Showing posts with label Higgs boson. Show all posts
Showing posts with label Higgs boson. Show all posts

Tuesday, March 31, 2015

ആകാംക്ഷയുണര്‍ത്തി കണികാപരീക്ഷണം രണ്ടാംഘട്ടം

ജനീവയില്‍ ഭൂമിക്കടിയില്‍ സ്ഥാപിച്ചിട്ടുള്ള ലാര്‍ജ് ഹാഡ്രോണ്‍ കൊളൈഡറില്‍ രണ്ടാംഘട്ടം പരീക്ഷണം ആരംഭിക്കുകയാണ്. ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ സമസ്യകള്‍ക്ക് ഉത്തരം നല്‍കുമെന്ന് കരുതുന്ന കണികാപരീക്ഷണത്തിന്റെ പുതിയ ഘട്ടത്തെ ആകാംക്ഷയോടെയാണ് ശാസ്ത്രലോകം കാണുന്നത്

ലോകത്തെ ഏറ്റവും ശക്തിയേറിയ യന്ത്രം കൂടുതല്‍ കരുത്തോടെ വീണ്ടും പ്രവര്‍ത്തിക്കാന്‍ തുടങ്ങുമ്പോള്‍ എന്താണ് ശാസ്ത്രലോകം പ്രതീക്ഷിക്കുന്നത്. ഇതുവരെ ആരും നിരീക്ഷിക്കാത്ത കണങ്ങളോ? സ്ഥലകാലങ്ങളില്‍നിന്ന് ഭിന്നമായ പുതിയ ഡൈമന്‍ഷനുകളോ? അതോ, പുതിയ പ്രപഞ്ചസിദ്ധാന്തങ്ങളോ? അത്യന്തം ആകാംക്ഷയിലാണ് ശാസ്ത്രലോകം.

2008 ലാണ് ജനീവയില്‍ സ്വിസ്സ്-ഫ്രാന്‍സ് അതിര്‍ത്തിയില്‍ സ്ഥാപിച്ചിട്ടുള്ള ലാര്‍ജ് ഹാഡ്രോണ്‍ കൊളൈഡറിന്റെ ( LHC ) പ്രവര്‍ത്തനം ആരംഭിച്ചത്. നവീകരണത്തിനായി 2013 ആദ്യം നിര്‍ത്തിവെച്ച എല്‍.എച്ച്.സിയുടെ പ്രവര്‍ത്തനം ഈ മാര്‍ച്ച് അവസാനത്തോടെ പുനരാരംഭിക്കുമെന്നാണ്, പദ്ധതിക്ക് മേല്‍നോട്ടം വഹിക്കുന്ന യൂറോപ്യന്‍ കണികാപരീക്ഷണശാലയായ 'സേണ്‍' ( CERN ) അറിയിച്ചിട്ടുള്ളത്.

ഭൂമിക്കടിയില്‍ സ്ഥാപിച്ചിട്ടുള്ള എല്‍.എച്ച്.സിക്ക് 27 കിലോമീറ്റര്‍ ചുറ്റളവുണ്ട്. അത്രയും നീളമുള്ള ടണലിലൂടെ എതിര്‍ദിശയില്‍ ഏതാണ്ട് പ്രകാശവേഗത്തില്‍ സഞ്ചരിക്കുന്ന പ്രോട്ടോണ്‍ ധാരകളെ കൂട്ടിയിടിപ്പിച്ചു ചിതറിച്ച്, അതില്‍നിന്ന് പുറത്തു വരുന്നതെന്തൊക്കെയെന്ന് മനസിലാക്കുകയാണ് കണികാപരീക്ഷണത്തില്‍ ചെയ്യുന്നത്.

ഏതാണ്ട് 43,000 കോടി രൂപ ചെലവിട്ട് പത്തുവര്‍ഷംകൊണ്ട് നിര്‍മിച്ച കണികാത്വരക (particle accelerator) മാണ് എല്‍.എച്ച്.സി. ഇന്ത്യയുള്‍പ്പടെ 113 രാജ്യങ്ങളില്‍നിന്നായി പതിനായിരത്തോളം ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ എല്‍.എച്ച്.സിയിലെ കണികാപരീക്ഷണത്തില്‍ സഹകരിക്കുന്നു.

എല്‍.എച്ച്.സിയുടെ ആദ്യഘട്ടത്തില്‍ വമ്പനൊരു ഇര കുടുങ്ങിയിരുന്നു-'ദൈവകണം' എന്ന വിളിപ്പേരുള്ള ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണ്‍. 2012 ലാണ് ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണിന്റെ സാന്നിധ്യം കണികാപരീക്ഷണത്തില്‍ സ്ഥിരീകരിച്ചത്. പ്രപഞ്ചത്തില്‍ പദാര്‍ഥകണങ്ങള്‍ക്ക് ദ്രവ്യമാനം (പിണ്ഡം) നല്‍കുന്ന ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണിന്റെ കണ്ടെത്തല്‍, കഴിഞ്ഞ അരനൂറ്റാണ്ടിനിടെ ഭൗതികശാസ്ത്രരംഗത്തുണ്ടായ ഏറ്റവും പ്രധാന മുന്നേറ്റമായി വിലയിരുത്തപ്പെടുന്നു.

ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണ്‍ ( Higgs boson ) കണ്ടെത്തുക എന്നത് മുഖ്യലക്ഷ്യങ്ങളിലൊന്നായിരുന്നു എങ്കിലും, ആധുനിക ഭൗതികശാസ്ത്രം നേരിടുന്ന മറ്റ് പല സമസ്യകള്‍ക്കും ഉത്തരം കണ്ടെത്താന്‍ ലക്ഷ്യമിട്ടാണ് എല്‍.എച്ച്.സി. രൂപകല്‍പ്പന ചെയ്തിട്ടുള്ളത്.

അത്യുന്നത ഊര്‍ജനിലയില്‍ പ്രോട്ടോണുകള്‍ കൂട്ടിയിടിക്കുമ്പോള്‍, ഊര്‍ജവും പദാര്‍ഥവും കൂടിക്കുഴഞ്ഞ ആദിമ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ചെറിയൊരു രൂപം പരീക്ഷണശാലയില്‍ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടും. മഹാവിസ്‌ഫോടനം (Big Bang) വഴി പ്രപഞ്ചം സൃഷ്ടിക്കപ്പെട്ട ആദ്യനിമിഷങ്ങളുടെ ചെറിയൊരു പതിപ്പാണത്. എന്തുകൊണ്ട് പ്രപഞ്ചം ഇന്നത്തെ നിലയില്‍ കാണപ്പെടുന്നു എന്നറിയണമെങ്കില്‍ ഈ ദിശയിലുള്ള അന്വേഷണം കൂടിയേ തീരൂ.

ചെമ്പുരുക്കുന്ന ശക്തി

ശരിക്കുപറഞ്ഞാല്‍, രണ്ടുവര്‍ഷംമുമ്പ് അടച്ചിട്ട എല്‍.എച്ച്.സിയല്ല ഇപ്പോള്‍ പ്രവര്‍ത്തനം ആരംഭിക്കുന്നത്. അടിമുടി പരിഷ്‌ക്കരിച്ച് ആ യന്ത്രത്തെ ഏതാണ്ട് ഇരട്ടി ശേഷിയുള്ളതാക്കി മാറ്റിയിരിക്കുന്നു.

'ഫലത്തില്‍ ഇതിപ്പോള്‍ പുതിയ യന്ത്രമാണ്'-സേണ്‍ ഡയറക്ടര്‍ ജനറല്‍ റോള്‍ഫ് ഹുയര്‍ കഴിഞ്ഞയാഴ്ച വാര്‍ത്താസമ്മേളത്തില്‍ പറയുകയുണ്ടായി. 'അടച്ചിട്ടിരുന്ന സമയത്ത് യന്ത്രത്തിന്റെ ഓരോ 20 മീറ്റര്‍ ഇടവിട്ട് ഞങ്ങള്‍ തുറക്കുകയുണ്ടായി'.

ബാഹ്യപ്രപഞ്ചത്തില്‍പോലും കാണാത്തത്ര താഴ്ന്ന താപനിലയില്‍, മൈനസ് 273 ഡിഗ്രി സെല്‍സിയസില്‍, സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന ഏതാണ്ട് പതിനായിരത്തോളം അതിചാലക വൈദ്യുതകാന്തങ്ങളാണ് 27 കിലോമീറ്റര്‍ നീളമുള്ള എല്‍.എച്ച്.സി.ടണലിലൂടെ പ്രോട്ടോണ്‍ ധാരകളെ കൃത്യമായ ദിശയില്‍ ചലിപ്പിക്കുന്നത്. 'അതിശീതാവസ്ഥയിലുള്ള പതിനായിരത്തോളം കാന്തങ്ങളിലെയും കണക്ഷനുകള്‍ പരിശോധിച്ച് പരിഷ്‌ക്കരിച്ചു' - ഹുയര്‍ അറിയിച്ചു. 

2013 ല്‍ അടച്ചിടുമ്പോള്‍ 8 TeV (ടെട്രാ ഇലക്ട്രോണ്‍ വോള്‍ട്ട്‌സ്) ആയിരുന്ന എല്‍.എച്ച്.സി.യുടെ ശേഷിയെങ്കില്‍, ഇപ്പോള്‍ വീണ്ടും പ്രവര്‍ത്തനമാരംഭിക്കുമ്പോള്‍ അത് 13 TeV ആയിരിക്കുന്നു. മുമ്പത്തെക്കാള്‍ 60 ശതമാനം കൂടുതല്‍ ശക്തിയോടെയാണ് കണികകള്‍ കൂട്ടിയിടിക്കുക. ഒരു കണികാത്വരകം ഇത്ര വലിയ ഊര്‍ജനില കൈവരിക്കുന്നത് ചരിത്രത്തില്‍ ആദ്യമായാണ്.

എതിര്‍ദിശയില്‍ സഞ്ചരിക്കുന്ന കണികാധാരകളുടെ തീവ്രതയും ( luminosity) രണ്ടാംഘട്ടത്തില്‍ വര്‍ധിക്കും. ഇതിനര്‍ഥം ഒരോ സെക്കന്‍ഡിലും സംഭവിക്കുന്ന കണികാകൂട്ടിയിടികളുടെ എണ്ണം വന്‍തോതില്‍ വര്‍ധിക്കുമെന്നാണ്. മുമ്പ് സെക്കന്‍ഡില്‍ 36 കോടി കണികാകൂട്ടിയിടികള്‍ നടന്നിടത്ത്, ഇനി സെക്കന്‍ഡില്‍ 70 കോടി കൂട്ടിയിടികളാകും സംഭവിക്കുക.

ഇതിന്റെ ഫലമായി, പുതിയ കണങ്ങളും പ്രതിഭാസങ്ങളും പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നതിനൊപ്പം കൂടുതല്‍ ഡേറ്റയും എല്‍.എച്ച്.സിയില്‍ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടും. സ്വാഭാവികമായും ഡേറ്റാവിശകലനത്തിനുള്ള സംവിധാനങ്ങളും വിപുലമാക്കേണ്ടിവരും.

പുതുക്കിയ എല്‍.എച്ച്.സിയുടെ പ്രവര്‍ത്തനശേഷി കാര്യമായി വര്‍ധിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിലും, രണ്ടാംഘട്ടം പ്രവര്‍ത്തനം തുടങ്ങിയ ഉടന്‍ ഇത്ര ഉയര്‍ന്ന ഊര്‍ജനിലയിലുള്ള പരീക്ഷണം പ്രതീക്ഷിക്കേണ്ടെന്ന് 'സേണ്‍' അധികൃതര്‍ പറയുന്നു. തുടക്കത്തില്‍ എല്‍.എച്ച്.സിയിലൂടെ കണികാധാരകള്‍ കടത്തിവിട്ട് നോക്കുകയാണ് ചെയ്യുക. കൂട്ടിയിടികള്‍ ആരംഭിക്കുക രണ്ടുമാസമെങ്കിലും കഴിഞ്ഞായിരിക്കുമെന്ന് ഹുയര്‍ അറിയിച്ചു.

തീവ്രത വര്‍ധിച്ചതിനാല്‍ കണികാധാരകള്‍ അത്യുന്നത താപനിലയിലായിരിക്കും. 'അത്തരത്തില്‍ ശക്തിയേറിയ കണകാധാര കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നത് ശ്രദ്ധാപൂര്‍വ്വമായിരിക്കണം. കാരണം, ഓരോ കണികാധാരയ്ക്കും 500 കിലോഗ്രാം ചെമ്പ് ഉരുക്കാനുള്ളത്ര ശക്തിയും താപനിലയുമുണ്ടായിരിക്കും. രണ്ട് കണികാധാരകളും ഒരുമിച്ചായാല്‍ ഒരു ടണ്‍ ചെമ്പുരുകും' - ഹുയര്‍ പറഞ്ഞു.

'സ്റ്റാന്‍ഡേര്‍ഡ് മോഡലി'നപ്പുറത്തേക്ക്


വര്‍ധിതശക്തിയോടെ എല്‍.എച്ച്.സി. വീണ്ടും പ്രവര്‍ത്തിച്ചു തുടങ്ങുമ്പോള്‍, ഗവേഷകരുടെ ആദ്യ ശ്രദ്ധ ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണുകളെ കൂടുതല്‍ കൃത്യതയോടെ നിരീക്ഷിക്കുകയും പഠിക്കുകയും ചെയ്യുക എന്നതാകും.



പ്രപഞ്ചസാരം സംബന്ധിച്ച് 1970 കളില്‍ നിലവില്‍വന്ന സൈദ്ധാന്തിക പാക്കേജായ 'സ്റ്റാന്‍ഡേര്‍ഡ് മോഡലി'ന്റെ ( Standard Model ) വന്‍വിജയമായാണ് ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണിന്റെ കണ്ടെത്തല്‍ വിശേഷിപ്പിക്കപ്പെടുന്നത്.

പ്രപഞ്ചത്തില്‍ മൗലികതലത്തില്‍ പദാര്‍ഥവും ബലങ്ങളും എങ്ങനെ ബന്ധപ്പെടുകയും പരസ്പരം ഇടപഴകുകയും ചെയ്യുന്നു എന്നു വിശദീകരിക്കുന്ന സിദ്ധാന്തമാണ് സ്റ്റാന്‍ഡേര്‍ഡ് മോഡല്‍. 12 പദാര്‍ഥകണങ്ങളും നാല് അടിസ്ഥാനബലങ്ങളുമാണ് പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ഉള്ളടക്കമെന്ന സങ്കല്‍പ്പമാണ് സ്റ്റാന്‍ഡേര്‍ഡ് മോഡല്‍ മുന്നോട്ടു വെയ്ക്കുന്നത്.

ഗുരുത്വബലം, വൈദ്യുതകാന്തികബലം, അതിബലം ( Strong force), ക്ഷീണബലം ( weak force ) എന്നിവയാണ് നാല് അടിസ്ഥാനബലങ്ങള്‍. ഇതില്‍ ഗുരുത്വബലം സ്റ്റാന്‍ഡേര്‍ഡ് മോഡലിന്റെ പരിധിയില്‍ വരുന്നില്ല. സൂക്ഷ്മപ്രപഞ്ചത്തെ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്ന ക്വാണ്ടംഭൗതികത്തെയും, സ്ഥൂലപ്രപഞ്ചത്തെ വിശദീകരിക്കുന്ന ഐന്‍സ്റ്റൈന്റെ സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തെയും ഏകീകരിച്ച് ഒരേ കുടക്കീഴില്‍ കൊണ്ടുവരാന്‍ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന് കഴിയാത്തതാണ്, ഗുരുത്വബലം ഇപ്പോഴും കളത്തിന് പുറത്തുനില്‍ക്കാന്‍ കാരണം.

മാത്രമല്ല, ഗാലക്‌സികളെ നിലനിര്‍ത്തുന്ന തമോദ്രവ്യ (Dark Matter) മെന്ന നിഗൂഢപദാര്‍ഥത്തെ സംബന്ധിച്ചും സ്റ്റാന്‍ഡേര്‍ഡ് മോഡല്‍ നിശബ്ദമാണ്. ശ്യാമദ്രവ്യത്തെ വിശദീകരിക്കാന്‍ 'സൂപ്പര്‍സിമട്രി' ( supersymmetry ) എന്നൊരു സൈദ്ധാന്തിക സാധ്യതയാണ് ഗവേഷകര്‍ മുന്നോട്ടുവെയ്ക്കുന്നത്.

സ്റ്റാന്‍ഡേര്‍ഡ് മോഡലിന്റെ കുറവുകള്‍ പരിഹരിക്കാന്‍ പാകത്തിലുള്ള വിപുലീകരണമായാണ് സുപ്പര്‍സിമട്രി കടന്നുവരുന്നത് (SUSY എന്നിതിനെ ഓമനപ്പേരിട്ട് വിളിക്കാറുണ്ട്). സ്റ്റാന്‍ഡേര്‍ഡ് മോഡലില്‍ ഉള്‍പ്പെടുന്ന ഓരോ കണത്തിനും, ഇനിയും കണ്ടെത്താത്ത ഒരോ 'സൂപ്പര്‍പങ്കാളി' ( superpartner ) ഉണ്ടെന്ന് ഈ സിദ്ധാന്തം പറയുന്നു. ഇലക്ട്രോണിന് 'സിലക്ട്രോണ്‍' ( selectron ),ഫോട്ടോണിന് 'ഫോട്ടിനോ' ( photino ) എന്നിങ്ങനെ.

സൂപ്പര്‍സിമട്രി പ്രകാരം 'ന്യൂട്രാലിനോകള്‍' ( Neutralinos ) എന്ന സൂപ്പര്‍സിമട്രിക് കണങ്ങളാലാണ് ശ്യാമദ്രവ്യം രൂപപ്പെടുന്നത്. കൂടുതല്‍ ശക്തിയോടെ എല്‍.എച്ച്.സിയില്‍ കണികാപരീക്ഷണം നടക്കുമ്പോള്‍ ന്യൂട്രാലിനോകള്‍ കണ്ടെത്താനായാല്‍, അത് വന്‍മുന്നേറ്റമാകും. സൂപ്പര്‍സിമട്രി സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ വിജയം മാത്രമാകില്ല അത്. സ്റ്റാന്‍ഡേര്‍ഡ് മോഡലിനപ്പുറത്തേക്ക് ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന് ചുവടുവെയ്ക്കാന്‍ അവസരമൊരുക്കുകയാകും അത്.

സൂപ്പര്‍സിമട്രി ശരിയെന്ന് എല്‍.എച്ച്.സിയിലെ പരീക്ഷണത്തില്‍ തെളിഞ്ഞാല്‍, ഭൗതികശാസ്ത്രം മറ്റൊരു വിപ്ലവത്തിനാകും സാക്ഷിയാവുക. എന്തുകൊണ്ട്, പദാര്‍ഥ കണങ്ങള്‍ക്ക് ദ്രവ്യമാനം നല്‍കുന്ന ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണുകളുടെ ദ്രവ്യമാനം ഇത്ര കുറഞ്ഞ നിലയില്‍ കാണപ്പെടുന്നു, ശ്യാമദ്രവ്യത്തിന്റെ രഹസ്യം - ഇതൊക്കെ അനാവരണം ചെയ്യപ്പെടും.

പുതിയ ഡൈമന്‍ഷനുകള്‍?

സൂപ്പര്‍സിമട്രിയെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നവര്‍ മാത്രമല്ല, മറ്റൊരു കൂട്ടരും എല്‍.എച്ച്.സിയില്‍ കൂടുതല്‍ ശക്തിയില്‍ നടക്കുന്ന കണികാപരീക്ഷണം പ്രതീക്ഷയോടെ കാക്കുന്നുണ്ട്. ഭൗതികശാസ്ത്രലോകത്ത് ഒരു തെളിവും ഇതുവരെ ലഭിക്കാത്ത സ്ട്രിങ് തിയറിയുടെ വക്താക്കളാണവര്‍.

നിത്യജീവിതത്തില്‍ നമ്മള്‍ മൂന്ന് ഡൈമന്‍ഷനുകളുടെ സ്വാധീനമേ നേരിട്ട് അനുഭവിക്കാറുള്ളു നീളം, വീതി, പൊക്കം എന്നിവയുടെ. സ്ഥലകാലം (space-time) എന്നൊരു ഡൈമന്‍ഷന്‍കൂടി ഉണ്ടെന്ന് ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തം നമുക്ക് മനസിലാക്കിത്തരുന്നു.

എന്നാല്‍, വേറെ ഏഴ് ഡൈമന്‍ഷനുകള്‍ക്കൂടി ഉണ്ടെന്നാണ് സ്ട്രിങ് തിയറി പറയുന്നത്. ആ അധിക ഡൈമന്‍ഷനുകള്‍ എങ്ങനയോ മനുഷ്യന് ഇന്ദ്രിയഗോചരമാകുന്നില്ല എന്നേയുള്ളുവത്രേ. അവയെല്ലാം നമുക്ക് ചുറ്റും തന്നെയുണ്ട്. പക്ഷേ, അവയുടെ സാന്നിധ്യം നമ്മള്‍ അറിയുന്നില്ലെന്ന് സ്ട്രിങ് തിയറി പറയുന്നു.

സ്ട്രിങ് തിയറി അനുസരിച്ച് പ്രപഞ്ചം സൃഷ്ടിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നത് കണങ്ങള്‍ കൊണ്ടല്ല, നിരന്തരം കമ്പനം ചെയ്തുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന സൂക്ഷ്മ തന്ത്രികള്‍ കൊണ്ടാണ്. ആ തന്ത്രികള്‍ക്കുണ്ടാകുന്ന വ്യത്യസ്ത കമ്പനങ്ങളാണ് പ്രപഞ്ചത്തിലെ വ്യത്യസ്ത സംഗതികള്‍ക്ക് നിദാനം.

ഗുരുത്വാകര്‍ഷണബലം അടിസ്ഥാനബലങ്ങളില്‍ ഏറ്റവും ദുര്‍ബലമായിരിക്കുന്നത് എന്തുകൊണ്ടെന്ന ചോദ്യത്തിന് സ്ട്രിങ്തിയറിയില്‍ മറുപടിയുണ്ട്. സ്‌പേസില്‍ മറഞ്ഞിരിക്കുന്ന മറ്റ് ഡൈമന്‍ഷനുകള്‍കൂടി ഗുരുത്വാകര്‍ഷണബലത്തെ പങ്കുവെയ്ക്കുന്നതുകൊണ്ടാണ്, നമുക്ക് ആ ബലം വളരെ ദുര്‍ബലമായി അനുഭവപ്പെടുന്നത്.

കണികാപരീക്ഷണത്തില്‍ ഇതുവരെ കാണപ്പെടാത്ത ഡൈമന്‍ഷനുകള്‍ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുമെന്നാണ് സ്ട്രിങ് തിയറിക്കാരുടെ പ്രതീക്ഷ. പരീക്ഷണവേളയില്‍ അകാരണമായി പെട്ടന്നൊരു കണം അപ്രത്യക്ഷമാവുകയോ, പ്രത്യക്ഷപ്പെടുകയോ ചെയ്താല്‍ അത് രഹസ്യഡൈമന്‍ഷനുകള്‍ ഉള്ളതിന് തെളിവായി കാണാം എന്നവര്‍ കരുതുന്നു.

സൂപ്പര്‍സിമട്രി കണ്ടെത്തിയാല്‍, അത് സ്ട്രിങ് തിയറിയിലേക്കുള്ള ഒരു പാതയൊരുക്കലാകും. കാരണം സ്ട്രിങ് തിയറി സാധ്യമാകണമെങ്കില്‍ സൂപ്പര്‍സിമട്രിയുടെ ചില വകഭേദങ്ങള്‍ ഉണ്ടായേ തീരൂ.

സൂപ്പര്‍സിമട്രിയും അധിക ഡൈമന്‍ഷനുകളും കണ്ടെത്താനായാല്‍ സ്ട്രീങ് തിയറിക്ക് സാധൂകരണത്തിന് വഴിതെളിയും. അതുവഴി, പ്രപഞ്ചത്തിലെ നാല് അടിസ്ഥാനബലങ്ങളെയും ഒരു കുടക്കീഴില്‍ കൊണ്ടുവരാനും, നിലവിലെ പ്രതിസന്ധി മറികടക്കാനും സാധിക്കും. ഒരു ഏകീകൃതസിദ്ധാന്തം എന്ന ശാസ്ത്രലോകത്തിന്റെ ഏറെ നാളായുള്ള സ്വപ്‌നം സഫലമാകാന്‍ സ്ട്രിങ് തിയറി വഴിതുറക്കും.

മനുഷ്യചരിത്രത്തിലെ ഏറ്റവും വലിയ പരീക്ഷണം രണ്ടാംഘട്ടത്തിലേക്ക് കടക്കുകയാണെങ്കിലും, ആകാംക്ഷയ്‌ക്കോ പ്രതീക്ഷകള്‍ക്കോ തെല്ലും കുറവില്ലെന്ന് സാരം.

(അവലംബം: 1. The Edge of Reason (2010), by Anil Ananthaswamy; 2. Massive: The Hunt for the God Particle (2010), by Ian Sample; 3. Collider: The Search for the World's Smallest Particles (2009) by Paul Halpern; 4. 'പ്രപഞ്ചസാരം തേടി ഒരു മഹാസംരംഭം' (2008), കുറിഞ്ഞി ഓണ്‍ലൈന്‍; 5. സേണിന്റെ വാര്‍ത്താക്കുറിപ്പ്)

by ജോസഫ് ആന്റണി 

(മാതൃഭൂമി ഓണ്‍ലൈനില്‍ 2015 മാര്‍ച്ച് 23 ന് പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ലേഖനം. ലിങ്ക് : http://goo.gl/247BOf)

Saturday, November 16, 2013

'ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണും' സത്യേന്ദ്രനാഥ് ബോസും

ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണിന്റെ പേരില്‍ ഇക്കുറി നൊബേല്‍ പുരസ്‌ക്കാരം പ്രഖ്യാപിക്കപ്പെട്ടപ്പോള്‍ ഇന്ത്യക്കാരനായ സത്യേന്ദ്രനാഥ് ബോസിനുകൂടി അവകാശപ്പെട്ടതാണ് പുരസ്‌ക്കാരം എന്ന മട്ടില്‍ ഇന്ത്യന്‍ മാധ്യമങ്ങള്‍ വാര്‍ത്തകള്‍ നല്‍കിയിരുന്നു. യഥാര്‍ഥത്തില്‍ പേരിലുള്ള ഒരു സാമ്യമല്ലാതെ, ബോസിനും ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണിനും തമ്മില്‍ എന്തെങ്കിലും ബന്ധമുണ്ടോ. ഇക്കാര്യം പരിശോധിക്കുകയാണ് ഇവിടെ.....'മാതൃഭൂമി ആഴ്ച്ചപ്പതിപ്പ്' 2013 നവംബര്‍ 10 ലക്കത്തില്‍ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചത്.


പ്രപഞ്ചോത്പ്പത്തിയുടെ വേളയില്‍ പദാര്‍ഥകണങ്ങള്‍ക്ക് എങ്ങനെ പിണ്ഡം അഥവാ ദ്രവ്യമാനം കൈവന്നു എന്നതിന്റെ ഉത്തരം കണ്ടെത്തിയതിനാണ് ബല്‍ജിയം സ്വദേശിയായ ഫ്രാന്‍സ്വാ ഇന്‍ഗ്ലെര്‍ട്ടും ബ്രിട്ടീഷുകാരനായ പീറ്റര്‍ ഹിഗ്ഗ്‌സും 2013 ലെ ഭൗതികശാസ്ത്ര നൊബേലിന് അര്‍ഹരായത്.

1964 ല്‍ ആവിഷ്‌ക്കരിക്കപ്പെട്ട സിദ്ധാന്തത്തിനാണ് 2013 ല്‍ നൊബേല്‍ സമ്മാനം; 49 വര്‍ഷത്തെ ഇടവേള !

കഴിഞ്ഞ വര്‍ഷം ജനീവയില്‍ സേണിലെ ലാര്‍ജ് ഹാഡ്രോണ്‍ കൊളൈഡറില്‍ (എല്‍ എച്ച് സി) നടന്ന കണികാപരീക്ഷണത്തില്‍ 'ദൈവകണ' ( God's Particle ) മെന്ന് വിളിപ്പേരുള്ള ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണ്‍ (Higgs boson ) കണ്ടെത്തിയിരുന്നില്ലെങ്കില്‍ ഇത്തവണയും ഇവര്‍ക്ക് നൊബേല്‍ കിട്ടില്ലായിരുന്നു.

മാത്രമല്ല, ഏതാണ്ട് ഒരേ സമയം മൂന്ന് പ്രബന്ധങ്ങളിലായി ആറ് ഗവേഷകര്‍ അവതരിപ്പിച്ച സിദ്ധാന്തത്തിന് രണ്ടുപേര്‍ക്ക് മാത്രം നൊബേല്‍ കൊടുത്തതിന്റെ ഔചിത്യക്കുറവും ഇതിനകം പലരും ഉന്നയിച്ചു കഴിഞ്ഞു.

നൊബേലുമായി ബന്ധപ്പെട്ട അത്തരം കാര്യങ്ങള്‍ വിവരിക്കാനുദ്ദേശിച്ചുള്ളതല്ല ഈ ലേഖനം, മറ്റൊരു കാര്യം പരിശോധിക്കാനാണ്.

ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണുമായി ബന്ധപ്പെട്ട സൈദ്ധാന്തിക മുന്നേറ്റത്തിന് നൊബേല്‍ കിട്ടിയ വിവരം ഏതാണ്ടെല്ലാ പത്രങ്ങളും കാര്യമായി റിപ്പോര്‍ട്ട് ചെയ്തു. ആ റിപ്പോര്‍ട്ടുകള്‍ക്കൊപ്പം സത്യേന്ദ്രനാഥ് ബോസ് എന്ന  ഇന്ത്യന്‍ ശാസ്ത്രപ്രതിഭയുടെ പേരുകൂടി ഉള്‍പ്പെടുത്താന്‍ മിക്ക ഇന്ത്യന്‍ പത്രങ്ങളും ശ്രമിച്ചു.

അതില്‍ ഒരു റിപ്പോര്‍ട്ടിന്റെ ഭാഗം ഇങ്ങനെ : '1924 ല്‍ സത്യേന്ദ്രനാഥ് ബോസ് ( Satyendra Nath Bose ) എന്ന ഇന്ത്യന്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞന്‍ രൂപംനല്‍കിയ ബോസോണ്‍ കണികാ സിദ്ധാന്തമാണ് ഇതിന് അടിസ്ഥാനമായത്' (ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണ്‍ കണത്തിന്റെ സാധ്യത വെളിപ്പെടുത്താന്‍ അടിസ്ഥാനമായത്). മറ്റൊരു പത്രം റിപ്പോര്‍ട്ട് ചെയ്തത് 'ഒരു ഇന്ത്യന്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞന്റെ അധ്വാനവും ഇതിന് പിന്നിലുണ്ട്....സത്യേന്ദ്രനാഥ് ബോസ് ആണ് ആ ശാസ്ത്രജ്ഞന്‍ ' എന്നാണ്.

നൊബേല്‍ സമ്മാനം ( Nobel Prize ) സംബന്ധിച്ച ഓണ്‍ലൈന്‍ വാര്‍ത്തയ്ക്ക് ഒരു വായനക്കാരന്റെ കമന്റ് നോക്കുക : 'സത്യേന്ദ്ര നാഥ് ബോസ്സ് എന്ന ഇന്ത്യന്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞനെ മറന്നുകൊണ്ട്, അദ്ദേഹത്തെ കുറിച്ച് ഒന്നും എഴുതാത്ത ഈ റിപ്പോര്‍ട്ട് ഒരിക്കലും പൂര്‍ണ്ണമാവില്ല'.

യൂറോപ്യന്‍ കണികാപരീക്ഷണശാലയായ സേണില്‍ ( CERN ) 2008 ല്‍ പ്രവര്‍ത്തനമാരംഭിച്ച ലാര്‍ജ് ഹാഡ്രോണ്‍ കൊളൈറിന്റെ ( Large Hadron Collider - LHC ) മുഖ്യലക്ഷ്യം ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണുകളുടെ അസ്തിത്വം സ്ഥിരീകരിക്കുക എന്നതായിരുന്നു. കഴിഞ്ഞ വര്‍ഷം ആ സ്ഥിരീകരണം വന്നപ്പോഴും അത് ഇന്ത്യക്കാരനായ സത്യേന്ദ്രനാഥ് ബോസിന്റെ കൂടി വിജയമാണെന്ന മട്ടില്‍ പത്രങ്ങള്‍ അവതരിപ്പിക്കുകയുണ്ടായി. ഫെയ്‌സ്ബുക്കിലും മറ്റ് ഓണ്‍ലൈന്‍ ഫോറങ്ങളിലും ഇക്കാര്യം നിറഞ്ഞു.

സ്വാഭാവികമായും ഇത്തരം പ്രസ്താവനകള്‍ ഉയര്‍ത്തുന്ന ചില ചോദ്യങ്ങളുണ്ട്. സത്യേന്ദ്രനാഥ് ബോസ് കണികാസിദ്ധാന്തം ആവിഷ്‌ക്കരിച്ചിരുന്നോ? ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണ്‍ സിദ്ധാന്തം ആവിഷ്‌ക്കരിച്ചതില്‍ ബോസിനെന്തെങ്കിലും പങ്കുണ്ടോ? ബോസ് ആവിഷ്‌ക്കരിച്ച കണികാസിദ്ധാന്തമാണോ ഹിഗ്ഗ്‌സും കൂട്ടരും പരിഷ്‌ക്കരിച്ചത്? ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണിലെ ബോസിന്റെ പേരിലുള്ള 'ബോസോണ്‍' ( boson ) എന്ന വാല്‍ എങ്ങനെ വന്നു? ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണ്‍ കണ്ടുപിടിച്ചതിലും, അതു സംബന്ധിച്ച പഠനത്തിന് നൊബേല്‍ കിട്ടിയതിലും ഇന്ത്യക്കാര്‍ക്ക് പ്രത്യേകമായി അഭിമാനിക്കാന്‍ എന്തെങ്കിലുമുണ്ടോ?

ഈ ചോദ്യങ്ങള്‍ക്ക് ഉത്തരം തേടാന്‍ കുറഞ്ഞത് രണ്ട് സംഗതികള്‍ വിശദീകരിക്കേണ്ടതുണ്ട്. 1. സത്യേന്ദ്രനാഥ് ബോസിന്റെ സംഭാവന യഥാര്‍ഥത്തില്‍ എന്തായിരുന്നു. 2. 'ബോസോണ്‍' വാല്‍ 'ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണി'ലെന്തുകൊണ്ട് വന്നു.


ബോസിന്റെ സംഭാവന
ധാക്ക സര്‍വകലാശാലയിലെ ഭൗതികശാസ്ത്ര വകുപ്പില്‍ അധ്യാപകനായിരുന്ന സത്യന്ദ്രനാഥ് ബോസ് 1924 ല്‍ ഒരു നാലുപേജ് പ്രബന്ധം രചിച്ചു. അതിന് രണ്ടു പതിറ്റാണ്ടുമുമ്പ് മാക്‌സ് പ്ലാങ്ക് ആവിഷ്‌ക്കരിച്ച ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ പുതിയൊരു വ്യുല്‍പാദന ( derivation ) മാണ്  Planck's Law and the Light Quantum Hypothesis എന്ന ആ പ്രബന്ധത്തില്‍ ബോസ് നടത്തിയത്. ഇംഗ്ലണ്ടിലെ 'ഫിലോസൊഫിക്കല്‍ മാഗസിന്‍' തിരസ്‌ക്കരിച്ച ആ പ്രബന്ധം, ബര്‍ലിനില്‍ ആല്‍ബര്‍ട്ട് ഐന്‍സ്‌റ്റൈന് ബോസ് അയച്ചുകൊടുത്തു.

ആ പ്രബന്ധവും അതില്‍ ബോസ് ഉപയോഗിച്ച സവിശേഷ സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്‌സും (സാംഖികവും) ഐന്‍സ്റ്റൈനെ ആവേശഭരിതനാക്കി. ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ തന്നെ അത് ജര്‍മന്‍ ഭാഷയിലേക്ക് പരിഭാഷപ്പെടുത്തി 'സെയ്ത്ഷ്ട്രിഫ്ട് ഫര്‍ ഫിസിക്' ( Zeitschrift fur Physik )  എന്ന പ്രൗഢ ജേര്‍ണലില്‍ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു.

ഐന്‍സ്റ്റൈന്റെ ആവേശം അത്രയുംകൊണ്ട് അവസാനിച്ചില്ല. ബോസ് ആവിഷ്‌ക്കരിച്ച ആ സാംഖികത്തെ ഐന്‍സ്‌റ്റൈന്‍ കൂടുതല്‍ വികസിപ്പിക്കുകയും അതുസംബന്ധിച്ച് മൂന്ന് പ്രബന്ധങ്ങള്‍ സ്വന്തംനിലയ്ക്ക് പ്രസിദ്ധീകരിക്കുകയും ചെയ്തു. അങ്ങനെ ബോസ്-ഐന്‍സ്‌റ്റൈന്‍ സാംഖികം പിറന്നു.

ഐന്‍സ്‌റ്റൈനെ പോലൊരു മഹാപ്രതിഭയെ ഇത്രമാത്രം ആവേശഭരിതനാക്കിയ ബോസിന്റെ ആ കണ്ടെത്തലെന്തായിരുന്നു എന്ന് മനസിലാക്കണമെങ്കില്‍ , ക്വാണ്ടംഭൗതികമെന്ന ആധുനിക പഠനശാഖയുടെ പ്രാരംഭചരിത്രം ചെറുതായൊന്ന് പരിശോധിക്കേണ്ടതുണ്ട്.

ആധുനിക ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ നാഴികക്കല്ലുകളിലൊന്നായ ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്തം മാക്‌സ് പ്ലാങ്ക് അവതരിപ്പിക്കുന്നത് 1900 ലാണ്. തമോവസ്തു വികിരണം ( Blackbody radiation ) എന്ന പ്രതിഭാസം വിശദീകരിക്കാന്‍ നടത്തിയ ശ്രമത്തിനിടെ ആ സിദ്ധാന്തത്തിലേക്ക് അദ്ദേഹം എത്തുകയായിരുന്നു.

പ്രകാശത്തിന്റെ തരംഗസ്വഭാവം പത്തൊന്‍പതാം നൂറ്റാണ്ടില്‍ യാതൊരു സംശയത്തിനും ഇടകൊടുക്കാതെ സ്ഥാപിക്കപ്പെട്ടു കഴിഞ്ഞിരുന്നു. അതുമായി ബന്ധപ്പെട്ട് ജെയിംസ് ക്ലാര്‍ക്ക് മാക്‌സ്‌വെല്‍ അവതരിപ്പിച്ച വൈദ്യുതകാന്തിക സിദ്ധാന്തം ശാസ്ത്രലോകം സംശയലേശമന്യേ അംഗീകരിക്കുകയും ചെയ്തു. പ്രകാശവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട മിക്കവാറും എല്ലാ പ്രതിഭാസവും ഈ ക്ലാസിക്കല്‍ തരംഗസിദ്ധാന്തമുപയോഗിച്ച് വിശദീകരിക്കാന്‍ ശാസ്ത്രലോകത്തിനായി.

അതിനൊരു അപവാദം തമോവസ്തു വികിരിണത്തിന്റെ കാര്യം മാത്രമായിരുന്നു. ക്ലാസിക്കല്‍ തരംഗസിദ്ധാന്തംകൊണ്ട് വിശദീകരിക്കാന്‍ കഴിയാത്ത
ആ പ്രതിഭാസത്തിന്റെ രഹസ്യം കണ്ടെത്താനായിരുന്നു പ്ലാങ്കിന്റെ ശ്രമം.

തമോവസ്തുവികിരണം വിശദീകരിക്കുമ്പോള്‍ തന്റെ സിദ്ധാന്തത്തില്‍ പ്രകാശം തരംഗങ്ങളുടെ രൂപത്തില്‍ തുടര്‍ച്ചയായല്ല പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നതെന്ന് പ്ലാങ്ക് കണ്ടു. ഒരു ടാപ്പില്‍നിന്ന് തുടര്‍ച്ചയായി വെള്ളം ഒഴുകുന്നതിന് പകരം, തുള്ളിതുള്ളിയായി വീഴുന്ന കാര്യം പരിഗണിക്കുക. അതേപോലെ ചെറുഊര്‍ജപാക്കറ്റുകള്‍ അഥവാ ക്വാണ്ടം ആയാണ് തന്റെ സിദ്ധാന്തത്തില്‍ പ്രകാശം പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നതെന്ന കാര്യം പ്ലാങ്കിനെ അക്ഷരാര്‍ഥത്തില്‍ അമ്പരപ്പിച്ചു.

എന്നുവെച്ചാല്‍, തരംഗസ്വഭാവത്തിന് പകരം പ്ലാങ്കിന്റെ സിദ്ധാന്തത്തില്‍ പ്രകാശം കണികാസ്വഭാവം കാട്ടുന്നു! ആ ശാസ്ത്രജ്ഞനത് വിശ്വസിക്കാനായില്ല. സ്വന്തം സിദ്ധാന്തത്തെ പ്ലാങ്ക് പോലും സംശയത്തോടെ കണ്ടു. അപ്പോള്‍ മറ്റ് ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ കാര്യം പറയാനില്ലല്ലോ.

അങ്ങനെയിരിക്കെ 1905 ല്‍ ഫോട്ടോ ഇലക്ട്രിക് പ്രഭാവം വിശദീകരിക്കാന്‍ ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്തം ഉപയോഗിച്ചു. പ്രകാശമണ്ഡലത്തെ ക്വാണ്ടങ്ങളായി (കണങ്ങളായി) പരിഗണിച്ചുകൊണ്ടായിരുന്നു ആ വിശദീകരണം. പ്രകാശത്തിന്റെ കണികാസ്വഭാവം ഗൗരവത്തോടെ പരിഗണിക്കേണ്ട ഒന്നാണെന്ന് പലര്‍ക്കും ബോധ്യമുണ്ടാകുന്നത് ഐന്‍സ്‌റ്റൈന്റെ രംഗപ്രവേശത്തോടെയാണ് (ഐന്‍സ്‌റ്റൈന് 1921 ല്‍ ആ വിശദീകരണത്തിന് നൊബേല്‍ പുരസ്‌ക്കാരവും ലഭിച്ചു).

ആറ്റംമാതൃകയ്ക്ക് രൂപംനല്‍കാന്‍ 1913 ല്‍ നീല്‍സ് ബോര്‍ ക്വാണ്ടം ആശയം ഉപയോഗിച്ചു. സത്യേന്ദ്ര നാഥ് ബോസിന്റെ സഹപാഠിയും സഹപ്രവര്‍ത്തകനുമായിരുന്ന മേഘനാദ് സാഹയ്ക്ക് 1920 ല്‍ തന്റെ പ്രസിദ്ധമായ താപഅയണീകരണ സമവാക്യം രൂപീകരിക്കാനും ക്വാണ്ടം ആശയമാണ് തുണയായത്. സാഹയുടെ കണ്ടെത്തല്‍ നക്ഷത്രഭൗതികത്തില്‍ വഴിത്തിരിവായി മാറി.

എന്നിട്ടും പ്രകാശത്തിന്റെ ക്വാണ്ടംസ്വഭാവം ശാസ്ത്രലോകത്ത് വേണ്ടത്ര അംഗീകാരിക്കപ്പെട്ടില്ല. ക്ലാസിക്കല്‍ തരംഗസിദ്ധാന്തത്തിന്റെ സ്വാധീനം അത്ര വലുതായിരുന്നു. 1920 കളുടെ തുടക്കത്തില്‍ പോലും ഇതായിരുന്നു സ്ഥിതി.

പ്രകാശത്തിന്റെ കണികാസ്വഭാവം അസിഗ്ധമായി തെളിയിക്കപ്പെടുന്നത് 1923 ലാണ്. അമേരിക്കന്‍ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞന്‍ ആര്‍തര്‍ കോംപ്ടണ്‍ നടത്തിയ പ്രസിദ്ധമായ എക്‌സ്‌റേ പരീക്ഷണമാണ് അക്കാര്യം തെളിയിച്ചത്.

കോംപ്ടന്റെ പരീക്ഷണത്തിന് ശേഷവും പ്രകാശക്വാണ്ടം സംബന്ധിച്ച ഒരു പ്രശ്‌നം അവശേഷിച്ചു. അത് പ്ലാങ്കിന്റെ ക്വാണ്ടംസിദ്ധാന്തത്തിന്റെ പ്രശ്‌നമായിരുന്നു. ആ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ നിര്‍ധാരണം ക്ലാസിക്കല്‍ ഭൗതികത്തെ ആശ്രയിച്ചേ സാധ്യമായിരുന്നുള്ളൂ.....ക്ലാസിക്കല്‍ ഭൗതികത്തിന് വിശദീകരിക്കാന്‍ കഴിയാത്ത ഒരു പ്രതിഭാസം (തമോവസ്തു വികിരണം) മനസിലാക്കാന്‍ ക്ലാസിക്കല്‍ ഭൗതികത്തെ ആശ്രയിക്കേണ്ടിവരുന്ന ഗതികേട്. ഷൂസിനുള്ളില്‍ കയറിയ ചരല്‍ക്കല്ല് പോലെ ഇക്കാര്യം ഐന്‍സ്‌റ്റൈന്‍ ഉള്‍പ്പടെയുള്ള ശാസ്ത്രജ്ഞരെ അലോസരപ്പെടുത്തി.

ഏത് പ്രശ്‌നത്തിനും ഒരു അന്ത്യം വേണമല്ലോ. ഇക്കാര്യത്തില്‍ അത് വന്നത് ധാക്കയില്‍ നിന്നാണ്; ബോസിന്റെ പ്രബന്ധത്തിന്റെ രൂപത്തില്‍ !

ക്ലാസിക്കല്‍ തരംഗസിദ്ധാന്തത്തിന്റെ ഒരു സഹായവും തേടാതെ, വെറും വാതകകണങ്ങളെപ്പോലെ പ്രകാശകണങ്ങളെ (പ്രകാശകണങ്ങള്‍ക്ക് ഫോട്ടോണ്‍ എന്ന പേര് അന്ന് പ്രചാരത്തില്‍ വന്നിരുന്നില്ല) പരിഗണിച്ചാണ് വികിരണക്വാണ്ടം സംബന്ധിച്ച പ്ലാങ്കിന്റെ സമവാക്യത്തില്‍ ബോസ് അനായാസം എത്തിയത്.

അതിന് ബോസ് ഉപയോഗിച്ച സാംഖികമായിരുന്നു ഏറെ ശ്രദ്ധേയം. പരസ്പരം തിരിച്ചറിയാന്‍ കഴിയാത്ത, സമാനമായ നാണയങ്ങളെ ടോസ് ചെയ്താല്‍ കിട്ടുന്ന ഫലങ്ങളുടെ സംഭാവ്യതയല്ല, സമാനമാണെങ്കിലും തിരിച്ചറിയാന്‍ പാകത്തില്‍ അടയാളപ്പെടുത്തിയ നാണയങ്ങളുടെ കാര്യത്തില്‍ ലഭിക്കുന്നതെന്ന് ബോസ് കണ്ടു.  ഇക്കാര്യം അദ്ദേഹം കണങ്ങളുടെ കാര്യത്തിലേക്ക് സംക്രമിപ്പിച്ചു. പരസ്പരം തിരിച്ചറിയാന്‍ കഴിയാത്ത, സമാനസ്വഭാവമുള്ള കണങ്ങളെ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്ന സാംഖികം (സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്‌സ്) ഉപയോഗിച്ച്, സമാനസ്വഭാവമുള്ളതാണെങ്കിലും പരസ്പരം തിരിച്ചറിയാന്‍ കഴിയുന്ന കണങ്ങളുടെ പ്രശ്‌നം പരിഹരിക്കാന്‍ കഴിയില്ല. രണ്ടിനും സാംഖികനിയമങ്ങള്‍ വ്യത്യസ്തമാണ്. ഇതാണ് ബോസിന് ലഭിച്ച ഉള്‍ക്കാഴ്ച്ച. അതുപയോഗിച്ചാണ് തന്റെ നൂതന സാംഖികം അദ്ദേഹം രൂപപ്പെടുത്തിയത്.

തീര്‍ച്ചയായും ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ പരിണാമഘട്ടത്തിലെ ഒരു സുപ്രധാന നാഴികക്കല്ല് തന്നെയായിരുന്നു ബോസിന്റെ മുന്നേറ്റം. അതിന് ശേഷം ക്വാണ്ടംസിദ്ധാന്തത്തിന് ഒരിക്കലും ക്ലാസിക്കല്‍ ഭൗതികത്തിന്റെ ഊന്നുവടി വേണ്ടിവന്നില്ല.

ബോസോണുകളുണ്ടായത്
പ്രകാശകണങ്ങളുടെ അഥവാ ഫോട്ടോണുകളുടെ കാര്യത്തിലാണ് ബോസ് തന്റെ സാംഖികം പ്രയോഗിച്ചത്. ആദര്‍ശവാതകങ്ങളുടെ കാര്യത്തിലേക്ക് ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍  ആ ആശയം വ്യാപിപ്പിച്ചു, വിപുലീകരിച്ചു. അങ്ങനെ, ബോസ്-ഐന്‍സ്‌റ്റൈന്‍ സാംഖികം പിറന്നു.

ബോസ്-ഐന്‍സ്‌റ്റൈന്‍ സാംഖികം അനുസരിക്കുന്നവയാണ് പ്രകാശകണങ്ങളായ ഫോട്ടോണുകള്‍. അത്തരം കണങ്ങള്‍ക്ക് ഒരേ ക്വാണ്ടം അവസ്ഥ (ഈര്‍ജനില) കൈവരിക്കാനാകും.


ആദര്‍ശവാതക കണങ്ങളെ തണുപ്പിച്ച് ഒരേ ക്വാണ്ടം അവസ്ഥയിലെത്തിച്ചാല്‍ അവ ഒരു 'സൂപ്പര്‍ ആറ്റം' പോലെ പെരുമാറുമെന്നും അത് ദ്രവ്യത്തന്റെ പുതിയ അവസ്ഥയായിരിക്കുമെന്നും ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ പ്രവചിച്ചു. ബോസ്-ഐന്‍സ്‌റ്റൈന്‍ സംഘനിതാവസ്ഥ എന്നാണ് ആ പുതിയ ദ്രവ്യാവസ്ഥയുടെ പേര്. 1995 ല്‍ ആ പുതിയ ദ്രവ്യരൂപം സൃഷ്ടിക്കുന്നതില്‍ ശാസ്ത്രലോകം വിജയിച്ചു. ആ മുന്നേറ്റത്തിന് എറിക് എ.കോര്‍ണല്‍, വൂള്‍ഫ്ഗാങ് കെറ്റര്‍ലീ, കാള്‍ ഇ. വീമാന്‍ എന്നിവര്‍ 2001 ലെ ഭൗതികശാസ്ത്ര നൊബേല്‍ പങ്കിട്ടു.

ഫോട്ടോണുകളെപ്പോലെ അല്ലെങ്കില്‍ ആദര്‍ശവാതക കണങ്ങളെപ്പോലെ എല്ലാ കണങ്ങളും ബോസ്-ഐന്‍സ്‌റ്റൈന്‍ സാംഖികം അനുസരിക്കുന്നവയല്ല. ഇലക്ട്രോണുകളുടെ കാര്യം തന്നെ ഉദാഹരണം. 1924 ല്‍ വൂള്‍ഫ്ഗാങ് പൗളി കണ്ടെത്തിയ 'ബഹിഷ്‌ക്കരണ തത്വം' ( Pauli exclusion principle ) ബാധകമായ കണമാണ് ഇലക്ട്രോണ്‍. 'രണ്ട് ഇലക്ട്രോണുകള്‍ക്ക് ഒരേ ഊര്‍ജനില കൈവരിക്കാനാവില്ല' എന്നാണ് വിഖ്യാതമായ ഈ തത്വം പറയുന്നത്. അതേസമയം, ബോസ്-ഐന്‍സ്‌റ്റൈന്‍ സാംഖികം അനുസരിക്കുന്ന എത്ര കണങ്ങള്‍ക്ക് വേണമെങ്കിലും ഒരേ ഊര്‍ജനില കൈവരിക്കുന്നതിന് സൈദ്ധാന്തികമായി വിലക്കില്ല.

ഇതിനര്‍ഥം, ഇലക്ട്രോണുകളെപോലെ പൗളിയുടെ തത്വം അനുസരിക്കുന്ന കണങ്ങള്‍ക്ക് ബോസ്-ഐന്‍സ്‌റ്റൈന്‍ സാംഖികം ബാധകമാക്കാന്‍ കഴിയില്ല എന്നതാണ്. അതിന് ഫെര്‍മി-ഡിറാക് സാംഖികം എന്നപേരില്‍ വ്യത്യസ്തമായ സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്‌സ് 1926 ആയപ്പോഴേക്കും വികസിപ്പിക്കപ്പെട്ടു.

ഇതുപ്രകാരം രണ്ടുതരം കണങ്ങളാണ് മൗലികതലത്തിലുള്ളത്. ബോസ്-ഐന്‍സ്‌റ്റൈന്‍ സാംഖികം അനുസരിക്കുന്നവയും, ഫെര്‍മി-ഡിറാക് സാംഖികം അനുസരിക്കുന്നവയും. ഇതില്‍ ആദ്യവിഭാഗത്തില്‍പെട്ട കണങ്ങള്‍ക്ക് 'ബോസോണുകള്‍' എന്നും, രണ്ടാമത്തെ വിഭാഗത്തിന് 'ഫെര്‍മിയോണുകള്‍' എന്നും 1945 ല്‍ പാരീസില്‍ ഒരു പ്രഭാഷണ മധ്യേ വിഖ്യാത ശാസ്ത്രജ്ഞന്‍ പോള്‍ ഡിറാക് പേരിട്ടു.

ക്വാര്‍ക്കുകളും ഇലക്‌ട്രോണുകളും ന്യൂട്രിനോകളും ഉള്‍പ്പെട്ട പദാര്‍ഥകണങ്ങളാണ് ഫെര്‍മിയോണുകളുടെ ഗണത്തില്‍ പെടുക. ഫോട്ടോണുകള്‍, ഗ്ലുവോണുകള്‍ തുടങ്ങി ബലങ്ങള്‍ സൃഷ്ടിക്കുകയും വഹിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന കണങ്ങളാണ് ബോസോണുകള്‍.

എന്താണ് ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണ്‍
പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ മൗലികഘടന വിശദീകരിക്കുന്ന സൈദ്ധാന്തിക പാക്കേജാണ് 'സ്റ്റാന്‍ഡേര്‍ഡ് മോഡല്‍ '. ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ രണ്ടാംപകുതിയില്‍ ഒട്ടേറെ ഗവേഷകരുടെ ശ്രമഫലമായി സ്റ്റാന്‍ഡേര്‍ഡ് മോഡല്‍ രൂപപ്പെട്ടു. മൗലികതലത്തില്‍ പദാര്‍ഥകണങ്ങളും ബലങ്ങളും തമ്മില്‍ എങ്ങനെയാണ് പരസ്പരക്രിയ (ഇന്ററാക്ഷന്‍) നടക്കുന്നതെന്ന് സ്റ്റാന്‍ഡേര്‍ഡ് മോഡല്‍ വിശദീകരിക്കുന്നു.

സ്റ്റാന്‍ഡേര്‍ഡ് മോഡലനുസരിച്ച്, സൂക്ഷ്മതലത്തില്‍ പദാര്‍ഥകണങ്ങള്‍ക്ക് പിണ്ഡം ലഭിക്കുന്നത് 'ഹിഗ്ഗ്‌സ് സംവിധാനം' ( Higgs mechanism ) അനുസരിച്ചാണ്. പ്രപഞ്ചാരംഭത്തില്‍ മഹാവിസ്‌ഫോടനം സംഭവിച്ച ആദ്യസെക്കന്‍ഡിന്റെ നൂറുകോടിയിലൊരംശം സമയത്തേക്ക് പ്രപഞ്ചം പ്രകാശവേഗത്തില്‍ പായുന്ന വ്യത്യസ്തകണങ്ങള്‍ കൂടിക്കുഴഞ്ഞ അവസ്ഥയിലായിരുന്നു. ഒന്നിനും പിണ്ഡം ഉണ്ടായിരുന്നില്ല.

ഹിഗ്ഗ്‌സ് മണ്ഡലവുമായി ആ കണങ്ങള്‍ ഇടപഴകിയതോടെ അവയ്ക്ക് പിണ്ഡം ഉണ്ടാവുകയും, ഇന്നത്തെ നിലയ്ക്ക് പ്രപഞ്ചം പരിണമിക്കുകയും ചെയ്തു.

പ്രപഞ്ചം മുഴുവന്‍ വ്യാപിച്ചു കിടക്കുന്ന ഒരു അദൃശ്യ മണ്ഡലത്തെയാണ് ഹിഗ്ഗ്‌സ് സംവിധാനം വിഭാവനം ചെയ്യുന്നത്. മഹാവിസ്‌ഫോടനം വഴി പ്രപഞ്ചം സൃഷ്ടിക്കപ്പെട്ട ആദ്യനിമിഷങ്ങളില്‍ നിലനിന്ന 'ഇലക്ട്രോവീക്ക് ഫോഴ്‌സ്' എന്ന പ്രത്യേക ബലത്തെ രണ്ടായി വേര്‍തിരിച്ചത് ഹിഗ്ഗ്‌സ് മണ്ഡലമാണ്. ആ ആദിമബലം വൈദ്യുതകാന്തികബലം (eletcromagnetic force), ക്ഷീണബലം (weak force) എന്നിങ്ങനെ രണ്ടായി വേര്‍തിരിക്കപ്പെട്ടു.

ഇങ്ങനെ പ്രാചീനബലത്തെ വേര്‍തിരച്ച ഹിഗ്‌സ് മണ്ഡലം ഒരുകാര്യം ചെയ്തു. ക്ഷീണബലത്തിന് നിദാനമായ സൂക്ഷ്മകണങ്ങള്‍ക്ക് (W & Z bosons) പിണ്ഡം നല്‍കി. എന്നാല്‍, വൈദ്യുതകാന്തികബലം വഹിക്കുന്ന ഫോട്ടോണുകളെ പിണ്ഡം നല്‍കാതെ വെറുതെ വിട്ടു.

ഹിഗ്‌സ് സംവിധാനം അനുസരിച്ച് ക്വാര്‍ക്കുകള്‍, ഇലക്ട്രോണുകള്‍ തുടങ്ങിയ പദാര്‍ഥ കണങ്ങള്‍ക്ക് പിണ്ഡം (ദ്രവ്യമാനം) ലഭിക്കുന്നത് അവ അദൃശ്യമായ ഹിഗ്ഗ്‌സ് മണ്ഡലവുമായി ഇടപഴകുമ്പോഴാണ്. ഹിഗ്ഗ്‌സ് മണ്ഡലവുമായി ഇടപഴകാന്‍ കഴിയുന്നവയ്‌ക്കേ പിണ്ഡമുമുണ്ടാകൂ. എത്ര കൂടുതല്‍ ഇടപഴകുന്നോ അത്രയും കൂടുതലായിരിക്കും പിണ്ഡം. പ്രകാശകണങ്ങളായ ഫോട്ടോണുകള്‍ ഹിഗ്‌സ് ഫീല്‍ഡുമായി അല്‍പ്പവും ഇടപഴകാത്തതിനാല്‍ അവയ്ക്ക് പിണ്ഡമില്ല. അവ പ്രകാശവേഗത്തില്‍ സഞ്ചരിക്കുന്നു.


1964 ലാണ് ഹിഗ്ഗ്‌സ് സംവിധാനം ആവിഷ്‌ക്കരിക്കപ്പെടുന്നത്. ആറ് ഗവേഷകര്‍ ഏതാണ്ട് ഒരേസമയത്ത് മൂന്ന് പ്രബന്ധങ്ങളിലായി സമാന ആശയങ്ങളായി അത് അവതരിപ്പിച്ചു. ഫ്രാന്‍സ്വാ ഇന്‍ഗ്ലെര്‍ട്ടും റോബര്‍ട്ട് ബ്രൗട്ടും ആയിരുന്നു അതില്‍ ഒരു പ്രബന്ധം രചിച്ചത്. ഫിലിപ്പ് ആന്‍ഡേഴ്‌സണില്‍ നിന്ന് പ്രചോദനമുള്‍ക്കൊണ്ട് പീറ്റര്‍ ഹിഗ്‌സ് തയ്യാറാക്കിയതായിരുന്നു മറ്റൊരു പ്രബന്ധം. ജെറാള്‍ഡ് ഗുരാല്‍നിക്, സി.ആര്‍.ഹേഗന്‍, ടോം കിബ്ബിള്‍ എന്നിവരുടെ ഗ്രൂപ്പിന്റേതായിരുന്നു മൂന്നാമത്തെ പ്രബന്ധം.

ആറു ഗവേഷകരും സമാനമായ ആശയങ്ങളാണ് മുന്നോട്ടുവെച്ചതെങ്കിലും, അവര്‍ അവതരിപ്പിച്ച സംവിധാനം പില്‍ക്കാലത്ത് ഹിഗ്‌സിന്റെ പേരിലാണ്  അറിയപ്പെട്ടത്.

ഹിഗ്ഗ്‌സ് സംവിധാനം വിശദീകരിക്കുന്ന സിദ്ധാന്തത്തില്‍ ഹിഗ്‌സ് മണ്ഡലവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ക്വാണ്ടംകണത്തിന് പറയുന്ന പേരാണ് 'ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണ്‍'. അതൊരു ബലകണമാണ്. അതുകൊണ്ട് അതൊരു ബോസോണ്‍ ആയി.

സ്റ്റാന്‍ഡേര്‍ഡ് മോഡലില്‍ മറ്റെല്ലാ കണങ്ങളെക്കുറിച്ചും സ്ഥിരീകരണം ലഭിച്ചെങ്കിലും, ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണ്‍ കണ്ടുപിടിക്കാന്‍ ശാസ്ത്രലോകത്തിന് കഴിഞ്ഞില്ല. ഹിഗ്ഗ്‌സ് സംവിധാനം ശരിയെന്ന് തെളിയണമെങ്കില്‍ ആ കണത്തെ കണ്ടെത്തിയേ തീരൂ എന്നായിരുന്നു സ്ഥിതി. അത്തരമൊരു കണം ഇല്ലെന്നും, സ്റ്റാന്‍ഡേര്‍ഡ് മോഡല്‍ തന്നെ ഉപേക്ഷിക്കേണ്ടി വരുമെന്നും ചില കോണുകളില്‍നിന്ന് ആശങ്കയുയര്‍ന്നു.

പക്ഷേ, ലാര്‍ജ് ഹാഡ്രോണ്‍ കൊളൈഡറിലെ 'അറ്റ്‌ലസ്', 'സി.എം.എസ്' പരീക്ഷണങ്ങള്‍ കഴിഞ്ഞ വര്‍ഷം ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണിന്റെ സാന്നിധ്യം സ്ഥിരീകരിച്ചത്, ഭൗതികശാസ്ത്രലോകത്തിനാകെ ആശ്വാസമേകി. വലിയൊരു ഊരാക്കുടുക്കില്‍നിന്നാണ് ശാസ്ത്രലോകം കരകയറിയത്.

ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണ്‍ ഇത്രകാലവും കണ്ടുപിടിക്കാന്‍ കഴിയാത്തതിന് ഒരു കാരണമുണ്ടായിരുന്നു. ആ കണം കാണപ്പെടുമെന്ന് പ്രവചിക്കപ്പെട്ട ഒരു പിണ്ഡപരിധിയുണ്ട്. ആ പരിധി പരിശോധിക്കാന്‍ ശേഷിയുള്ള ഉപകരണങ്ങള്‍ ഇതുവരെ ഉണ്ടായിരുന്നില്ല. എന്നാല്‍ , ലാര്‍ജ് ഹാഡ്രോണ്‍ കൊളൈഡറിന് അതിന് ശേഷിയുണ്ട്. ആ കണികാത്വരകം രൂപപ്പെടുത്തിയത് തന്നെ ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണിന്റെ അസ്തിത്വം തെളിയിക്കുക എന്ന മുഖ്യലക്ഷ്യത്തോടെയാണ്.

പേരിന്റെ പേരില്‍
സത്യേന്ദ്ര നാഥ് ബോസിന്റെ കണ്ടുപിടിത്തവും ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണ്‍ സിദ്ധാന്തവും തമ്മില്‍ ഒരു പേരിന്റെ പേരിലല്ലാതെ, നേരിട്ടൊരു ബന്ധവും ഇല്ല എന്ന് മേല്‍വിവരിച്ച സംഗതികളില്‍ നിന്ന് വ്യക്തമാണല്ലോ. ബോസ് കണ്ടെത്തിയത് പുതിയൊരു സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്‌സ് (സാംഖികം) ആയിരുന്നു. പ്ലാങ്ക് രൂപംനല്‍കിയ ക്വാണ്ടംസമവാക്യത്തിന്റെ വ്യുല്‍പാദനം അതുപയോഗിച്ച് അദ്ദേഹം നടത്തി. അതിന് ക്ലാസിക്കല്‍ തരംഗസിദ്ധാന്തത്തിന്റെ സഹായം വേണ്ടന്ന് തെളിയിച്ചു.

പിന്നീട് ആ ദിശയില്‍ യാതൊരു സംഭാവനയും ബോസിന്റേതായി ഉണ്ടായിട്ടില്ല എങ്കിലും, ബോസിന്റെ കണ്ടുപിടിത്തം തീര്‍ച്ചയായും ക്വാണ്ടംഭൗതികത്തിലെ നിര്‍ണായകമായ ഒരു വഴിത്തിരിവായിരുന്നു. അതിന്റെ പേരില്‍ ഏത് ഇന്ത്യക്കാരനും അഭിമാനിക്കാം.

പക്ഷേ, ഇവിടെ പ്രശ്‌നം അതല്ല. ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണ്‍ സിദ്ധാന്തത്തില്‍ ബോസിന് പങ്കുണ്ടോ, അതിന്റെ പേരില്‍ ഇന്ത്യക്കാര്‍ അഭിമാനിക്കേണ്ടതുണ്ടോ എന്നതാണ്. എന്തിന്റെ പേരിലാണ് യഥാര്‍ഥത്തില്‍ അഭിമാനിക്കേണ്ടതെന്നു പോലും മനസിലാക്കാനാവാത്ത അവസ്ഥയില്‍ നമ്മളെത്തിയെന്നാണോ മനസിലാക്കേണ്ടത്.

ഒരു ബലകണം ആയതിനാലാണ് ഹിഗ്ഗസ് മണ്ഡലത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്ന ക്വാണ്ടംകണം 'ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണ്‍' ആയതെന്ന് സൂചിപ്പിച്ചല്ലോ. 1945 ല്‍ ഡിറാക് വേറൊരു പേരാണ് ബലകണങ്ങള്‍ക്ക് നല്‍കിയിരുന്നതെങ്കില്‍ എന്താകുമായിരുന്നു സ്ഥിതി. ഉദാഹരണത്തിന്, ബോസ്-ഐന്‍സ്‌റ്റൈന്‍ സാംഖികം അനുസരിക്കുന്ന കണങ്ങള്‍ക്ക് 'ഐന്‍സ്റ്റനിയോണ്‍' എന്നാണ് ഡിറാക് പേരിട്ടിരുന്നെങ്കില്‍, ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണിന്റെ പേര് 'ഹിഗ്ഗ്‌സ് ഐന്‍സ്റ്റനിയോണ്‍' എന്നാകുമായിരുന്നു.

കോഴിക്കോട്ടെ ബിലാത്തിക്കുളം നന്നാക്കിയതില്‍ 'ബിലാത്തി'കള്‍ക്കും അഭിമാനിക്കാമെന്ന് ബ്രിട്ടനിലെ പത്രങ്ങള്‍ വാര്‍ത്തകൊടുത്താല്‍ അതെത്ര ബാലിശമാണോ അത്രതന്നെ ബാലിശമാണ്, ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണ്‍ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ പേരില്‍ ഇന്ത്യക്കാര്‍ക്കും അഭിമാനിക്കാം എന്ന് വാദിക്കുന്നത്.

യുക്തിപൂര്‍വം നമുക്ക് പറയാനാവുക, അല്ലെങ്കില്‍ അവകാശപ്പെടാനാവുക, ഇത്രമാത്രം - ഇന്ത്യന്‍ ശാസ്ത്രപ്രതിഭയായ സത്യേന്ദ്രനാഥ് ബോസിന്റെ പേരില്‍ അറിയപ്പെടുന്ന കണങ്ങളുടെ ഗണത്തില്‍പെടുന്ന ഒന്നാണ് 'ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണ്‍'.

(അവലംബഗ്രന്ഥങ്ങള്‍ : 1. Bose and His Statistisc (1992) 2010, by G.Venkataraman; 2. Schrodinger's Kittens (1995), by John Gribbin; 3. Quantum (2009), by Manjit Kumar; 4. Massive - The Hunt for the God Particle (2010), by Ian Sample; 5. The Strangest Man - Hidden Life of Paul Dirac, Quantum Genius (2009), by Graham Farmelo)

Saturday, July 07, 2012

പ്രപഞ്ചസൃഷ്ടിയുടെ പടിപ്പുരയില്‍



ജനീവയിലെ ന്യൂക്ലിയര്‍ ഗവേഷണകേന്ദ്രത്തില്‍ നടന്നുവരുന്ന ലാര്‍ജ് ഹാഡ്രോണ്‍ കൊളൈഡര്‍ പരീക്ഷണം ശാസ്ത്രചരിത്രത്തിലെ ഏറ്റവും ബൃഹത്തായ സംരംഭമാണ്. 38 രാജ്യങ്ങളിലെ 176 ഗവേഷണ വിദ്യാഭ്യാസസ്ഥാപനങ്ങളില്‍നിന്നുള്ള മുവ്വായിരത്തില്‍പ്പരം ശാസ്ത്രജ്ഞരും ആയിരത്തില്‍പ്പരം ഗവേഷണ വിദ്യാര്‍ഥികളും നിരവധി സാങ്കേതികവിദഗ്ധരും കഴിഞ്ഞ ഏതാനും വര്‍ഷങ്ങളായി അഹോരാത്രം പ്രയത്‌നിച്ച് നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങള്‍ വഴി ലഭ്യമായ പഠനഫലങ്ങള്‍ എന്തുകൊണ്ടാണ് ഇത്രമാത്രം ശ്രദ്ധ പിടിച്ചുപറ്റിയത്? പ്രപഞ്ചമെന്ന മഹാത്ഭുതം ജന്മമെടുക്കുന്ന ഗര്‍ഭഗൃഹത്തിന്റെ പടിപ്പുരയില്‍ മനുഷ്യന്‍ എത്തി എന്ന വിശ്വാസമാണ് ഇതിനുകാരണം.
തന്മാത്രകളും ആറ്റങ്ങളും മൗലികകണങ്ങളും അടങ്ങുന്ന സൂക്ഷ്മപ്രപഞ്ചത്തിന്റെ സ്വഭാവവിശേഷങ്ങള്‍ വിവരിക്കുന്ന ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രത്തിന്റെ ഉപജ്ഞാതാക്കളില്‍ പ്രമുഖനായ വെര്‍ണര്‍ ഹൈസന്‍ബര്‍ഗ് ആ പഠനശാഖയ്ക്ക് അവശ്യം ആവശ്യമായ ഗണിതീയ സിദ്ധാന്തങ്ങള്‍ ആവിഷ്‌കരിച്ചശേഷം പറയുകയുണ്ടായി-''സങ്കീര്‍ണമായ ഗണിതീയഭാഷയുടെ തലങ്ങള്‍ക്കിടയിലൂടെ ദൈവത്തിന്റെ പിറകില്‍നിന്ന് അദ്ദേഹത്തിന്റെ പ്രപഞ്ചസൃഷ്ടി നേരില്‍ കാണാന്‍ എനിക്ക് സാധ്യമായി'' എന്ന്. ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ പ്രപഞ്ചവീക്ഷണത്തില്‍ അടിമുടി മാറ്റംവരുത്തിയ രണ്ട് കണ്ടുപിടിത്തങ്ങളായിരുന്നു സ്ഥൂലപ്രപഞ്ചത്തെ വിവരിക്കുന്ന ആപേഷികതാ സിദ്ധാന്തവും സൂക്ഷ്മപ്രപഞ്ചത്തെ വിവരിക്കുന്ന ക്വാണ്ടംബലതന്ത്രവും. ഈ രണ്ട് സിദ്ധാന്തങ്ങളും ഒന്നിച്ച് ഉപയുക്തമാക്കുകവഴി നമുക്ക് ലഭ്യമായത് പ്രപഞ്ചമെന്ന സങ്കീര്‍ണപ്രതിഭാസത്തിന്റെ 
ഭാഷ്യമായിരുന്നു.


സൂക്ഷ്മപ്രപഞ്ചത്തിന്റെ അതിസൂക്ഷ്മതലങ്ങളിലേക്ക് പഠനം വ്യാപരിച്ച മനുഷ്യന്‍ ചെന്നെത്തിയത് പ്രപഞ്ചമെന്ന മഹാത്ഭുതം ജന്മമെടുത്തതുമുതല്‍ സംഭവിച്ച പരിണാമകഥയുടെ വഴിത്താരയിലായിരുന്നു.
ജൂലായ് നാലാം തീയതി ബുധനാഴ്ച ഉച്ചകഴിഞ്ഞ് യൂറോപ്യന്‍ ന്യൂക്ലിയര്‍ ഗവേഷണകേന്ദ്രത്തില്‍ ആധികാരികമായി ഹിഗ്‌സ് ബോസോണ്‍ എന്ന കണികയെ കണ്ടെത്തി എന്ന വാര്‍ത്ത പുറത്തുവന്നപ്പോള്‍, കഴിഞ്ഞ അഞ്ച് ദശാബ്ദക്കാലത്തെ ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ കാത്തിരിപ്പിന്റെ ഈ നിമിഷത്തില്‍ താരമായത് ഈ കണികയെ 1964-ല്‍ പ്രവചിച്ച ബ്രിട്ടീഷ് ശാസ്ത്രജ്ഞന്‍ പീറ്റര്‍ ഹിഗ്‌സ് ആയിരുന്നു. തന്റെ ജീവിതകാലത്തിനിടയില്‍ ഈ കണ്ടുപിടിത്തത്തിന് സാക്ഷ്യംവഹിക്കാന്‍ സാധിക്കും എന്ന് വിചാരിച്ചിരുന്നില്ലെന്ന് നിറഞ്ഞ കണ്ണുകളോടെ അദ്ദേഹം പ്രതികരിച്ചു. ലോകം കൊട്ടിഗ്‌ഘോഷിക്കാന്‍ മാത്രം എന്താണ് ഈ കണ്ടുപിടിത്തത്തിന്റെ പ്രാധാന്യം?

ഈ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ അസ്തിത്വത്തിന് ആധാരം അതിലടങ്ങിയിരിക്കുന്ന വലുതും ചെറുതുമായ പദാര്‍ഥങ്ങളുടെ ഘടനയും അവയിലടങ്ങിയിരിക്കുന്ന വ്യത്യസ്ത ദ്രവ്യമാനങ്ങളുള്ള മൗലികകണങ്ങളും അവതമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ വിവരിക്കുന്ന പ്രാപഞ്ചികബലങ്ങളുമാണ്. ഇലക്‌ട്രോണ്‍, പ്രോട്ടോണ്‍, ന്യൂട്രോണ്‍, മെസോണ്‍ തുടങ്ങി നിരവധി മൗലികകണങ്ങള്‍ അടങ്ങിയതാണ് പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ പദാര്‍ഥഘടന. ഈ മൗലികകണങ്ങളെ വ്യത്യസ്തമാക്കുന്നത് അവയുടെ ദ്രവ്യമാനം അഥവാ പിണ്ഡമാണ്.
പദാര്‍ഥങ്ങള്‍ക്ക് വൈവിധ്യമാര്‍ന്ന ദ്രവ്യമാനങ്ങള്‍ ചാര്‍ത്തിക്കൊടുക്കുന്നത് ഹിഗ്‌സ് ബോസോണുകളാണ്. ഒരു മൗലിക കണിക ഹിഗ്‌സ് ബോസോണുമായി പ്രതിപ്രവര്‍ത്തിക്കുമ്പോള്‍ കണികയുടെ വേഗത്തില്‍ കുറവുവരുകയും അതുവഴി കണികയ്ക്ക് ദ്രവ്യമാനം എന്ന ഗുണം കൈവരുകയും ചെയ്യുന്നു. പദാര്‍ഥകണങ്ങളുടെ
വേഗത്തില്‍ എത്രമാത്രം കുറവുവരും എന്നതിന് അനുസരിച്ചായിരിക്കും അവയുടെ ദ്രവ്യമാനത്തിന്റെ അളവ്. വേഗത്തില്‍ കുറവുവന്നിട്ടില്ലെങ്കില്‍ ആ കണികയ്ക്ക് ദ്രവ്യമാനം പൂജ്യമായിരിക്കും. പ്രകാശകണികയായ ഫോട്ടോണ്‍, ഗുരുത്വാകര്‍ഷണബല ക്ഷേത്രത്തിന്റെ കണികയായ ഗ്രാവിറ്റോണ്‍ മുതലായവ പൂജ്യം ദ്രവ്യമാനമുള്ള കണികകളാണ്.


ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണിന്റെ കണ്ടുപിടിത്തവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട് 'മാതൃഭൂമി'യില്‍ പ്രൊഫ. വി.പി.എന്‍.നമ്പൂതിരി എഴുതിയ ലേഖനം. തുടര്‍ന്ന് വായിക്കുക.....

Thursday, July 05, 2012

എന്താണ് ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണ്‍ -വീഡിയോ



പ്രപഞ്ചത്തില്‍ പിണ്ഡത്തിന് നിദാനമെന്ന് കരുതുന്ന സുപ്രധാന കണമാണ് ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണ്‍. 1964 ലാണ് ഈ കണം ഉള്‍പ്പെട്ട സംവിധാനം പ്രവചിക്കപ്പെട്ടതെങ്കിലും, ഇതുവരെ അത്തരമൊരു കണമുണ്ട് എന്നതിന് ശാസ്ത്രലോകത്തിന് തെളിവ് ലഭിച്ചിരുന്നില്ല. 

ജനീവയില്‍ ലാര്‍ജ് ഹാഡ്രോണ്‍ കൊളൈഡറിലെ (എല്‍.എച്ച്.സി) കണികാപരീക്ഷണത്തിന്റെ ആദ്യഫലം ഇപ്പോള്‍ ഗവേഷകര്‍ അവതരിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണ്‍ ഉണ്ടെന്നു കരുതുന്ന പിണ്ഡപരിധിയിക്കുള്ളില്‍, ഒരു പുതിയ ബോസോണിനെ കണ്ടെത്തിയെന്നാണ് ഗവേഷകര്‍ വെളിപ്പെടുത്തിയത്. അത് ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണാകാന്‍ 99.9 ശതമാനവും സാധ്യതയുണ്ടെന്ന് അവര്‍ പറയുന്നു.

ഇത്ര ആകാംക്ഷയോടെ ശാസ്ത്രലോകം കാത്തിരുന്ന ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണ്‍ എന്താണ്......പ്രശസ്ത സൈദ്ധാന്തിക ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞന്‍ ജോണ്‍ എല്ലിസ് വിശദീകരിക്കുന്നു.


കാണുക

Wednesday, July 04, 2012

ദൈവകണം 'പിടിയില്‍' !


സംഭവം പിടിയിലായിരിക്കുന്നു. 'ദൈവകണം' എന്ന് വിളിപ്പേരുള്ള ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണിന്റെ ഒളിത്താവളം ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ റെയ്ഡ് ചെയ്ത് അവിടെ നിന്ന് ഒരു ബോസോണിനെ കൈയോടെ പൊക്കിയിരിക്കുന്നു. പിടിയിലായത് ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണ്‍ ആകാതെ തരമില്ല. പക്ഷേ, അത് സ്ഥിരീകരിക്കേണ്ടതുണ്ട്. അതിന് ഇനി തിരിച്ചറിയല്‍ പരേഡ് വേണം..!

പ്രപഞ്ചത്തില്‍ പിണ്ഡത്തിന് നിദാനമായത് എന്നു കരുതുന്ന സൈദ്ധാന്തിക കണമാണ് ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണ്‍. 48 വര്‍ഷമായി ശാസ്ത്രലോകത്തിന് പിടികൊടുക്കാതെ കഴിയുകയായിരുന്നു ആ കണം. പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ മൗലികഘടന വിവരിക്കുന്ന 'സ്റ്റാന്‍ഡേര്‍ഡ് മോഡല്‍' എന്ന സൈദ്ധാന്തിക പാക്കേജിന് നിലനില്‍പ്പ് വേണമെങ്കില്‍ ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണ്‍ കൂടിയേ തീരൂ.

എന്നാല്‍, ഇതുവരെ അത് കണ്ടെത്താന്‍ കഴിയാത്ത സാഹചര്യത്തില്‍ അങ്ങനെയൊന്നുണ്ടോ ഇല്ലയോ എന്നുവരെ സംശയമുണ്ടായി. അത്തരം സംശയങ്ങള്‍ക്ക് ഒരുപരിധി വരെ പരിഹാരമാവുന്നതാണ് ഇന്ന് ജനീവയില്‍ ഗവേഷകര്‍ അവതരിപ്പിച്ച ഫലം.

ജനീവയ്ക്കു സമീപം ഫ്രഞ്ച്-സ്വിറ്റ്‌സ്വര്‍ലന്‍ഡ് അതിര്‍ത്തിയില്‍ ഭൂമിക്കടിയില്‍ 27 കിലോമീറ്റര്‍ ചുറ്റളവില്‍ സ്ഥാപിച്ചിട്ടുള്ള ലാര്‍ജ് ഹാഡ്രോണ്‍ കൊളൈഡര്‍ (എല്‍.എച്ച്.സി) എന്ന കണികാത്വകരത്തില്‍ 2011 ലും, 2012 ആദ്യവും നടന്ന കണികാകൂട്ടിയിടികളുടെ ഫലമാണ് അവതരിപ്പിക്കപ്പെട്ടത്.

യൂറോപ്യന്‍ കണികാപരീക്ഷണശാലയായ സേണ്‍ ചുക്കാന്‍ പിടിക്കുന്ന കണികാപരീക്ഷണത്തില്‍, ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണ്‍ എന്നുതന്നെ കരുതാവുന്ന ഒരു കണത്തെ കണ്ടെത്തിയെന്നാണ് ഗവേഷകര്‍ വെളിപ്പെടുത്തിയത്. എല്‍.എച്ച്.സി.യില്‍ ഹിഗ്സ്സ് ബോസോണുകളുടെ സാന്നിധ്യം മനസിലാക്കാന്‍ നടക്കുന്ന സി.എം.എസ്. അത്‌ലസ് എന്നീ രണ്ടു പരീക്ഷണങ്ങളിലും സമാനമായ ഫലമാണ് ലഭിച്ചതെന്ന് ഗവേഷര്‍ അറിയിച്ചു.

ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണ്‍ ഉണ്ടെന്ന് കരുതുന്ന പിണ്ഡപരിധിയിലാണ് പുതിയ ബോസോണിനെ കണ്ടെത്തിയത്. ഇതുവരെ ശാസ്ത്രലോകം കണ്ടെത്തിയ ഏത് കണത്തെക്കാളും പിണ്ഡം കൂടിയതാണ് പുതിയ ബോസോണ്‍. പ്രോട്ടോണിനെക്കാളും 133 മടങ്ങ് ഭാരമേറിയതാണ് പുതിയ കണം. 125-126 GeV പിണ്ഡപരിധിയില്‍, അഞ്ച് സിഗ്മ തലത്തില്‍ (Sigma level) ഉള്ള സ്ഥിരീകരണമാണ് പുതിയ ബോസോണിന്റെ സാന്നിധ്യത്തിന് ലഭിച്ചത്.

പ്രാഥമികഫലം എന്നാണ് സേണ്‍ ഇപ്പോഴത്തെ കണ്ടെത്തലിനെ വിശേഷിപ്പിക്കുന്നത്. കണ്ടെത്തിയത് ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണ്‍ തന്നെയാണെന്ന് പൂര്‍ണമായി സ്ഥിരീകരിക്കാന്‍ കൂടുതല്‍ ഡേറ്റയും വിശകലനവും ആവശ്യമുണ്ട്. കൂടുതല്‍ ഡേറ്റ ലഭിക്കുന്നതോടെ, 2012 അവസാനത്തോടെ കുറെക്കൂടി വ്യത്യമായ ചിത്രം ലഭിക്കുമെന്നാണ് ഗവേഷകരുടെ പ്രതീക്ഷ.

ഇപ്പോള്‍ കണ്ടെത്തിയ കണത്തിന്റെ സവിശേഷകള്‍ മനിസിലാക്കുകയാണ് ഇനി വേണ്ടത്. ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണിനുണ്ടെന്ന് സൈദ്ധാന്തികമായി പ്രവചിക്കപ്പെടുന്ന പ്രത്യേകതകള്‍ പുതിയ കണത്തിനുണ്ടോ എന്നറിയണം-സേണിന്റെ വാര്‍ത്താക്കുറിപ്പ് പറഞ്ഞു.

എന്താണ് ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണ്‍

2011 ഡിസംബര്‍ 13 ന് സേണില്‍ നടന്ന സെമിനാറില്‍, ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണുകളുടെ ആദ്യ മിന്നലാട്ടം തങ്ങള്‍ കണ്ടതായി, കണികാപരീക്ഷണം നടത്തുന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ വെളിപ്പെടുത്തിയിരുന്നു. 2012 ഓടെ ഇക്കാര്യത്തില്‍ നെല്ലുംപതിരും തിരിയുമെന്നായിരുന്നു അവര്‍ പ്രവചിക്കുകയും ചെയ്തിരുന്നു.

'പ്രകൃതിനിര്‍ധാരണം വഴിയുള്ള പരിണാമം' എന്നത് ജീവശാസ്ത്രത്തെ സംബന്ധിച്ച് എത്ര പ്രധാനപ്പെട്ടതാണോ, അത്രതന്നെ പ്രധാനപ്പെട്ടതാണ് ഭൗതികശാസ്ത്രത്തെ സംബന്ധിച്ച് സ്റ്റാന്‍ഡേര്‍ഡ് മോഡല്‍ (Standard Model)  പ്രചഞ്ചത്തിന്റെ മൗലികഘടന വിശദീകരിക്കുന്ന 'സ്റ്റാന്‍ഡേര്‍ഡ് മോഡലി'ലെ ഇനിയും കണ്ടെത്താന്‍ കഴിയാത്ത ഏക സംഗതിയാണ് ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണ്‍.

പ്രപഞ്ചാരംഭത്തില്‍ മഹാവിസ്‌ഫോടനം സംഭവിച്ച ആദ്യസെക്കന്‍ഡിന്റെ നൂറുകോടിയിലൊരംശം സമയത്തേക്ക് പ്രപഞ്ചമെന്നത് പ്രകാശവേഗത്തില്‍ പായുന്ന വ്യത്യസ്തകണങ്ങള്‍ കൂടിക്കുഴഞ്ഞ അവസ്ഥയിലായിരുന്നു. ഹിഗ്ഗ്‌സ് മണ്ഡലവുമായി ആ കണങ്ങള്‍ ഇടപഴകിയതോടെ അവയ്ക്ക് ദ്രവ്യമാനം അഥവാ പിണ്ഡം ഉണ്ടാവുകയും, ഇന്നത്തെ നിലയ്ക്ക് പ്രപഞ്ചം പരിണമിക്കുകയും ചെയ്തു എന്നാണ് കരുതുന്നത്.

സൂക്ഷ്മതലത്തില്‍ പദാര്‍ഥകണങ്ങള്‍ക്ക് പിണ്ഡം ലഭിക്കുന്ന സംവിധാനം എന്താണെന്ന് 1964 ലാണ് വിശദീകരിക്കപ്പെടുന്നത്. ആറ് ഗവേഷകര്‍ ഏതാണ്ട് ഒരേസമയത്ത് മൂന്ന് പ്രബന്ധങ്ങളില്‍ അത് അവതരിപ്പിച്ചു. ഫ്രാന്‍കോയിസ് ഇന്‍ഗ്ലെര്‍ട്ടും റോബര്‍ട്ട് ബ്രൗട്ടും ആയിരുന്നു അതില്‍ ഒരു പ്രബന്ധം രചിച്ചത്. ഫിലിപ്പ് ആന്‍ഡേഴ്‌സണില്‍ നിന്ന് പ്രചോദനമുള്‍ക്കൊണ്ട് പീറ്റര്‍ ഹിഗ്‌സ് തയ്യാറാക്കിയതായിരുന്നു മറ്റൊരു പ്രബന്ധം. ജെറാള്‍ഡ് ഗുരാല്‍നിക്, സി.ആര്‍.ഹേഗന്‍, ടോം കിബ്ബിള്‍ എന്നിവരുടെ ഗ്രൂപ്പാണ് പിണ്ഡസംവിധാനം അവതരിപ്പിച്ച മറ്റൊരു ഗ്രൂപ്പ്.

ആറു ഗവേഷകരും സമാനമായ ആശയങ്ങളാണ് മുന്നോട്ടുവെച്ചതെങ്കിലും, അവര്‍ അവതരിപ്പിച്ച സംവിധാനം പില്‍ക്കാലത്ത് ഹിഗ്‌സിന്റെ പേരിലാണ് (Higgs mechanism) അറിയപ്പെട്ടത്. ഏതായാലും ഹിഗ്‌സ് ബോസോണിന്റെ അസ്തിത്വം സ്ഥിരീകരിക്കപ്പെട്ടാല്‍ നൊബേല്‍ പുരസ്‌കാരം ലഭിക്കുക പീറ്റര്‍ ഹിഗ്‌സിന് മാത്രമാകില്ല.

പ്രപഞ്ചം മുഴുവന്‍ വ്യാപിച്ചു കിടക്കുന്ന ഒരു അദൃശ്യ മണ്ഡലത്തെയാണ് ഹിഗ്ഗ്‌സ് സംവിധാനം വിഭാവനം ചെയ്യുന്നത്. മഹാവിസ്‌ഫോടനം വഴി പ്രപഞ്ചം സൃഷ്ടിക്കപ്പെട്ട ആദ്യനിമിഷങ്ങളില്‍ നിലനിന്ന ഒരു പ്രത്യേക ബലത്തെ (electoweak force) രണ്ടായി വേര്‍തിരിച്ചത് ഹിഗ്ഗ്‌സ് മണ്ഡലമാണ്. ആ ആദിമബലം വൈദ്യുതകാന്തികബലം (eletcromagnetic force), ക്ഷീണബലം (weak force) എന്നിങ്ങനെ രണ്ടായി വേര്‍തിരിക്കപ്പെട്ടു.

ഇങ്ങനെ ബലങ്ങളെ വേര്‍തരിച്ച ഹിഗ്‌സ് മണ്ഡലം ഒരുകാര്യം ചെയ്തു. ക്ഷീണബലത്തിന് നിദാനമായ സൂക്ഷ്മകണങ്ങള്‍ക്ക് (W & Z bosons) പിണ്ഡം നല്‍കി. എന്നാല്‍, വൈദ്യുതകാന്തികബലം വഹിക്കുന്ന ഫോട്ടോണുകളെ പിണ്ഡം നല്‍കാതെ വെറുതെ വിട്ടു. ഹിഗ്‌സ് മണ്ഡലവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ക്വാണ്ടം കണത്തിന് പറയുന്ന പേരാണ് ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണ്‍.

ഹിഗ്‌സ് സംവിധാനം അനുസരിച്ച് ക്വാര്‍ക്കുകള്‍, ഇലക്ട്രോണുകള്‍ തുടങ്ങിയ പദാര്‍ഥ കണങ്ങള്‍ക്ക് പിണ്ഡം ലഭിക്കുന്നത് അവ അദൃശ്യമായ ഹിഗ്ഗ്‌സ് മണ്ഡലവുമായി ഇടപഴകുമ്പോഴാണ്. എന്നുവെച്ചാല്‍, ഹിഗ്ഗ്‌സ് മണ്ഡലവുമായി ഇടപഴകാന്‍ കഴിയുന്നവയ്‌ക്കേ പിണ്ഡമുമുണ്ടാകൂ. എത്ര കൂടുതല്‍ ഇടപഴകുന്നോ അത്രയും കൂടുതലായിരിക്കും പിണ്ഡം. പ്രകാശകണങ്ങളായ ഫോട്ടോണുകള്‍ ഹിഗ്‌സ് ഫീല്‍ഡുമായി അല്‍പ്പവും ഇടപഴകാത്തതിനാല്‍ അവയ്ക്ക് പിണ്ഡമില്ല.

ചെളിനിറഞ്ഞ ഒരു സ്ഥലം സങ്കല്‍പ്പിക്കുക. അതിലൂടെ നടക്കുന്നവര്‍ക്ക് കാല് ചെളിയില്‍ പുതയുന്നതിനാല്‍ നടത്തത്തിന്റെ വേഗം കുറയും. കാല് എത്രകൂടുതല്‍ പുതയുന്നോ അതിനനുസരിച്ച് വേഗം കുറഞ്ഞുവരും. എന്നതുപോലെയാണ് ഹിഗ്‌സ് മണ്ഡലം. കണങ്ങള്‍ ആ മണ്ഡലവുമായി എത്ര കൂടുതല്‍ ഇടപഴകുന്നുവോ അത്രയും പിണ്ഡം കൂടും. ഹിഗ്ഗ്‌സ് മണ്ഡലവുമായി മറ്റ് കണങ്ങളെ ഇടപഴകാന്‍ സഹായിക്കുന്നത് ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണ്‍ ആണ്. ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണുകളുടെ അസ്തിത്വം തെളിയിക്കാനായാല്‍, അത് ഹിഗ്ഗ്‌സ് സംവിധാനവും ഹിഗ്ഗ്‌സ് മണ്ഡലവും യാഥാര്‍ഥ്യമാണ് എന്നതിന്റെ തെളിവാകും.

ഇവിടെ ഒരുകാര്യം ഓര്‍ക്കണം. ഹിഗ്‌സ് മണ്ഡലം പ്രപഞ്ചത്തിലെ പാദാര്‍ഥങ്ങളുടെ പിണ്ഡത്തില്‍ ചെറിയൊരു ഭാഗത്തിന് മാത്രമേ അത് കാരണമാകൂ. കാരണം, ആറ്റത്തിന്റെ കേന്ദ്രത്തിലും മറ്റും 98 ശതമാനം പിണ്ഡവും ഊര്‍ജരൂപത്തിലാണ് സ്ഥിതിചെയ്യുന്നത്. ആറ്റങ്ങളിലെ ക്വാര്‍ക്കുകള്‍ക്കും ഇലക്ട്രോണുകള്‍ക്കും പിണ്ഡം നല്‍കുന്നത് ഹിഗ്‌സ് മണ്ഡലമാണെന്ന് കരുതുന്നു. പക്ഷേ, അത് മൊത്തം പിണ്ഡത്തിന്റെ ഒന്നോ രണ്ടോ ശതമാനമേ വരൂ. ബാക്കി പിണ്ഡം ക്വാര്‍ക്കുകളെ പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഗ്ലുവോണുകളില്‍ ഊര്‍ജരൂപത്തിലാണ് സ്ഥിതിചെയ്യുന്നത് (ഊര്‍ജമെന്നത് പിണ്ടത്തെ പ്രകാശവേഗത്തിന്റെ വര്‍ഗവുമായി ഗുണിച്ചാല്‍ കിട്ടുന്നതിന് തുല്യമാണെന്ന ഐന്‍സ്‌റ്റൈന്റെ കണ്ടെത്തല്‍ ഓര്‍ക്കുക)

1964 ല്‍ പ്രവചിക്കപ്പെട്ട ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണുകളുടെ അസ്തിത്വം ഇതുവരെ തെളിയിക്കപ്പെടാത്തതിന് കാരണം, ആ കണങ്ങളെ കണ്ടെത്താന്‍ പോന്നത്ര കരുത്തുള്ള ഉപകരണങ്ങള്‍ ഇത്രകാലവും ഇല്ലായിരുന്നു എന്നതാണ്. ഹിഗ്ഗ്‌സ് ബോസോണുകള്‍ക്ക് ഉണ്ടെന്ന് കരുതുന്ന ഒരു സൈദ്ധാന്തിക പിണ്ഡപരിധിയുണ്ട്. ആ പിണ്ഡപരിധി പരിശോധിക്കാന്‍ പാകത്തിലാണ് എല്‍എച്ച്‌സിയില്‍ നടക്കുന്ന കണികാപരീക്ഷണം.

എന്താണ് അഞ്ച് സിഗ്മ തലം 

125-126 GeV പിണ്ഡപരിധിയില്‍, അഞ്ച് സിഗ്മ തലത്തില്‍ (Sigma level) ഉള്ള സ്ഥിരീകരണമാണ് പുതിയ ബോസോണിന്റെ സാന്നിധ്യത്തിന് ലഭിച്ചതെന്നാണ് സേണിലെ ഗവേഷകര്‍ ഇന്ന് പ്രഖ്യാപിച്ചത്.

എന്താണ് അഞ്ച് സിഗ്മ തലം? കണികാശാസ്ത്രത്തില്‍ ഒരു കണ്ടുപിടിത്തം സ്വീകരിക്കപ്പെടാന്‍ വേണ്ട അളവുകോല്‍ എന്ന് ഇതിനെ പറയാം.

വിവിധ സിഗ്മ തലങ്ങള്‍ സൂചിപ്പിക്കുന്നത് ഒരു കണ്ടെത്തലിന്റെ ആകസ്മികത എത്രയെന്നാണ്. ആകസ്മികത കുറയുന്തോറും കണ്ടുപിടിത്തത്തിന്റെ ബലം വര്‍ധിക്കും.

രണ്ട് നാണയങ്ങള്‍ ടോസ് ചെയ്യുന്ന കാര്യം സങ്കല്‍പ്പിക്കുക. രണ്ട് തല തുടര്‍ച്ചയായി വരാന്‍ സാധ്യതയേയുള്ളൂ, അല്ലാതെ അങ്ങനെ വരുമെന്ന് ഉറപ്പിക്കാനാവില്ല.

തുടര്‍ച്ചയായി എട്ടു തവണ തല മാത്രം വന്നാല്‍ അത് 'മൂന്ന് സിഗ്മ തലം' എന്ന് പറയാം. 20 തവണ തുടര്‍ച്ചയായി തല മാത്രം വരുന്നതാണ് 'അഞ്ച് സിഗ്മ തലം'.

കണികാശാസ്ത്രത്തില്‍ 'കണ്ടുപിടിത്തം' എന്ന് ഒരു സംഗതിയെ വിശേഷിപ്പിക്കാന്‍ അഞ്ച് സിഗ്മ തലം മാത്രം പോര, സ്വതന്ത്രമായി ആ കണ്ടുപടിത്തം മറ്റ് പരീക്ഷണങ്ങള്‍ ശരിവെക്കുകയും വേണം.

കാണുക