கடவுளின் துகள் என அறியப்படும் Higgs Boson

அல்லாஹ்வின் சாந்தியும் சமாதானமும் உண்டாகட்டுமாக...

சுமார் 13.5 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு நிகழ்ந் பெருவடிப்பின் (Big Bang)  வழியாக இப்பேரண்டம் உருவானது. அதன்பின் அண்டத்தில் காணப்பட்ட நுண் துகள்கள் ஒன்று சேர்ந்தே அணுக்கள் முதல் பிரம்மாண்டமான கிரகங்கள், நட்சத்திரங்கள் அனைத்தும் உருவாகின என்பது விஞ்ஞானிகளின் கூற்று. எவ்வாறு இம் மூலக்கூறுகள் இணைந்து துல்லியமான வடிவமைப்புக்கள் உருவாகின? அல்லது சந்திரன் சூரியன், பூமி உட்பட மற்றைய கோள்கள் நட்சத்திரங்கள், கெலக்ஸிகள், கருந்துளைகள், இன்னும் ஏகப்பட்ட விண்பொருட்கள் என இவற்றையெல்லாம் உள்ளடக்கி இயங்கும் இப்பிரபஞ்சத்தை உருவாக்கியது யார்? எப்படி? என்பதுதான் பல்லாண்டுகாலமாக விஞ்ஞானிகளையும் பொதுமக்களையும் குழப்பிக்கொண்டிருந்த கேள்வி?

பிரபஞ்சத்திலுள்ள மிக நுண்ணிய வைரஸ் முதல் பிரம்மாண்டமான நட்சத்திரங்கள் கெலக்ஸிகள் வரை அனைத்துமே எத்தகைய அணுக்களால் ஆனவை என்பதை விஞ்ஞானம் கண்டறிந்துள்ளது. இதனைத்தான் Matter என இயற்பியல் கூறுகிறது. ஆனால் நாமறிந்த இந்த Matter கூட வெறும் 4% தான். மீதமுள்ள  96% ஆன பிரபஞ்சத்தையும் ஆக்கிரமித்திருப்பது நமக்குத் தெரியாத Dark Matter உம் Dark Energy  உம்தான். அதனை இன்னும் விஞ்ஞானம் கண்டு படிக்கவில்லை. அதனை அறிய வேண்டுமெனில் பிரபஞ்சத்தைச் சுற்றிவரத் தேவையில்லை அணுவை ஆராய்ந்து அதனுள் இருக்கும் துகள்களைப் பரீட்சித்தாலே போதும் என்கின்றனர் விஞ்ஞானிகள். ஏனெனில் அணுவின் அமைப்பையே இப்பிரபஞ்சம் கொண்டுள்ளது. அணு என்பது பிரபஞ்சத்தின் சிறிய அளவு மாதிரி (Microscopic Model). அல்லது பிரபஞ்சம் என்பது அணுவின் பெரிய அளவு மாதிரி (Macroscopic Model)  என இயற்பியல் வல்லுணர்கள் கூறுவர். ஆகவே அணுவை அறிந்தால் பிரபஞ்சத்தை அறிய முடியும் என்பதே அறிவியலின் இத்தேடல்.

அணு என்பது இலத்திரன், நியுத்திரன், புரோத்திரன் ஆகிய துகள்களைக் கொண்டதாகும். இதில் புரோத்திரன் முக்கியமானவொன்று. அது குவார்க், பெர்மியான், க்ளாயன்ஸ் என்பவற்றால் ஆனது. இதைத் தவிர ஹிக்ஸ் போஸான் என்றொரு துகளும் இருப்பதாகக் விஞ்ஞானிகள் கருதுகின்றனர்.

பிக்பேங் நிகழ்ந்த சந்தர்ப்பத்தில் அணுக்கள் ஒளியைவிட அதீத வேகத்தில் எல்லாத் திசைகளிலும் சிதறிச் சென்றுள்ளன. அப்போது அந்த அணுக்களுக்கு எத்தகைய நிறையும் (Mass) இருக்கவில்லை. ஆனால் ஹிக்ஸ் போஸான் எனப்படும் சக்தியோடு அவை இணைப்பை ஏற்படுத்திய பின்பே அந்த அணுக்களுக்கு நிறை கிடைத்தது. இதுதான் இப்பேரண்டம் உருவானதன் பிண்ணணி என Standard model theory கூறுகிறது.

இக்கோட்பாட்டின்படி இந்தப் பிரபஞ்சம் உருவாக முக்கிய அடிப்படையாக இருந்தவை 12 வகையான அணுத் துகள்களே! இதுதொடர்பாக மேற்கொள்ளப்பட்ட பல ஆய்வுகளில் 11 அணுத் துகள்கள் அடையாளம் காணப்பட்டுள்ளன. ஆனால் பல்வேறு ஆராய்ச்சிகள் மேற்கொள்ளப்பட்டும் இந்த ஹிக்ஸ் போஸான் துகல் மட்டும் சிக்கவே இல்லை. எனவே அதற்கு விஞ்ஞானிகள் கடவுளின் துகள் (God's particle) எனப் புணைப் பெயர் வைத்துவிட்டனர். பிரபஞ்ச உருவாக்கம் தொடர்பான கோட்பாடுகள் அனைத்தும் இதில்தான் தங்கி உள்ளன. இது பற்றிய தெளிவு கிடைக்கவிலையானால் அனைத்துக் கோட்பாடுகளும் பொய்யாகிவிடும். இதனால்தான் விஞ்ஞானிகள் இவ்வளவு ஆர்வமாக பிரபஞ்ச உருவாக்கத்திற்கு அடிப்படையான இத்துகளைத் தேடும் ஆராய்ச்சியில் களமிறங்கியுள்ளனர்.

பிரபஞ்சத்தின் உருவாக்கம் மற்றும் அதில் மறைந்திருக்கும் அதிகமான கேள்விகளுக்கான விடைகளை இரண்டு முக்கிய விஞ்ஞானிகள் தமது கோட்பாடுகளை முன்வைத்ததன் மூலம் கண்டுகொள் முடியுமான சாத்தியக்கூறுகளை உருவாக்கித்தந்துள்ளனர். ஒருவர் இங்கிலாந்து விஞ்ஞானியான பீட்டர் ஹிக்ஸ். மற்றையவர் இந்தியாவைச் சேர்ந்த சத்யேந்திர நாத் போஸ்.

கண்ணுக்குப் புலப்படாத ஒரு அணுத்துகள்தான் இப் பிரபஞ்சத்தையே தாங்கி நிற்கிறது என்பதை முதன் முதலில் கூறியவர் பீட்டர் ஹிக்ஸ். எனவே அவரது பெயரில் பாதியான ஹிக்ஸ் ஐயும், இத்துகளில் இரண்டுவகைகள் காணப்படுவதாகக் கூறிய இந்தியாவின் இயற்பியல் வல்லுனரான சத்யேந்திர நாத் போஸின் பெயரிலிருந்தும் அல்பர்ட் ஐன்ஸ்டீனின் பெயரிலிருந்தும் பகுதிகளை எடுத்து போஸான் என்றும் வைத்து இத்துகளுக்கு ‘ஹிக்ஸ் போஸான்’ எனப் பெயர் வைத்தனர்.

அணுத் துகள்களுக்கு நிறையைக் கொடுப்பதாகக் கருதப்படும் ஹிக்ஸ் போஸான்தான் நம்மைச் சுற்றியுள்ள இப்பேரண்டத்தின் பெரும் பகுதியை நிறைத்திருக்கிறது. இதன் தாக்கத்திற்கு உட்படாத ஒரே அணுத்துகள் என்றால் அது புரோத்திரன்கள்தான். மற்ற எல்லா அணுத்துகள்கள் மீதும் இந்த ஹிக்ஸ் போஸான் ஆதிக்கம் செலுத்துகின்றது. இதனால்தான் புரோத்திரன்களுக்கு நிறை இல்லை என்கிறது ஸ்டாண்டர்ட் மாடல் தியரி.

அணுத் துகள்களுக்கு நிறையைக் கொடுப்பது ஹிக்ஸ் போஸான் என்றால் அதன் நிறை என்ன என்பதுதான் தற்போது எழும் கேள்வி. ஒரு பொருளின் நிறையைக் கணிக்க அப்பொருளின் மீது பூமி பிரயோகிக்கும் இழுவிசையைக் கழித்துப் பார்க்கவேண்டும். எனவே ஹிக்ஸ் போஸானின் இருப்பை நிரூபிக்க ஒரே வழி அதன் நிறையைக் கண்டுபிடிப்பதே. இந்த ஆய்வைத்தான் CERN தற்போது நடாத்தியுள்ளது.

கடந்த 45 ஆண்டுகளாக இதுபற்றிய பல்வேறு ஆராய்ச்சிகளில் விஞ்ஞானிகள் ஈடுபட்டுவருகின்றனர். எனினும் எத்தகைய கண்டுபிடிப்புகளும் நிகழவில்லை. ஆரம்பத்தில் அமெரிக்க விஞ்ஞானிகள் களமிறங்கிச் செயற்பட்டனர். ஆனால் அவர்களால் எந்த அடைவையும் எட்ட முடியவில்லை. எனவே அமெரிக்க அரசு ஆய்வுக்காக வழங்கிய தொகையையும் ரத்துசெய்தது. பின்னர் ஐரோப்பிய நாடுகள் இதில் இணைந்தனர். அதன்படி கடந்த 2008 ஆம் ஆண்டு செப்டம்பர் மாதம் சுவிட்சர்லாந்தின் ஜெனீவாவில் ஐரோப்பிய அணு ஆய்வுக் கழகம் (European Organization for Nuclear Research - (CERN) ஆய்வுகளை ஆரம்பித்தது. ஜெனீவா நகருக்கு அண்மையில் மேல்நிலப் பரப்பிலிருந்து 300 அடி ஆழத்தில் 27 கி.மீ. நீளத்துக்கு ஒரு வட்டச் சுரங்க ஆய்வு நிலையத்தை (Large Hadron Collider – LHC)  அமைத்து ஆய்வுகளைத் துவங்கியது. என்றாலும் 2010 ஆம் ஆண்டு மார்ச் இறுதியில்தான் உத்தியோக பூர்வமான ஆய்வுகள் ஆரம்பிக்கப்பட்டன. ஆரம்பிக்கப்பட்ட சில வாரங்களிலேயே அந்த இயந்திரத்தில் ஏராலமான கோளாறுகள் ஏற்பட்டன. கோளாறுகளைத் திருத்தி மீண்டும் ஆராய்ச்சியை ஆரம்பிக்க ஒரு வருடமாகிவிட்டது. இந்த ஆண்டு (2012) ஆரம்பத்தில் மீண்டும் அதனை இயங்கவைத்துள்ளனர்.

இந்த LHC இல் புரோத்திரன்களையும் நியுட்ரோன்களையும் எதிர் எதிர் திசைகளில் ஒளியைவிட வேகமாக மோதவைத்து உடைப்பதனால் அதிலுள்ள குவார்க், பெர்மியான் மற்றும் க்ளுஆன்ஸ் (gluons)  மின்காந்தக் கதிர்வீச்சு, வெப்பம் என புரோத்திரனின் சரக்குகள் அனைத்தும் சிதறும். அந்நேரம் விஞ்ஞானிகள் ஊகிக்கும் பிரபஞ்ச உருவாக்கத்திற்குக் காரணமாயிருந்த ஹிக்ஸ் போஸான் துகளும் சிதறிவிடும். அப்போது அதன் இறுப்பைக் கண்டுகொள்ள முடியும் என்பதற்காகவே இத்தகையதொரு ஆராய்ச்சியை நடாத்துகிறார்கள்.

இவர்கள் நடாத்திப்பார்த்த சிறு Big Bang வெடிப்பில் சிதறிய அணுத்துகள்களிலிருந்து ஹிக்ஸ் போஸானை (அதன் நிறையை) த் தேடினர். ஸ்டேன்டர்ட் மோடல் தியரியின்படி ஹிக்ஸ் போஸானின் நிறை 125 ஜிகா இலக்ட்ரோ வோல்ட்ஸ் ஆக இருக்கவேண்டும். அதாவது அணுக்களுக்குள் இருக்கும் துணைத் துகளான புரோட்டனின் நிறையை விட 125 மடங்கு அதிகமான இதன் நிறை இருக்கவேண்டும் என்பதே. அதன்படி விஞ்ஞானிகள் கடந்த மார்ச் மாதம் 30ம் திகதி இத்தகைய அணுக்களுக்கிடையிலான மோதலை LHC ஆய்வு மையத்தில் ஆரம்பித்தனர். பல டிரில்லியன் புரோட்டன்களை மோதவிட்டு நடத்திய ஆய்வில் 125.3+ geV  நிறைகொண்ட துகள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ளதாக CERNஆய்வுக் குழு இம்மாதம் ஐந்தாம் திகதி உத்தியோக பூர்வமாக அறிவித்தது. இது 99.999% ஹிக்ஸ் போஸானாகத்தான் இருக்கவேண்டும் என்கின்றனர் விஞ்ஞானிகள். எனவே கடவுளின் துகள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டதாக அறிவிக்கப்பட்டுவிட்டது. என்றாலும் 0.1% மான சந்தேகமும் உள்ளது.

இது ஒரு மிகப்பெரிய கண்டுபிடிப்பு என்ற போதிலும் இது ஆரம்பம் என்கின்றனர் ஆய்வுக் குழுவினர். “இயற்கையைப் புரிந்துகொள்வதில் இது ஒரு மைல்கல். இத்துகள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டதன் மூலம் உலகம் பிறந்த கதை சூடுபிடித்துள்ளது” என்கிறார் ஐரோப்பிய அணு ஆய்வுக் கழகத்தின் இயக்குனர் ஹுயர்.

LHC ஆய்வுமையத்தைப் பயன்படுத்தி மொத்தமாக ALICE, ATLAS, CMS, TOTEM, LHCb, LHCf மற்றும் MOEDAL என ஏழு பரிசோதனைகள் நடந்து வருகின்றன. இதில் TLAS (A Toroidal LHC Apparatus) மற்றும் CMS (Compact Muon Solenoid) என்ற இரண்டு பரிசோதனைகளில் தாம் ஹிக்ஸ் போஸான் மூலத்துகள்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ளன. இவ்வாறு பல கட்டங்களில் இவ்வாய்வு நடாத்தப்பட்டதன் நோக்கம் தாம் செய்யும் சோதனையின் முடிவுகள் சரியானவையா என்று ஒவ்வொரு கட்டத்திலும் ஆய்வு செய்து உறுதிப்படுத்திக்கொள்வதற்கே.

புரோத்திரன்கள் மோதுகையில் LHC இன் உள்ளே சூரிய வெப்பத்தை விடவும் 100,000 மடங்கு வெப்பசக்தி உருவாகின்றது. இப்பாரிய வெப்ப நிலையைக் குறைப்பதற்காக  உள்ளே -271.3 செல்சியஸ் பாகை குளிர்ச்சி நிலையை ஏற்படுத்தியுள்ளனர். புரோத்திரன் கதிர்களை இந்தவேகத்தில் ஓட வைக்க மிகச் சக்திவாய்ந்த 1800 சுப்பர் கண்டக்டிங் காந்தங்களைப் பயன்படுத்துகின்றனர். மின்சாரம் பாய்ச்சும்போது காந்தங்கள் சூடுபிடிக்காதிருக்க அவை 193.2°C அளவில் குளிர்ச்சியாக்கப்பட்டுள்ளன.

ஹிக்ஸ் போஸான் துகளுக்கு கடவுளின் துகள் என்ற பெயர் வர மற்றுமொரு காரணமும் கூறப்படுகின்றது. இயற்பியல் பற்றி குறிப்பாக ஹிக்ஸ் போஸான் பற்றி இயான் லெடெர்மேன் என்ற நோபல் பரிசு பெற்ற விஞ்ஞானி 1993ல் ‘The God Particle: If the Universe Is the Answer, What Is the Question?’ என்ற ஒரு புத்தகத்தை எழுதினார். உண்மையில் அவர் ஹிக்ஸ் போஸான் ஆராய்ச்சிக்காக செலவழிக்கப்படும் பெருந்தொகை மற்றும் கடின உழைப்பு, முயற்சிகள் காரணமாக ஏற்பட்ட விரக்தியில் புத்தகத்திற்கு Goddamn Particle என்றே தலைப்பிட்டுள்ளார். ஆனால் பதிப்பாசிரியர் அதன் பெயரை God Particle என்று மாற்றி வைத்ததாகவும் அவர் குறிப்பிடுகின்றார். ஊடகங்களும் ஹிக்ஸ் போஸானுக்கு God Particle என்ற பெயரையே சூட்டிவிட்டனர். மாற்றமாக கடவுளுக்கும் இத்துகளுக்கும் சம்பந்தமில்லை என்றும் சிலர் வாதிடுகின்றனர்.

கண்களுக்குப் புலப்படாத ஒரு அணுத்துகள்தான் இப்பிரபஞ்ச உருவாக்கத்திற்குக் காரணம் என முதன் முதலில் பீட்டர் ஹிக்ஸ் கூறியபோது அதனை யாரும் ஏற்றுக்கொள்ளவில்லை. விஞ்ஞானிகள் பலரும் அவரைக் கேலி செய்தனர். அப்போது அவருக்கு 34 வயது. எடின்பார்க் பல்கலைக்கழகத்தில் இயற்பியலாளராக இருக்கும்போதே இக்கருத்தை வெளியிட்டார். இது பற்றி அவர் எழுதிய ஓர் ஆய்வுக் கட்டுரையை ஒரு அறிவியல் சஞ்சிகைகூட நிராகரித்துவிட்டது. இயற்பியலின் அடிப்படை விதிகளைத் தகர்க்க முயல்கிறார் பீட்டர் எனப் பலரும் குற்றம் சாட்டினர். உலகப் புகழ்பெற்ற இயற்பியலாளரான ஸ்டீபன் ஹாக்கிங்கூட ஆரம்பத்தில் பீட்டர் ஹிக்ஸால் இத்துகளைக் கண்டுபிடிக்க முடியாது என சவால் விட்டுள்ளார். 100 டொலர்கள் பந்தயமும் கட்டியுள்ளார். ஆரம்பத்தில் ஹிக்ஸினால் அதனை நிரூபிக்க முடியாவிடினும் கடந்த 48 வருடங்களாக வெறும் கற்பனையாகவே இருந்த கடவுளின் அணுத்துகள் ஜெனீவாவில் மேற்கொள்ளப்பட்ட ஆய்வுகளின் பின் நிறூபனமாகியுள்ளது. ஸ்டீபன் ஹாக்கிங்கூட தற்போது தனது தோழ்வியை ஏற்றுக்கொண்டுள்ளதோடு ஹிக்ஸைப் பாராட்டியுள்ளார். அவர் நோபல் பரிசுக்கு முழுமையாகத் தகுதியுடையவர் என்றும் கூறியுள்ளார்.

கடந்த புதன் கிழமை பீட்டர் ஹிக்ஸ் தனது 83 ஆவது வயதில் கண்னத்தில் வடிந்தோடும் ஆனந்தக் கண்ணீரைத் தன் கரங்களால் துடைத்தபடி இவ்வாறு கூறுகிறார். “தனது வாழ்நாளிலேயே தான் முன்வைத் கோட்பாடு நிறூபிக்கப்பட்டமையைத் இன்னும் தன்னால் நம்ப மடியாதிருக்கின்றது” என்று கூறி CERN நிறுவன ஆராச்சிக் குழுவுக்குத் தனது ஆழ்ந்த நன்றிகளைத் தெரிவித்துள்ளார்.

“பின்னர் வானத்தை அது புகையாக இருக்கும் நிலையில் அவன் நாடி வானத்திற்கும் பூமிக்கும் “நீங்கள் இருவரும் கீழ்ப்படிந்தோ அல்லது நிர்ப்பந்தமாகவோ வாருங்கள்” என்று கூறினான். (அதற்கு) அவை இரண்டும் நாம் கீழ்படிந்த நிலையிலே வந்தோம்” என்று கூறின.” (41:11)

இவ் அல்குர்ஆனிய வசனம் பிரபஞ்சத்தின் ஆரம்ப நிலையை வாயுவாக அல்லது துகளாக வர்ணிப்பது போன்றுள்ளது. அவனே யாவற்றையும் நன்கறிந்தவன்.

குறிப்பு - எங்கள் தேசம் பத்திரிகையில் வெளியான எனது ஆக்கம் 
ஆலிப் அலி (இஸ்லாஹி) 

நன்றி ஆலிப் அலி (இஸ்லாஹி) இன் வலைப்பூ 

பதிவின் தொடுப்பு