesiz parçacıkların olduğu öngörüyordu ki, bu yanlış bir tahmindi.

CERN

Higgs teorisinin ana prensiplerini, iptal olan bir Higlands gezisinden sonra Edinburg’taki dairesinde geliştirdi. Teorinin gelişimi esnasında hiç “eureka anı” olmadığından bahsetmiştir. Higgs 1964 yılında Goldstone teorisindeki(kütlesiz Goldstone parçacıkları, bölgesel simetri kendiliğinden görecelik kuramı ile bozulursa meydana gelmez)  bir boşluktan yararlanıp kısa bir rapor yazıp CERN’de düzenlenip dağıtılan bir derdi olan Physics Letters’da yayınladı.

Higgs teorik modelini(Higgs mekaniği) tanımlayan ikinci bir rapor yazıp Physics Letters dergisine yolladı, fakat bu rapor fizik ile alakasız olduğu öne sürülüp geri çevrildi. Higgs raporuna fazladan bir paragraf daha ekleyip başka önde gelen bir dergi olan Physical Review Letters dergisine yolladı, 1964 yılında yayınlandı. Bu rapor yeni muazzam spinsiz bir bozonu(şu an Higgs bozonu olarak bilinmektedir) öngörmekteydi. Robert Brout ,Francois Englert, Gerald Guralnik, C. R. Hagen  ve Tom Kibble ismindeki diğer fizikçiler yaklaşık olarak aynı zamanlarda benzer sonuçlara ulaştılar. Üçüncü bir rapor daha yayınladı. Bu rapor Higgs,Brout ve Englert’ten alıntılar içeriyordu.

Bu bozunun Higgs, Guralnik, Hagen, Kibble, Brout, ve Englert tarafından keşfedildiği  yazılmış olan bu üç rapor  Physical Review Letters  ellinci yıl dönümde, bir dönüm noktası olarak tanımlandı. 1964 yılında yayınlanan  PRL symmetry breaking  raporu ile benzer yaklaşımları ve katkıları olmasına ragmen, kayda değer farklılıklarda bulunuyordu. Bu mekanik Philip Anderson tarafından 1962 yılında yayınlanmıştı, buna ragmen büyük öneme sahip olan görelilik modelini içermiyordu.

4 Temmuz 2012 yılında, CERN ATLAS ve CMS deneylerinde Higgs bozonu olabileceğini düşündükleri bir parçacık hakkında güçlü bulgulara rastladılar. 126 Gigaelektronvoltluk bir kütlesel bölge civarlarında bulunuyordu.  Geneva’da yaptığı konuşmada Higgs “Bu hayatımda geçekleşen en inanılmaz şey” diye yorumlamıştır. İşin garip tarafı bu konuşma Higgs’in raporunu geri çeviren Physics Letters  editorü ile aynı yerde gerçekleşmiştir.

Diğer Tanınmışlıkları

Vatandaşlık ödülleri

2011 yılında Edinburgh Ödülü’ne layık görüldü.O bu ödülü almış beşinci kişiydi. Ödül şehire olumlu katkı yapanlara,Edinburgh’u ulusal ve uluslararası tanıtmayı başarmış ve seçkin biri olarak kabul edilen kişilere, Edinburgh Belediye konseyi tarafından 2007 yılında verilmeye başlanmıştır. 24 Şubat 2012 tarihinde City Chambers’ta yapılan bir törende kendisine George Grubb tarafından işlemeli bir Loving cup hediye edildi. Etkinlikte daha önce Edinburgh Ödülü’nü alanların el izinin oyulduğu Caithness taşına, Higgs’in el izi oyuldu.

Temmuz 2013 yılında profesör Higgs’e Bristol şehrinin fahri vatandaşlığı ile ödüllendirildi. Nisan 2014’te ise Newcastle şehrinin fahri vatandaşlığı hediye edildi. Ayrıca  Newcastle Gateshead Initiative Local Heroes Walk of Fame’in bir parçası olan Newcastle rıhtım’ına adına pirinç plaket yerleştirdiler.

Teorik Fizik Merkezi

6 Temmuz 2012 yılında Edinburg Üniversitesi Profesör Higgs adını verdiği gelecekteki teorik fizik araştırmalarına yardımcı olarak yeni bir bilim merkezi açtığını duyurdu. Higgs teorik fizik merkezi evrenin nasıl çalıştığı hakkında çalışmalar yapmak dünya üzerindeki bilim adamlarını bir araya getirmeyi amaçlamaktadır. Merkez şu anda James Clerk Maxwell binasının içinde bulunup, School of Physics and Astronomy ve İGEM’e ev sahipliği yapmaktadır. Üniversite teorik fizik dalına kendisine makam vermiştir.

Nobel Fizik Ödülü

8 Ekim 2013 tarihinde Peter Higgs ve François Englert’in atomaltı parçacıkların kütlelerinin kaynağını açıklayacak teorik mekanikleri keşfi ve Atlas Ve CMS deneylerinde oluşacak parçacığı öngördükleri için nobel ödülüne layık görüldüler. Higgs medyanın ilgisinden uzak durduğunu itiraf etmiştir. Cep telefonu da taşımadığı için, Nobel fizik ödülünü kazandığını evinin yakınındaki eski komşusundan öğrenmiştir.

Companion of Honour

1999 yılında Higgs şövalyelik ünvanını geri çevirdi, fakat 2012 yılında The Order of the Companion of Honour üyeliğini kabul etti. Guardian gazetesi ile yaptığı bir röportajda hediyeyi yalnızca Kraliçe’nin hediye olarak kabul ettiğini söyledi. Bunun yanı sıra bu İngiltere’deki honours system’in hükümetlerce politik güç olarak kullanıldığı ekledi. Yine aynı röportajda neden isminde bulunan CH’ ne anlama geldiği sorununa “Bu benim fahri İsviçre vatandaşı olduğum anlamına gelir.” cevabını vermiştir. 1 Temmuz 2014 tarihinde Kraliçe’den Holyrood House’a atanma emir aldı.

Devamını okumak için sayfa numaralarından ilerleyin;

Onursal Doktoralar

Kültürel Referanslar

Higgs’in 2008 yılında Ken Currie tarafından boyanan portresi. Üniversite tarafından yaptırılıp James Clerk Maxwell binasında bulunan the School of Physics and Astronomy and the School of Mathematics bölümünün kapısına asılmıştır.

Politik ve Dini Görüşleri

Higgs  Londra’dan Edinburg’a geçen süre zarfında nükleer silahsızlanma kampanyası (CND) aktivisti idi, fakat grup nükleer enerjiye de karşı çıkmaya başlayınca üyeliğini iptal ettirdi. Aynı şekilde Higgs, Greenpeace GDO’a  karşı çıkana dek gruba üyeydi.

2004 yılında Wolf Prize in Physics kazandı, fakat ödülü almak için Kudüs’e gitmeyi reddetti. Bunun nedeni ise İsrail başkanı Moshe Katsav’ın Filistin’e karşı olan tutumuna karşı olmasıydı.

Higgs aktif  Edinburg Üniversitesinin  Association of University Teachers kolunda  fizik bölümü için kaliteli öğretim görevlileri yetiştirmek üzere yer aldı.

Higgs bir ateisttir. Richard Dawkins Higgs’i ateist olmayan aşırı dincilerin görüşlerini sahip olan biri olarak tanımlamıştır. Higgs dine görüşe sahip olan Tanrı parçacığı isminin insanlara i rahatsızlık vereceğini düşündüğünden dolayı kullanılmasını hoş karşılamadığını söylemiştir. Higgs bozonunun bu lakabı Tanrı Parçacığı:eğer evrenin cevabıysa,Sorusu nedir? Isimli kitabın yazarı Leon Lederman’a affedilmiştir. Fakat bu lakap önerisi Lederman’ın “Tanrı’nın belası parçacık” yerine yayıncı firma tarafında sunulmuştur.

Aile yaşantısı

Higgs, 1963 yılında bir Nükleer silahsızlanma aktivisti olan Jody Williamson ile evlendi. İlk oğlu 1965 yılında Chapel Hill ziyaretinden birkaç ay sonra doğdu.Higgs ailesinin iki adet oğlu bulunmaktadır. Chris, bir bilgisayar mühendisi, John ise bir caz müzisyeni olmuştur. İki torunu ile birlikte bütün aile Edinburg’ta yaşamaktadır.

Higgs bozonu

Higgs bozonuna ait bir işaret olduğu tahmin edilen ve proton-proton çarpışması sonucu ortaya çıkan verilerle hazırlanan temsili bir grafik. Bozon anında bozunuyor ve ortaya 2 elektron ile 2 hadron jeti (şekilde çizgiler halinde gösterilmiştir) çıkıyor.

Higgs bozonu. Peter Higgs, Gerald Guralnik, Richard Hagen, Tom Kibble, François Englert ve Robert Brout tarafından Standart Model’deki fermiyonlara kütle kazandırmak için varlığı öne sürülmüş spini 0 (sıfır) olan parçacık. H veya h olarak kısaltılır. Aralık 2011’de o zamanlar iki ana deneyin (ATLAS ve CMS) sözcüleri birbirlerinden bağımsız sonuçlara dayanarak Higgs parçacığının 125 GeV/c2 (133 proton kütlesi, 10−25 kg) değerinde bir kütleye sahip olabileceğini belirtti. Ayrıca yaptıkları açıklamada 115–130 GeV/c2 arası hariç Higgs’in bulunmayacağı diğer kütle aralıklarının önemli ölçüde elendiğini belirttiler. BHÇ’nin kesin bir sonuç için gerekli cevabı 2012’nin sonunda vereceği söylendi. 22 Haziran 2012’de CERN, yapılan deneylerin son durumu hakkında bir seminer verileceğini duyurdu. 28 Haziran 2012 civarlarında parçacığın bulunduğu yönünde açıklamaların geleceği medyada yayılmaya başladı fakat bunun “sadece güçlü bir sinyal” mi yoksa resmi bir keşif mi olacağı belirsizdi.

4 Temmuz 2012’de CERN, “Higgs bozonu ile tutarlı” bir parçacığın resmi keşfini açıklamaya yeterli olan “5 sigma” seviyesindeki sinyali doğruladı. Gerçekten de Higgs bozonunun teorik olarak tüm öngörülen özellikleri taşıyıp taşımadığını ve eğer taşıyorsa Standart Model’in hangi versiyonunu daha çok desteklediği ise ileride yapılacak olan araştırmaların göstereceği belirtildi. Ayrıca bu Higgs bozonu ile tutarlı olarak bulunan parçacığa şimdilik “higgson” ismi verilmiştir.

14 Mart 2013’te bilimadamları Higgs Bozonu’nun varlığından emin olduklarını açıkladı. 8 Ekim 2013 tarihinde Alfred Nobel adına verilen Nobel Fizik Ödülünü, Peter Higgs ve François Englert’in kazandığı açıklandı.

Kuramsal ayrıntılar

Standart Model içindeki kuvvet taşıyıcı ayar bozonları kısa erimli doğaları sebebi ile kütleli olmak zorundadırlar. Higgs spin’i 0 (sıfır) olan kompleks bir alandır. Bu iki yüksüz, iki de yüklü parçacığa karşılık gelir. Higgs potansiyeli Kendiliğinden Simetri Kırılması dolayısıyla bir vakum beklenen değerine VBD sahip olur. Aynı zamanda sözü geçen 4 parçacıktan sadece bir tanesi kalır. VBD, SU(2)_L ayar alanın 3 tane ayar parçacığına kütle verir. Bu 3 ayar parçacığı $W^{\pm}$ ve Z^0 bozonlarıdır.

Deneysel ayrıntılar

2008 yılının sonlarında çalışması planlanan CERN’deki LHC hızlandırıcısında yapılacak CMS deneyi, ATLAS, LHCb deneyi ve ALICE deneylerinde Higgs parçacığı yanı sıra Standart Model ötesinde nasıl bir fizik olduğu araştırılmaya devam etmektedir. CERN deneyinde bulunduğu sanılmaktadır.

13 Aralık 2011’de, ATLAS Deneyi ile 2011 yılı içerisinde elde edilen bulgular açıklandı. Bu bulgulara göre Higgs bozonunun kütlesi 131-453 GeV aralığında %95 ihtimalle bulunmamakla birlikte olası kütlesinin 126 GeV civarında olduğu tahmin ediliyor. CMS deneyi ekibi ise 124 GeV civarında olduğu yönünde tahmin ettiklerini belirttiler.

Higgs mekanizması

Higgs mekanizması, parçacık fiziğinde ayar bozonlarının kütle özelliklerinin üretim mekanizmasını açıklaması açısından önemlidir.

Standart Model (SM) ‘de W+, W-, ve Z bozonları Higgs mekanizması sayesinde, tüm boşluğu dolduran Higgs alanıyla etkileşerek kütle kazanır. Normalde bozonlar kütlesizdir ama W+, W-, ve Z bozonları 80 GeV/c2 civarında kütlelere sahiptirler. Ayar teorisinde, Higgs alanı, Nambu–Goldstone bozonu yerine boylamsal Higgs bozonunun ortaya çıktığı yerde rastgele simetri kırınımına sebep olur.

Mekanizmanın en basit tanımı, Standard Model ayar teorisine bir Higgs alanı eklemeyi zorunlu kılar.Simetri kırınımı, boylamsal alan bileşeninin, teoride kendisiyle ve diğer alanlarla etkileşen dolayısıyla W ve Z bozonları için bir kütle tanımı oluşturan Higgs bozonuna dönüşümünü tetikler.

Standard Model ‘de, Higgs mekanizması kavramı, elektrozayıf simetri kırınımı sayesinde, W±, ve Z zayıf ayar bozonları için kütle neslini özel olarak belirtir. 4 Temmuz, 2012 ‘de, CERN’deki Büyük Hadron Çarpıştırıcı’dan Higgs parçacığını da içeren sonuçlar açıklandı ama Standard Model’i doğrulamak için gelecek çalışmaların da gerekli olduğu vurgulandı.

Mekanizma 1962’de Philip Warren Anderson tarafından öne sürüldü. Rölativistik model ise 1964 ‘te üç bağımsız grup tarafından geliştirildi. Bu gruplar: Robert Brout ve François Englert; Peter Higgs; ve Gerald Guralnik, C. R. Hagen, Tom Kibble.

Higgs mekanizmasına aynı zamanda Abdus Salam tarafından Brout–Englert–Higgs mekanizması ya da Englert–Brout–Higgs–Guralnik–Hagen–Kibble mekanizması, Anderson–Higgs mekanizması, Anderson–Higgs-Kibble mekanizması, Higgs–Kibble mekanizması ve Peter Higgs tarafından ABEGHHK’tH mekanizması [Anderson, Brout, Englert, Guralnik, Hagen, Higgs, Kibble ve ‘t Hooft başharfleri ile] adları da verildi.

8 Ekim, 2013 ‘te, “atomaltı parçaçıkların kütlesinin kökenine ilişkin anlayışımıza katkıda bulunan ve yakın zamanda CERN Büyük Hadron Çarpıştırıcı’sında ATLAS ve CMS deneyleriyle öngörülen temel parçacığın varlığı ile doğrulanan teorik keşifleri için” açıklamasıyla Peter Higgs ve François Englert’in 2013 Nobel Fizik Ödülü’yle ödüllendirildikleri açıklandı.

Kaynaklar:

Exit mobile version