വലിയശാല രാജു

February 17, 2020, 6:40 am

ഹിഗ്ഗ്സ് ബോസോണുകൾ എന്ന ദൈവകണം

Janayugom Online

പ്രപഞ്ചത്തിലെ അടിസ്ഥാന ബലങ്ങളെ (വൈദ്യുതകാന്തികബലം ശക്തിയേറിയ അണുകേന്ദ്രബലം, ദുർബലമാണ് കേന്ദ്രബലം, ഗുരുത്വാകർഷണ ബലം) പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിച്ച് നിർത്തുന്നതാണ് ബലകണങ്ങൾ. അവസാനത്തെ ബലകണമായ ഹിഗ്ഗ്സ് ബോസോൺ ആണ് എല്ലാ കണങ്ങൾക്കും പിണ്ഡം എന്ന സവിശേഷ ഗുണം നൽകുന്ന അടിസ്ഥാന കണമാണ് ഹിഗ്ഗ്സ് ബോസോൺ. കല്ല് കല്ലായും ഇരുമ്പ് കട്ടയായും മനുഷ്യൻ മനുഷ്യനായും കാണപ്പെടുന്നതിൽ പിന്നിലെ സൂത്രധാരൻ ഹിഗ്ഗ്സ് ബോസോൺ ആണ്. ഈ പിണ്ഡം ഗുരുത്വാകർഷണവുമായി ചേരുമ്പോഴാണ് ഭാരം ഉണ്ടാകുന്നത്. ഹിഗ്ഗ്സ് ബോസോണില്ലെങ്കില്‍ ദ്രവ്യങ്ങൾക്ക് പിണ്ഡമുണ്ടാകില്ല. എല്ലാ ദ്രവ്യകണങ്ങളെയും ബലകണങ്ങളെയോ 1990 കളോടെ കണ്ടെത്താൻ കഴിഞ്ഞെങ്കിൽ 34 ഹിഗ്ഗ്സ് ബോസോണിനെ അപ്പോഴൊന്നും കണ്ടെത്താൻ കഴിയില്ല. ഇത് കണിക സിദ്ധാന്തത്തിന് (ന്യൂക്ലിയർ ഫിസികസ്) വഴിയൊരു പ്രതിസന്ധി സൃഷ്ടിച്ചു.

വസ്തുക്കൾക്ക് പിണ്ഡം നൽകി നിലനിർത്തുന്ന സവിശേഷമായ ഒരു കണത്തെ കണ്ടെത്തിയില്ലെങ്കിൽ ഭൗതിക പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനം തന്നെ ചോദ്യം ചെയ്യപ്പെടും എന്ന ഘട്ടത്തിലെത്തിയപ്പോഴാണ് ശാസ്ത്രസംഘം സ്വിറ്റ്സർലാൻഡിന്റെ അതിർത്തിയിൽ ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും വലിയ കണിക പരീക്ഷണശാലയായ ലാർജ് ഹാഡ്രൊൺ കൊളൈഡർ സ്ഥാപിച്ചത്. ഇതിൽ നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങളാണ് ഹിഗ്ഗ്സ് ബോസോൺ എന്ന ദൈവകണത്തെ പുറത്തെത്തിച്ചത്. ഹിഗ്ഗ്സ് ബോസോൺ കണം കണ്ടെത്തിയില്ലായിരുന്നെങ്കിൽ വസതുക്കളിലെ പിണ്ഡം വിശദീകരിക്കാൻ ശാസ്ത്രത്തിന് കഴിയുമായിരുന്നില്ല. പരീക്ഷണങ്ങൾക്ക് അത്ഭുത തുരങ്കം! 27 കിലോമീറ്റർ ചുറ്റളവുള്ള ഭൂമിക്കടിയിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന വമ്പൻ തുരങ്കം. (ഫ്രാൻസ്, സ്വിറ്റ്സർലൻഡ് എന്നീ രാജ്യങ്ങളുടെ അതിർത്തിയിലുടെ ദീർഘ വൃത്താകൃതിയിലുള്ള ഈ തുരങ്കം കടന്ന് പോകുന്നു. ലാർജി ഹാഡ്രൊണ്‍ കൊളെസർ എന്ന ഈ മഹാത്ഭുതം മനുഷ്യൻ നിർമ്മിച്ചതാണ്. ഭൂമിനിരപ്പിൽ നിന്നും 100 മീറ്റർ താഴ്ചയിലൂടെ കടന്ന് പോകുന്ന ഈ തുരങ്കം ന്യൂക്ലിയർ ഫിസിക്സിന്റെ ഭാഗമായ ആധുനിക ഭൗതികശാസ്ത്രം മുന്നോട്ട് വയ്ക്കുന്ന പ്രപഞ്ച മാതൃക യായ സ്റ്റാൻഡേർഡ് മോഡൽ ശരിയാണോയെന്നു കണ്ടെത്തുവാൻ വേണ്ടിയുള്ള വമ്പൻ പരീക്ഷണശാലയാണ്. അതോടൊപ്പം അടിസ്ഥാന കണങ്ങൾക്ക് പിണ്ഡം നൽകുന്ന ഹിഗ്ഗ്സ് ബോസോൺ കണത്തിന്റെ സാന്നിദ്ധ്യം തെളിയിക്കുക എന്ന പരീക്ഷണ ലക്ഷ്യവുമുണ്ട്. മാത്രമല്ല ഇന്നറിയപ്പെടുന്ന എല്ലാ കണങ്ങൾക്കും ഒരു അപരനുണ്ട്. അതായത് അദൃശ്യനായ പ്രതികണം. ഈ കണങ്ങളും പ്രതികണങ്ങളും ചേർന്നാണ് പ്രപഞ്ചം നിലനിൽക്കുന്നതെന്ന സങ്കല്പത്തിന്റെ യാഥാർത്ഥ്യം തെളിയിക്കാനും ഈ പരീക്ഷണം സഹായിക്കുന്നു. ഇരുണ്ട ദ്രവ്യം, ഇരുണ്ട ഊർജ്ജം, പ്രപഞ്ചോല്പ്പത്തിയുടെ സമയത്തുണ്ടായിരുന്ന അവസ്ഥയെകുറിച്ച് മനസ്സിലാക്കുക എന്നിവയൊക്കെ ഈ കണിക പരീക്ഷണത്തിന്റെ ലക്ഷ്യങ്ങളാണ്. 27 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ താഴെയുള്ള ലോകത്തെ ഏറ്റവും വലിയ ശീതീകരണ സംവിധാനമുള്ള ഈ തുരങ്കത്തിൽ പ്രകാശവേഗത്തിനടുത്തുള്ള വേഗത്തിൽ അത്യുന്നത ഊർജ്ജനിലയിലുള്ള പ്രോട്ടോണുകളെ വിപരീത ദിശയിൽ പായിച്ച് കൂട്ടിയിടിച്ചാണ് പരീക്ഷണം.

ഏകദേശം 6000 ലക്ഷം പ്രോട്ടോൺ കൂട്ടിയിടികളാണ് ഒരു സെക്കൻഡിൽ നടക്കുക. ഇവയുടെ എല്ലാം ഫലം ആയിരക്കണക്കിന് കംപ്യൂട്ടറുകളുടെയും ഒട്ടേറെ ശാസ്ത്രജ്ഞന്മാരുടെയും മുന്നിലേക്കെത്തിക്കുന്നു. ഈ ഫലങ്ങളെ അപഗ്രഥിച്ചാണ് അവർ നിഗമനങ്ങളിലെത്തുന്നത്. ലാർജ് ഹാഡ്രൊൺ കൊളൈഡറിൽ നടക്കുന്ന പരീക്ഷണങ്ങളുടെ ഫലം വിശകലനം ചെയ്യുന്നത് വേൾഡ് വൈഡ് ലാർജ് ഹാഡ്രോൺ കൊളൈസര്‍ കമ്പ്യൂട്ടിങ്ങ് ഗ്രിഡ് എന്ന കമ്പ്യൂട്ടർ ശൃംഖല വഴിയാണ്. ഇന്ത്യയടക്കമുള്ള രാജ്യങ്ങളിലെ ഭൗതികശാസ്ത്ര വിദഗ്ധർ ഇതിനായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു. ലോകത്തെമ്പാടുമായി ഏകദേശം 2 ലക്ഷം ശാസ്ത്രജ്ഞരാണ് ഈ യജ്ഞത്തിൽ പങ്കാളികളായിരിക്കുന്നത്, യൂറോപ്യൻ മാർഗനൈസേഷൻ ഫോർ ന്യൂക്ലിയർ റിസർച്ചിന്റെ (ഭാഷയിലുള്ള ചുവരെഴുത്ത്) നേതൃത്വത്തിലാണ് ഈ പരീക്ഷണങ്ങളെല്ലാം. ദൈവകണം പിടിയിലാവുന്നു? ദൈവകണം എന്ന അപരനാമത്തിൽ അറിയപ്പെടുന്ന ഹിഗ്ഗ്സ് ബോസോൻ ശാസ്ത്രത്തിന്റെ കൈയ്യിൽ നിന്ന് വഴുതിമാറിക്കൊണ്ടിരിക്കുകയായിരുന്നു. ഇതിനെ കണ്ടെത്താൻ ശാസ്ത്രലോകത്തിന് ഏറെ ബുദ്ധിമുട്ടായിരുന്നു. ഹിഗ്ഗ്സ് ബോസോണിന്റെ ജീവിതകാലം വളരെ ചെറുതാണ് എന്നാണ് പ്രധാന കാരണം. ഹിഗ്ഗ്സ് ബോസോണിനെ കണ്ടെത്തും മുമ്പ് തന്നെ അതിന് ശോഷണം സംഭവിച്ച് കഴിഞ്ഞിരിക്കും. 10–22 സെക്കൻഡ് മാത്രമാണ് ഈ കണത്തിന്റെ ജീവിത കാലം. 1992 ജൂലൈ 4 ന് ഈ കണത്തിന്റെ സാന്നിദ്ധ്യം ഗവേഷകർ ലാർജ ഹാഡ്രോൺ കൊളൈഡറിൽ നടത്തിയ പരീക്ഷണത്തിലൂടെ ഒടുവിൽ കണ്ടെത്തുക തന്നെ ചെയ്തു. പതിറ്റാണ്ടുകൾ നീണ്ട അന്വേഷണത്തിലെ സുപ്രധാന വഴിത്തിരിവായിരുന്നു ഇത്. പ്രപഞ്ചം എന്ന മഹാസമസ്യയുടെ ജനനത്തെയും നിലനിൽപ്പിനെയും കുറിച്ചുള്ള സിദ്ധാന്തങ്ങൾക്ക് ശക്തമായ തെളിവേറിയ ഈ നേട്ടം കണിക ഭൗതിക ശാസ്ത്രത്തിന് (ന്യൂക്ലിയർ ഫിസിക്സ്) നിർണായക വഴിത്തിരിവായി. (തുടരും)