Tuesday, November 30, 2010

ആദിയില്‍ പ്രപഞ്ചം ദ്രവമായിരുന്നു


ജനീവയില്‍ ഭൂമിക്കടിയില്‍ നിന്ന് പ്രപഞ്ചരഹസ്യങ്ങള്‍ പ്രതീക്ഷിച്ചിരുന്നവര്‍ക്ക് ആദ്യ വാര്‍ത്ത കഴിഞ്ഞ ദിവസം എത്തി. മുമ്പ് കരുതിയിരുന്നതുപോലെ, ഉന്നത ഊഷ്മാവിലും സാന്ദ്രതയിലുമുള്ള വാതകത്തിന്റെ രൂപത്തിലായിരുന്നില്ല ആദിപ്രപഞ്ചം, ആദിയില്‍ പ്രപഞ്ചം ദ്രാവകാവസ്ഥയിലായിരുന്നു!

ജനീവയില്‍ സ്വിസ്സ്-ഫ്രഞ്ച് അതിര്‍ത്തിയില്‍ ഭൂമിക്കടിയില്‍ സ്ഥാപിച്ചിട്ടുള്ള ലോകത്തെ ഏറ്റവും വലിയ യന്ത്രമായ ലാര്‍ജ് ഹാഡ്രോണ്‍ കൊളൈഡറി (എല്‍.എച്ച്.സി)ല്‍ നിന്നാണ് ഈ വിവരം ലഭിച്ചത്. എല്‍.എച്ച്.സിയില്‍ കണികാപരീക്ഷണത്തിന്റെ ഭാഗമായി നവംബര്‍ ഏഴിനാരംഭിച്ച പുതിയ ഘട്ടത്തിലെ ആദ്യഫലമാണ്, ആദിപ്രപഞ്ചം ഒരു സൂപ്പര്‍ദ്രാവകത്തിന്റെ അവസ്ഥയിലായിരുന്നു എന്നത്.

എല്‍.എച്ച്.സിയുടെ 27 കിലോമീറ്റര്‍ ചുറ്റളവുള്ള ടണലിലൂടെ എതിര്‍ദിശയില്‍ ഏതാണ്ട് പ്രകാശവേഗത്തില്‍ സഞ്ചരിക്കുന്ന ലെഡ് അയോണുകളെ (ചാര്‍ജുള്ള ലെഡ് (കാരീയ) ആറ്റങ്ങളെ) പരസ്പരം കൂട്ടിയിടിപ്പിച്ചുള്ള പുതിയ ഘട്ടമാണ് നവംബര്‍ ഏഴിന് ആരംഭിച്ചത്.

ആ വേഗത്തില്‍ ത്വരിപ്പിക്കപ്പെടുമ്പോള്‍, ലെഡ് അയോണുകള്‍ ഇന്നുവരെ ആര്‍ജിച്ചിട്ടില്ലാത്തത്ര ഉന്നത ഊര്‍ജനില പ്രാപിക്കുന്നു. ആ ഊര്‍ജനിലയില്‍ കൂട്ടിയിടി നടക്കുന്നിടത്ത് സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നത് ഏതാണ്ട് പത്ത്‌ലക്ഷംകോടി ഡിഗ്രി ഊഷ്മാവാണ്. ഇത്രയും ഉയര്‍ന്ന താപനിലിയില്‍ കണങ്ങളിലെ ക്വാര്‍ക്കുകളെ ബന്ധിപ്പിച്ചിട്ടുള്ള ഗ്ലുവോണ്‍ കെട്ടുകള്‍ ഉരുകിയഴിയുകയും, ആദിപ്രപഞ്ചത്തില്‍ നിലനിന്നുവെന്ന് കരുതുന്ന 'ക്വാര്‍ക്ക്-ഗ്ലുവോണ്‍ പ്ലാസ്മ' രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യും.

ക്വാര്‍ക്ക്-ഗ്ലുവോണ്‍ പ്ലാസ്മയെക്കുറിച്ചും അതുവഴി ആദിപ്രപഞ്ചത്തെക്കുറിച്ചും മനസിലാക്കാനാണ് എല്‍.എച്ച്.സിയിലെ 'ആലീസ്' പരീക്ഷണം രൂപകല്‍പ്പന ചെയ്തിരിക്കുന്നത്.

മഹാവിസ്‌ഫോടനം വഴി പ്രപഞ്ചം രൂപപ്പെട്ട് ഏതാനും മൈക്രോസെക്കന്‍ഡ് കഴിഞ്ഞുള്ള അവസ്ഥ പരീക്ഷണശാലയില്‍ സൃഷ്ടിക്കാനുള്ള 'മിനി ബിഗ്ബാങു'കളാണ്, ലെഡ് അയോണ്‍ കൂട്ടിയിടികളില്‍ സംഭവിക്കുകയെന്ന് ഗവേഷകര്‍ പറയുന്നു. ആലീസില്‍ അസംഖ്യം മിനി ബിഗ്ബാങുകള്‍ രേഖപ്പെടുത്തിക്കഴിഞ്ഞു. അതില്‍ നിന്നുള്ള പ്രാഥമിക ഫലങ്ങള്‍ ഉള്‍പ്പെടുത്തി രണ്ട് പ്രബന്ധങ്ങളും ഗവേഷകര്‍ തയ്യാറാക്കിയതായി, കണികാപരീക്ഷണത്തിന് മേല്‍നോട്ടം വഹിക്കുന്ന യൂറോപ്യന്‍ കണികാപരീക്ഷണശാലയായ 'സേണ്‍' വാര്‍ത്താക്കുറിപ്പില്‍ പറഞ്ഞു.

പരീക്ഷണം തുടക്കം മാത്രമാണെങ്കിലും, ആദിമപ്രപഞ്ചത്തെക്കുറിച്ച് ഏറെക്കാര്യങ്ങള്‍ തങ്ങള്‍ മനസിലാക്കുകയാണെന്ന്, ആലീസ് പരീക്ഷണത്തില്‍ മുഖ്യപങ്കുവഹിക്കുന്നവരിലൊരാളും ബ്രിട്ടനില്‍ ബിര്‍മിങ്ഹാം സര്‍വകലാശാലയ്ക്ക് കീഴിലെ സ്‌കൂള്‍ ഓഫ് ഫിസിക്‌സ് ആന്‍ഡ് അസ്‌ട്രോണമിയിലെ ഗവേഷകനുമായ ഡോ.ഡേവിഡ് ഇവാന്‍സ് പറയുന്നു. 30 രാജ്യങ്ങളില്‍ നിന്നുള്ള നൂറോളം സര്‍വകലാശാലകളിലെയും സ്ഥാപനങ്ങളിലെയും ആയിരത്തോളം ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞരാണ് ആലീസ് പരീക്ഷണത്തില്‍ കൈകോര്‍ക്കുന്നത്.

പ്രപഞ്ചത്തെ സംബന്ധിച്ച ചില സിദ്ധാന്തങ്ങള്‍ പ്രവചിച്ചിരുന്നത്, ആദിപ്രപഞ്ചം വാതകാവസ്ഥയിലായിരുന്നിരിക്കണം എന്നാണ്. എന്നാല്‍, പുതിയ പരീക്ഷണത്തിലെ ഫലങ്ങള്‍ വ്യക്തമാക്കുന്നത്, ഒരു 'സൂപ്പര്‍-ഹോട്ട് ദ്രാവകം' പോലെ ആദിപ്രപഞ്ചം പെരുമാറിയിരുന്നു എന്നാണ്-ഡോ.ഇവാന്‍സ് അറിയിക്കുന്നു.

ക്വാര്‍ക്ക്-ഗ്ലുവോണ്‍ പ്ലാസ്മയെക്കുറിച്ച് പഠിക്കുകയാണ് ആലീസിന്റെ മുഖ്യലക്ഷ്യം. പ്രപഞ്ചരഹസ്യങ്ങളിലെ ചില അഴിയാക്കുരുക്കുകള്‍ക്ക് അത് ഉത്തരമേകുമെന്ന് ഗവേഷകലോകം പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു. അതിബലത്തിന്റെ (സ്‌ട്രോങ് ഫോഴ്‌സ്) താക്കോലായ ഗ്ലുവോണിനെക്കുറിച്ചറിയാന്‍ അത് സഹായിക്കും.

ക്വാര്‍ക്കുകളെ തടവിലാക്കി ഗ്ലുവോണ്‍ എങ്ങനെ ദ്രവ്യഭാഗങ്ങളായ പ്രോട്ടോണുകള്‍ക്കും ന്യൂട്രോണുകള്‍ക്കും രൂപംനല്‍കുന്നു എന്നറിയാനും ക്വാര്‍ക്ക്-ഗ്ലുവോണ്‍ പ്ലാസ്മയെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനം തുണയാകും. മാത്രമല്ല, പ്രോട്ടോണുകളുടെയും ന്യൂട്രോണുകളുടെയും പിണ്ഡത്തില്‍ 98 ശതമാനവും സൃഷ്ടിക്കുന്നത് അതിബലമാണ്. അതിന്റെ രഹസ്യവും ഇതുവഴി അനാവരണം ചെയ്യപ്പെടുമെന്നാണ് പ്രതീക്ഷ. (അവലംബം: Physorg.com, സേണിന്റെ വാര്‍ത്താക്കുറിപ്പ്)

ആലീസിലെ 'മിനി ബിഗ്ബാങി'ന്റെ സേണ്‍ പുറത്തുവിട്ട ദൃശ്യങ്ങളാണ് ചുവടെ

Monday, November 08, 2010

കണികാപരീക്ഷണം പുതിയ ഘട്ടത്തിലേക്ക്; 'മിനി ബിഗ്ബാങി'ന് തുടക്കം

പതിവുപോലെ ഒരു ട്വിറ്റര്‍ അപ്‌ഡേറ്റ് വഴിയാണ് യൂറോപ്യന്‍ കണികാപരീക്ഷണശാലയായ 'സേണ്‍' ഞായറാഴ്ച ലോകത്തെ ആ വിവരമറിയിച്ചത്. ലെഡ് അയണുകള്‍ കൂട്ടിയിടിപ്പിച്ചുള്ള പരീക്ഷണം ലാര്‍ജ് ഹാഡ്രോണ്‍ കൊളൈഡറില്‍ (എല്‍.എച്ച്.സി) ആരംഭിച്ചിരിക്കുന്നു. ശനിയാഴ്ച രാത്രിയാണ് ലെഡ് അയണുകള്‍ തമ്മിലുള്ള കൂട്ടിയിടി തുടങ്ങിയത്.

മറ്റ് വിശദീകരണമൊന്നും ആ ട്വിറ്റര്‍ അപ്‌ഡേറ്റിലില്ലെങ്കിലും, കാര്യത്തിന്റെ സാരമിതാണ്-ലോകത്തെ ഏറ്റവും വലിയ കണികാപരീക്ഷണം പുതിയ ഘട്ടത്തിലേക്ക് കടന്നിരിക്കുന്നു. 'മിനി ബിഗ്ബാങ്' എന്ന് വിശേഷിപ്പിക്കുന്ന പരീക്ഷണത്തിനാണ് തുടക്കമായിരിക്കുന്നത്. പ്രപഞ്ചാരംഭത്തിലെ അവസ്ഥ പരിമിതമായ തോതില്‍ പരീക്ഷണശാലയില്‍ പുനസൃഷ്ടിക്കുകയാണ് ഇതിന്റെ ലക്ഷ്യം. പ്രപഞ്ചരഹസ്യങ്ങളിലേക്കുള്ള താക്കോലാകും മിനി ബിഗ്ബാങുകള്‍ എന്നാണ് പ്രതീക്ഷ.

പുതിയ ഘട്ടം എല്‍.എച്ച്.സിയില്‍ ആരംഭിച്ച വിവരം, പരീക്ഷണത്തില്‍ ഉള്‍പ്പെട്ടിട്ടുള്ള ബ്രിട്ടീഷ് ഗവേഷകരും വാര്‍ത്താക്കുറിപ്പിലൂടെ സ്ഥിരീകരിച്ചു. 'ഞങ്ങള്‍ ത്രില്ലടിച്ചിരിക്കുകയാണ്'-ബ്രിട്ടനില്‍ ബിര്‍മിന്‍ഹാം സര്‍വകലാശാലയിലെ ഗവേഷകന്‍ ഡോ.ഡേവിഡ് ഇവാന്‍സ് പറയുന്നു. 'ആ കൂട്ടിയിടികള്‍ മിനി ബിഗ്ബാങുകളാണ് സൃഷ്ടിക്കുന്നത്. മാത്രമല്ല, ഇതുവരെ ഒരു പരീക്ഷണത്തിലും സാധ്യമാകാത്തത്ര ഉയര്‍ന്ന താപനിലയും സാന്ദ്രതയും സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു'.

ജനീവയ്ക്ക് സമീപം സ്വിസ്സ്-ഫ്രഞ്ച് അതിര്‍ത്തിയില്‍ ഭൂമിക്കടിയില്‍ സ്ഥാപിച്ചിട്ടുള്ള എല്‍.എച്ച്.സി.മനുഷ്യനിര്‍മിതമായ ഏറ്റവും വലിയ യന്ത്രമാണ്. ചരിത്രത്തിലെ ഏറ്റവും ശക്തിയേറിയ കണികാപരീക്ഷണത്തിനാണ് എല്‍.എച്ച്.സി.വേദിയാകുന്നത്. കഴിഞ്ഞ ഏഴുമാസം എല്‍.എച്ച്.സിയില്‍ കണികാകൂട്ടിയിടികള്‍ നടന്നു. പക്ഷേ, പ്രോട്ടോണുകളുപയോഗിച്ചുള്ള പരീക്ഷണങ്ങളായിരുന്നു അവ. ഭാരമേറിയ ലെഡ് അയണുകള്‍ (അയണുകളെന്നാല്‍ ചാര്‍ജുള്ള ആറ്റങ്ങള്‍) ഉപയോഗിച്ചുള്ള കൂട്ടിയിടിയാണ് ഇപ്പോള്‍ ആരംഭിച്ചിരിക്കുന്നത്.

ഏതാണ്ട് 1370 കോടി വര്‍ഷം മുമ്പ് ഒരു പ്രാപഞ്ചിക കണത്തിനുണ്ടായ മഹാവിസ്‌ഫോടനം വഴി പ്രപഞ്ചം സൃഷ്ടിക്കപ്പെട്ടു എന്നതാണ് ആധുനിക ശാസ്ത്രം പറയുന്നത്. പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ആദ്യനിമിഷങ്ങളില്‍ ദ്രവ്യവും ഊര്‍ജവുമൊന്നും ഇന്നു കാണുന്ന നിലയിലായിരുന്നില്ല. അത്യുന്നതമായ താപനിലയിലും സാന്ദ്രതയിലും ദ്രവ്യകണങ്ങളും ബലകണങ്ങളും കൂട്ടിക്കുഴഞ്ഞ 'ക്വാര്‍ക്ക്-ഗ്ലുവോണ്‍ പ്ലാസ്മ'യാണ് പ്രപഞ്ചത്തിലുണ്ടായിരുന്നത്. ഓര്‍ക്കുക മഹാവിസ്‌ഫോടനം സംഭവിച്ച് ഏതാണ്ട് 0.00000000001 സെക്കന്‍ഡുകള്‍ കഴിഞ്ഞുള്ള അവസ്ഥയാണിത്.

ഈ അവസ്ഥ വളരെ ചെറിയ തോതിലാണെങ്കില്‍ പോലും പരീക്ഷണശാലയില്‍ സൃഷ്ടിക്കുകയും പഠിക്കുകയും ചെയ്താല്‍, പ്രപഞ്ചരഹസ്യങ്ങളിലേക്കുള്ള താക്കോലാകുമതെന്ന് ഗവേഷകര്‍ കരുതുന്നു. പ്രപഞ്ചത്തിലെ അടിസ്ഥാനബലങ്ങളിലൊന്നാണ് അതിബലം (Strong Force). ആറ്റങ്ങളിലെ ന്യൂക്ലിയസിനെ ഒന്നായി നിലനിര്‍ത്തുന്നതും, പ്രോട്ടോണുകളിലും ന്യൂട്രോണുകളിലും ക്വാര്‍ക്കുകളെ ബന്ധിപ്പിച്ച് നിര്‍ത്തിയിരിക്കുന്നതും അതിബലമാണ്. പ്രപഞ്ചത്തിലെ ഏറ്റവും ശക്തിയേറിയ ബന്ധനമാണത്. ആ ബലത്തെക്കുറിച്ച് കൂടുതലറിയാന്‍ ക്വാര്‍ക്ക്-ഗ്ലുവോണ്‍ പ്ലാസ്മ സഹായിക്കും.

ന്യൂക്ലിയസിനെ ബന്ധിപ്പിച്ചു നിര്‍ത്തുന്നത് മാത്രമല്ല, അതിന്റെ പിണ്ഡത്തില്‍ 98 ശതമാനത്തിന് നിദാനവും അതിബലമാണെന്ന് കരുതുന്നു. അതെന്തുകൊണ്ടെന്ന് മനസിലാക്കാനും ഈ പ്ലാസ്മ സഹായിക്കും.

ഭാരമേറിയ ലെഡ് അയണുകള്‍ തമ്മില്‍ ഉന്നതോര്‍ജനിലയില്‍ കൂട്ടിയിടിക്കുമ്പോള്‍ ഇതുവരെ സാധ്യമാകാത്തത്ര ഊര്‍ജനിലയും സാന്ദ്രതയും രൂപപ്പെടും. താപനില ഏതാണ്ട് പത്ത് ലക്ഷം കോടി ഡിഗ്രിയാകും. അത് സൂര്യന്റെ അകക്കാമ്പിലെ താപനിലയുടെ പത്തുലക്ഷം മടങ്ങാണ്! ഇത്രയും ഉയര്‍ന്ന ഊഷ്മാവില്‍ ആറ്റമിക ന്യൂക്ലിയസിലെ ഗ്ലുവോണ്‍ ബന്ധനം ഉരുകിയഴിയുകയും, ബലകണങ്ങളായ ഗ്ലുവോണുകളും ദ്രവ്യകണങ്ങളായ ക്വാര്‍ക്കുകളും കൂടിക്കുഴഞ്ഞ് 'ക്വാര്‍ക്ക്-ഗ്ലുവോണ്‍ പ്ലാസ്മ' എന്ന ദ്രവ്യാവസ്ഥ രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യും. എന്നുവെച്ചാല്‍, പ്രപഞ്ചാരംഭത്തിന്റെ ഒരു ചെറുപതിപ്പ് പരീക്ഷണശാലയില്‍ രൂപപ്പെടും.

പിണ്ഡത്തിന് നിദാനമെന്ന് കരുതുന്ന ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണുകള്‍ ചിലപ്പോള്‍ ആ പ്രാചീനപ്ലാസ്മാവസ്ഥയില്‍ സ്വതന്ത്രമായ നിലയില്‍ പ്രത്യക്ഷപ്പെട്ടേക്കാം. എല്‍.എച്ച്.സി.യില്‍ നടക്കുന്ന കണികാപരീക്ഷണത്തിന്റെ മുഖ്യലക്ഷ്യങ്ങളിലൊന്ന് തന്നെ, 'ദൈവകണം' എന്ന വിളിപ്പേരുള്ള ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണുകളുടെ അസ്തിത്വം തെളിയിക്കുക എന്നതാണ്. അതിന് കഴിഞ്ഞില്ലെങ്കില്‍, പ്രപഞ്ചത്തിലെ ദ്രവ്യത്തെയും ബലങ്ങളെയും കൂട്ടിയിണക്കുന്ന 'സ്റ്റാന്‍ഡേര്‍ഡ് മോഡല്‍' എന്ന സൈദ്ധാന്തിക പാക്കേജ് തെറ്റാണെന്നു വരും. ഭൗതികശാസ്ത്രം പുതിയ വഴികള്‍ തേടേണ്ടി വരും.

എല്‍.എച്ച്.സിയിലെ നാല് മുഖ്യ പരീക്ഷണങ്ങളിലൊന്നായ 'ആലീസി'ന്റെ ലക്ഷ്യം തന്നെ, ക്വാര്‍ക്ക്-ഗ്ലുവോണ്‍ പ്ലാസ്മയുടെ പ്രത്യേകതകള്‍ പഠിക്കുകയാണ്. ആലീസ് പരീക്ഷണത്തില്‍ പങ്കെടുക്കുന്ന ഗവേഷകനാണ് ഡോ. ഇവാന്‍സ്. ആലീസില്‍ മാത്രമല്ല, 'അറ്റ്‌ലസ്', 'സി.എം.എസ്' പരീക്ഷണങ്ങളിലും ലെഡ് അയണ്‍ കൂട്ടിയിടികള്‍ രേഖപ്പെടുത്തിയതായി സേണിന്റെ സന്ദേശം പറയുന്നു. മിനി ബിഗ്ബാങുകള്‍ വിജയകരമായി തുടങ്ങിയെങ്കിലും, അതിന്റെ ഫലങ്ങള്‍ അറിയാന്‍ കാത്തിരിക്കേണ്ടി വരും. കാരണം, കണികാകൂട്ടിയിടിയിലുണ്ടാകുന്ന കാര്യങ്ങള്‍ വിശകലനം ചെയ്ത് നിഗമനങ്ങളിലെത്താന്‍ സമയം പിടിക്കും. (കടപ്പാട്: സേണ്‍)

കാണുക