Wednesday, May 19, 2010

പ്രപഞ്ചരഹസ്യത്തിലേക്ക് പുതിയ വെളിച്ചം

പ്രപഞ്ചശാസ്ത്രത്തിലെ എക്കാലത്തെയും വലിയ നിഗൂഢതയിലേക്ക് വെളിച്ചം വീശുന്ന സുപ്രധാന സൂചന, അമേരിക്കയിലെ ഫെര്‍മി നാഷണല്‍ ആക്‌സലറേറ്റര്‍ ലബോറട്ടറി (ഫെര്‍മി ലാബ്) യിലെ ഡിസീറോ പരീക്ഷണത്തില്‍ ലഭിച്ചതായി റിപ്പോര്‍ട്ട്. എന്തുകൊണ്ട് പ്രപഞ്ചം ദ്രവ്യത്താല്‍ നിര്‍മിതമായിരിക്കുന്നു, ദ്രവ്യത്തിന്റെ പ്രതിയോഗിയായ പ്രതിദ്രവ്യത്താല്‍ (ആന്റിമാറ്റര്‍) ആകാത്തതെന്തുകൊണ്ട് എന്ന നിര്‍ണായക ചോദ്യത്തിന് ഉത്തരം നല്‍കാന്‍ സഹായിക്കുന്ന സൂചനയാണ് ഫെര്‍മിലാബിലെ കണികാപരീക്ഷണത്തില്‍ ലഭിച്ചത്.

ആല്‍ബര്‍ട്ട് ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ രൂപംനല്‍കിയ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം അനുസരിച്ചായാലും, ക്വാണ്ടം ഭൗതികമനുസരിച്ചായാലും മഹാവിസ്‌ഫോടനത്തില്‍ പ്രപഞ്ചം രൂപപ്പെട്ടപ്പോള്‍ ദ്രവ്യവും പ്രതിദ്രവ്യവും തുല്യ അളവിലാണ് ഉണ്ടാകേണ്ടിയിരുന്നത്. ഗണിതശാസ്ത്രമനുസരിച്ച് അതാണ് കുറ്റമറ്റ പ്രപഞ്ചം. അങ്ങനെയായിരുന്നെങ്കില്‍, ദ്രവ്യവും പ്രതിദ്രവ്യവും പരസ്പരം ഉന്‍മൂലനം ചെയ്ത് വെറുമൊരു ഊര്‍ജമേഖലയായി പ്രപഞ്ചം മാറിയേനെ. നമ്മളോ സൗരയൂഥമോ ഗാലക്‌സികളോ ഒന്നും ഉണ്ടാകില്ലായിരുന്നു.

പക്ഷേ, പ്രപഞ്ചാരംഭത്തില്‍ എന്തോ ഒരു 'പണിക്കുറ്റം' ഉണ്ടായി. ദ്രവ്യ-പ്രതിദ്രവ്യ സമമിതിയില്‍ അല്‍പ്പം വ്യതിയാനം ദ്രവ്യത്തിന് അനുകൂലമായി സംഭവിച്ചു. അതിനാല്‍ 'അല്‍പ്പം' ദ്രവ്യം ബാക്കിയായി. അതുകൊണ്ടാണ് ഇന്നീ കാണുന്ന സ്ഥിതിയില്‍ പ്രപഞ്ചം ആയത്. എന്തുകൊണ്ട് ദ്രവ്യത്തിന് അനുകൂലമായി ആ മാറ്റം നടുന്നു എന്ന ചോദ്യത്തിന്റെ ഉത്തരം കണ്ടെത്തുകയെന്നത് ഭൗതികശാസ്ത്രം ഇരുപത്തിയൊന്നാം നൂറ്റാണ്ടിനായി മാറ്റിവെച്ച ഒന്നാണ്.

ഫെര്‍മിലാബിലെ ടെവട്രോണ്‍ (Tevatron) കണികാത്വരകത്തില്‍ പ്രോട്ടോണുകളും ആന്റിപ്രോട്ടോണുകളും തമ്മില്‍ നേര്‍ക്കുനേര്‍ കൂട്ടിയിടിപ്പിച്ച് നടക്കുന്ന പരീക്ഷണത്തിലാണ്, പ്രപഞ്ചരഹസ്യം സംബന്ധിച്ച സൂചന ലഭിച്ചതെന്ന് ഫെര്‍മിലാബിലെ ഗവേഷകര്‍ റിപ്പോര്‍ട്ടു ചെയ്തു. കണികാകൂട്ടിയിടിയില്‍ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്ന മ്യുവോണ്‍ ജോഡികളും ആന്റിമ്യൂവോണ്‍ ജോഡികളും താരതമ്യം ചെയ്തപ്പോള്‍, മ്യൂവോണ്‍ ജോഡികളുടെ സംഖ്യ ഏതിര്‍ ജോഡികളെക്കാള്‍ നേരിയ തോതില്‍ കൂടുതലാണെന്ന് കണ്ടു. കണികാകൂട്ടിയിടിയുടെ വേളയില്‍ രൂപപ്പെടുന്ന 'മിനിപ്രപഞ്ചത്തില്‍', ദ്രവ്യവും പ്രതിദ്രവ്യവും സമമിതിയിലല്ല എന്നാണ് ഇത് വ്യക്തമാക്കുന്നത്. ദ്രവ്യത്തിന് പ്രതിദ്രവത്തെ അപേക്ഷിച്ച് ഒരു ശതമാനത്തിന്റെ മേല്‍കൈ ഉണ്ടാകുന്നുവെന്നാണ് വ്യക്തമായത്.

പ്രപഞ്ചത്തില്‍ ദ്രവ്യത്തിനെങ്ങനെ മേല്‍കൈ ലഭിച്ചു എന്ന ചോദ്യത്തിന് ഉത്തരം തേടുന്നവര്‍ക്ക് ഗൗരവമാര്‍ന്ന ഉള്‍ക്കാഴ്ച സമ്മാനിക്കുന്നതാണ് ഈ ഫലമെന്ന്, ഗവേഷണത്തിന് നേതൃത്വം നല്‍കുന്നവരിലൊരാളായ ലാന്‍കാസ്റ്റര്‍ സര്‍വകലാശാലയിലെ ഗ്വെന്നഡി ബൊറിസ്സോവ് അഭിപ്രായപ്പെട്ടു. 'ഫിസിക്കല്‍ റിവ്യൂ' മാഗസിന് സമര്‍പ്പിച്ചിട്ടുള്ള ഗവേഷണറിപ്പോര്‍ട്ട് ഇപ്പോള്‍ ഇന്റര്‍നെറ്റില്‍ ലഭ്യമാണ്.

വിമത റഷ്യന്‍ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞന്‍ ആന്ധ്രേയ് സഖാറോവ് ആണ് പ്രപഞ്ചത്തിലെ ദ്രവ്യമേല്‍കൈയ്ക്ക് ആദ്യമായി ഒരു വിശദീകരണം മുന്നോട്ടുവെച്ചത്. സി.പി.അതിലംഘനം (CP violation) എന്ന് വിശേപ്പിക്കപ്പെടുന്ന ഒരു അവസ്ഥയാണ് അദ്ദേഹം വിവരിച്ചത്. കണങ്ങളുടെയും പ്രതികണങ്ങളുടെയും സ്വഭാവത്തിലുണ്ടെന്നു കരുതുന്ന വളരെ നേരിയ തോതിലുള്ള വ്യത്യാസമാണത്.

ഒരു കണത്തെ സംബന്ധിച്ച് പ്രധാനപ്പെട്ട രണ്ട് ഗുണങ്ങള്‍ അവയുടെ ചാര്‍ജും ക്വാണ്ടംമെക്കാനിക്കല്‍ സവിശേഷതയായ സ്പിന്നും ആണ്. പ്രതികണങ്ങളില്‍ ഇതുരണ്ടും വിപരീതമാകും. അങ്ങനെ സംഭവിക്കുന്നത് അല്‍പ്പം വ്യത്യസ്തമായാണ്-ഇതാണ് സി.പി. അതിലംഘനമെന്ന് സഖാറോവ് പറഞ്ഞത്. പില്‍ക്കാലത്ത് സി.പി. അതിലംഘനത്തിന് ചില ഉദാഹരണങ്ങള്‍ ഗവേഷകര്‍ കാണ്ടെത്തുകയുണ്ടായി. എന്നാല്‍, അവയൊന്നും നമ്മുടെ നിലനില്‍പ്പിനെ സാധൂകരിക്കുന്നത്ര വലിയ തെളിവായിരുന്നില്ലെന്ന് ഫെര്‍മിലാബില്‍ 'ഡിസീറോ' (DZero) പരീക്ഷണസംഘത്തിലെ അംഗം ഗുസ്താഫ് ബ്രൂയിജ്മാന്‍സ് പറയുന്നു.

'നിര്‍ഗുണ ബി-മീസണുകള്‍' (neutral B-mesons) എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന വിചിത്രകണങ്ങള്‍ക്ക് അപചയം സംഭവിച്ച് മ്യുവോണുകളായി പരിണമിക്കുന്ന വേളയിലാണ്, പ്രതിദ്രവ്യത്തിന് മേല്‍ ദ്രവ്യത്തിന് സ്വാധീനം വര്‍ധിക്കുന്ന തരത്തിലുള്ള പ്രതിഭാസം ഗവേഷകര്‍ കണ്ടത്. നിര്‍ഗുണ ബി-മീസണുകളുടെ പ്രത്യേകത 'തീരുമാനമെടുക്കാനുള്ള അവയുടെ കഴിവില്ലായ്മ'യാണ്. കണികാകൂട്ടിയിടികളില്‍ അവ രൂപപ്പെട്ടു കഴിഞ്ഞാല്‍ സെക്കന്‍ഡിനുള്ളില്‍ കോടിക്കണക്കിന് പ്രാവശ്യം അവ സാധാരണ അവസ്ഥയില്‍ നിന്ന് പ്രതിദ്രവ്യാവസ്ഥയിലേക്ക് ദോലനം ചെയ്യും, എവിടെ നില്‍ക്കണമെന്ന് നിശ്ചയമില്ലാത്തതുപോലെ! മ്യുവോണുകളായി അപചയം സംഭവിക്കും മുമ്പ് പ്രതിദ്രവ്യാവസ്ഥയില്‍ നിന്ന് മീസണുകള്‍ ദ്രവ്യാവസ്ഥയിലേക്ക് എത്തുന്നതിന്റെ തോത്, തിരിച്ചു സംഭവിക്കുന്നതിലും കൂടുതലാണ്. അതുകൊണ്ടാണ് മ്യുവോണ്‍ ജോഡികളുടെ എണ്ണം ആന്റിമ്യുവോണ്‍ ജോഡികളെക്കാള്‍ കൂടുതലാകുന്നത്.

എന്നാല്‍, ഈ സൂചന പ്രപഞ്ചരഹസ്യം വെളിപ്പെടുത്താന്‍ പോന്ന വിധത്തിലുള്ളതാണോ എന്നറിയണമെങ്കില്‍, ബി-മീസണുകളുടെ നിഗൂഢസ്വഭാവത്തെക്കുറിച്ച് കൂടുതലറിയണം, ഡോ.ബ്രൂയിജ്മാന്‍സ് പറഞ്ഞു. ഏതായാലും പുതിയ കണ്ടെത്തല്‍ തികച്ചും പ്രോത്സാഹജനകമാണെന്ന് അദ്ദേഹം സമ്മതിക്കുന്നു. 'നിലവിലുള്ള സിദ്ധാന്തങ്ങള്‍ക്ക് വിശദീകരിക്കാന്‍ കഴിയാത്ത അല്ലെങ്കില്‍ അവയ്ക്ക് അപ്പുറത്തുള്ള എന്തോ ആണ് പരീക്ഷണത്തില്‍ കാണുന്നതെന്ന് ഞങ്ങള്‍ക്കറിയാം'-ഡിസീറോ പരീക്ഷണത്തിന്റെ വക്താക്കളിലൊരാളായ സ്റ്റീഫാന്‍ സോള്‍ഡ്‌നര്‍ റെംബോള്‍ഡ് അറിയിച്ചു.

പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ഉള്ളടക്കം വിശദീകരിക്കുന്ന സ്റ്റാന്‍ഡേര്‍ഡ് മോഡല്‍ എന്ന സൈദ്ധാന്തിക പാക്കേജിന് വിശദീകരിക്കാന്‍ കഴിയുന്നതിന് അപ്പുറത്തുള്ള കാര്യമാണ് ഡിസീറോ പരീക്ഷണത്തില്‍ ഗവേഷകര്‍ കണ്ടത്. ജനീവയ്ക്ക് സമീപം ലാര്‍ജ് ഹാഡ്രോണ്‍ കൊളൈഡറിലെ ഒരു പരീക്ഷണമായ എല്‍.എച്ച്.സി.ബ്യൂട്ടി (LHCb) ലക്ഷ്യമാക്കുന്നതു തന്നെ പ്രപഞ്ചത്തിലെ ദ്രവ്യവും പ്രതിദ്രവ്യവും തമ്മിലുണ്ടായ സമമിതി വ്യത്യാസം എങ്ങനെ സംഭവിച്ചും എന്നറിയുക എന്നതാണ്. എല്‍.എച്ച്.സി.ബി.യിലും ഇപ്പോഴത്തെ സൂചന സ്ഥിരീകരിക്കപ്പെട്ടാല്‍, അടിസ്ഥാന സിദ്ധാന്തങ്ങള്‍ തന്നെ ഭേദഗതി ചെയ്യേണ്ടി വരും (കടപ്പാട്: ന്യൂയോര്‍ക്ക് ടൈംസ് ).

4 comments:

JA said...

പ്രപഞ്ചശാസ്ത്രത്തിലെ എക്കാലത്തെയും വലിയ നിഗൂഢതയിലേക്ക് വെളിച്ചം വീശുന്ന സുപ്രധാന സൂചന, അമേരിക്കയിലെ ഫെര്‍മി നാഷണല്‍ ആക്‌സലറേറ്റര്‍ ലബോറട്ടറി (ഫെര്‍മി ലാബ്) യിലെ ഡിസീറോ പരീക്ഷണത്തില്‍ ലഭിച്ചതായി റിപ്പോര്‍ട്ട്. എന്തുകൊണ്ട് പ്രപഞ്ചം ദ്രവ്യത്താല്‍ നിര്‍മിതമായിരിക്കുന്നു, ദ്രവ്യത്തിന്റെ പ്രതിയോഗിയായ പ്രതിദ്രവ്യത്താല്‍ (ആന്റിമാറ്റര്‍) ആകാത്തതെന്തുകൊണ്ട് എന്ന നിര്‍ണായക ചോദ്യത്തിന് ഉത്തരം നല്‍കാന്‍ സഹായിക്കുന്ന സൂചനയാണ് ഫെര്‍മിലാബിലെ കണികാപരീക്ഷണത്തില്‍ ലഭിച്ചത്.

ചിന്തകന്‍ said...

വിവരങ്ങള്‍ക്ക് നന്ദി.

വേണു venu said...

അറിവ് പകരുന്ന ലേഖനം.
പ്രപഞ്ചാരംഭച്ചില്‍, എന്നത് പ്രപഞ്ചാരംഭത്തില്‍ എന്ന് ആണോ ഉദ്ദേശിച്ചത്. ആശംസകള്‍.

JA said...

വേണു, ആ അക്ഷരപിശാചിനെ പിടികൂടിയതിന് നന്ദി, ശരിപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്.