Doğanın dört temel
kuvveti; güçlü etkileşimler (gluonlar), elektromagnetik kuvvet (fotonlar),
zayıf etkileşimler (W ve Z bozonlar), yerçekimi kuvvetidir (gravitonlar).
Beşinci kuvvet? Higgs bozonu (H)?
Higgs bozonu (H) bir
elementer partiküldür, Higgs alanının kuantum uyarımıdır. Elektromagnetik alan
gibi diğer alanlardan farklı olarak Higgs alanı vakumda sıfır olmayan sabit bir
değere sahiptir. Bu alanın bulunması, neden bazı temel partiküllerin kütleleri
olduğunu ve zayıf kuvvetlerin çok kısa aralıklarını açıklayabilir.
Standart modelde higgs alanı, ‘skalar takyonik’ alandır; yani, alan Lorentz transformasyon altında dönüşmez ve kütlesi hayalidir, bazı konfigürasyonlarda simetri kırılmasına uğrar. Alan iki nötral ve iki yüklü komponenetten oluşur. Yüklü komponentlerin ikisi ve nötral alanlardan biri goldstone bozonlardır; bunlar W+, W−, ve Z bozonlar gibi davranırlar. Kalan nötral komponentin kuantumu masif Higgs bozonuna uyar; bu da fermiyonlarla etkileşerek onlara kütle kazandırır.
Standart modelde higgs alanı, ‘skalar takyonik’ alandır; yani, alan Lorentz transformasyon altında dönüşmez ve kütlesi hayalidir, bazı konfigürasyonlarda simetri kırılmasına uğrar. Alan iki nötral ve iki yüklü komponenetten oluşur. Yüklü komponentlerin ikisi ve nötral alanlardan biri goldstone bozonlardır; bunlar W+, W−, ve Z bozonlar gibi davranırlar. Kalan nötral komponentin kuantumu masif Higgs bozonuna uyar; bu da fermiyonlarla etkileşerek onlara kütle kazandırır.
Standart modelle tanımlanan bazı partiküller arasındaki
etkileşimler
Higgs (H) çıkışı için Feynman diyagramları
Gluon füzyon:
Çarpışan partiküller hadronlarsa (proton veya anti-proton gibi), hadronla iki
gluonun çarpışmasına benzer. Bir Higgs partikül üretiminde en basit yol iki gluonun, bir sanal kuarklar
döngüsünde biraraya gelmesidir. Partiküllerin Higgs bozonda eşleşmesi
kütleleriyle orantılı olduğundan, bu proses ağır partiküller için daha
uygundur; örneğin, en ağır kuarklar olan ‘üst’ ve ‘alt’ kuarklar gibi.
Gluon
füzyon
Higgs ışınım: Bir elementer fermiyon bir anti-fermiyonla
(örneğin, bir kuark ve bir anti-kuark, veya bir elektron ve bir pozitron gibi) çarpıştığında, bir sanal W veya Z bozunu oluşturacak şekilde birleşir; bu
partikül yeterli enerji taşıyorsa bir Higgs bozonu emitler, yani çıkarır.
Higgs
ışınım
Zayıf bozon füzyon: İki anti-fermiyon çarpıştığında iki değiştokuşla,
bir Higgs bozonu emitleyen, bir sanal W veya Z bozon oluşur. Çarpışan
fermiyonların aynı tipte olması gerekmez; örneğin, bir ‘yukarı’ kuark bir
anti-‘aşağı’ kuarkla bir Z bozonu değiştokuş edebilir.
Vectör
bozon füzyon
Üst füzyon (Top fusion): Gluon füzyonu ile Higgs üretimi, bir dizi kütle için
baskın bir prosestir. Bu proses çarpışan iki gluon içerir, her
biri ağır bir kuark-antikokar çiftine bozunur. Daha sonra, her bir çifti
oluşturan bir kuark ve antiquark, bir Higgs partikülü oluşturmak üzere
birleşebilir.
Üst
füzyon
