சனி, ஜூலை 07, 2012

காலடித் தடங்கள், நிழல்கள், மற்றும் நிதர்சனம்

ஜெயந்த் வி நார்லிகர் எழுதிய கட்டுரையின் தமிழாக்கம் 


கடந்த நான்கைந்து ஆண்டுகளாக அடிப்படைத் துகள்கள் பற்றிய இயற்பியல் ஹிக்ஸ் போஸான் என்ற துகளையே வலம் வந்து கொண்டிருக்கிறது. ஊடகங்கள் இந்த துகளை "கடவுள் துகள்" என்று செல்லமாக அழைக்கின்றன. உயர் ஆற்றல் துகள்களைப் பயன்படுத்தி பரிசோதனைகள் நடத்துவதற்கு உலகிலேயே தலை சிறந்த சோதனைக் கூடம் ஜெனீவாவில் அமைந்துள்ள செர்ன் (அணுக்கரு ஆராய்ச்சிக்கான ஐரோப்பிய நிறுவனம்)ஆகும். ஹிக்ஸ் போஸானை கண்டுபிடிக்கும் நோக்கத்தில் உயர் ஆற்றல் துகள்களின் மோதல்களை விடாமல் நடத்திக் கொண்டிருந்தது செர்ன்.

அதிக ஆற்றலுடன் அடிப்படைத் துகள்களை மோத விடும் போது அவை உடைந்து புதிய துகள்களாக உருமாறும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. இதன் மூலமாக புதிய துகள்களையும் புதிய இடைவினைகளையும் கண்டுபிடிக்க முயற்சிக்கலாம். இரண்டு விஞ்ஞானிகள் குழுக்கள் இந்த வழியில் ஹிக்ஸ் போஸானின் இருப்பை கண்டுபிடிக்க முயற்சித்து வந்தனர். இப்போது இந்த மோதல்களின் பின் விளைவுகளில் ஹிக்ஸ் போஸான் பங்கெடுத்துக் கொண்டதற்கான ஆதாரம் அவர்களுக்கு கிடைத்திருப்பதாக தெரிகிறது. அந்த பரிசோதனையைப் பற்றிய விபரங்களை தெரிந்து கொள்வதற்கு முன்பு, ஹிக்ஸ் போஸானின் இருப்பை நிரூபிக்க விஞ்ஞானிகள் ஏன் இவ்வளவு தவித்துக் கொண்டிருந்தார்கள் என்பதையும், அதற்கு "கடவுள் துகள்" என்ற படோடபமான பெயர் ஏன் வழங்கப்பட்டது என்பதையும் பார்க்கலாம்.

இயற்கையின் மர்மங்களை புரிந்து கொள்ள முயற்சி செய்யும் இயற்பியலாளர்கள், இயற்கையைப் பற்றிய விதிகளின் அடிப்படையில் வேலை செய்கிறார்கள் என்று வரலாறு காட்டுகிறது. ஆரம்பத்தில் பல தரப்பட்ட விதிகள் பல இருந்திருக்கலாம். ஆனால், விஞ்ஞானிகள் போய்ச் சேர விரும்பும் ஆதர்ச சூழலில் பரந்த பயன்பாடு உடைய குறைந்த எண்ணிக்கையிலான விதிகளே இருக்கும். எடுத்துக்காட்டாக, மின்ஈர்ப்பு பற்றிய கூலும் விதியை எடுத்துக் கொள்வோம், அது மின்னூட்டம் பெற்ற துகள்கள் ஒன்றை ஒன்று ஈர்ப்பது அல்லது விலக்குவதைப் பற்றி பேசுகிறது. காந்த ஈர்ப்பு மற்றும் விலக்கத்தை பற்றி இதே போன்ற ஒரு விதி உள்ளது. வெளியிலிருந்து பார்க்கும் போது வெவ்வேறாக தெரியும் இந்த விதிகளை ஒரே குடைக்குள் கொண்டு வந்தது ஜேம்ஸ் கிளார்க் மேக்ஸ்வெல்லின் மின்காந்தப் புலம் என்ற கோட்பாடு. அது நடந்தது 1865ல். ஒரு நூற்றாண்டுக்கு பிறகு மின்காந்த விசையும் இயற்கையின் இன்னொரு விசையான "மெல்லிய விசை"யும் ஒன்றுபடுதல் நடந்தது. மின்-மெல்லிய விசை என்று அழைக்கப்படுவது இயற்பியலாளர்கள் அப்துஸ் சலாம் மற்றும் ஸ்டீவன் வைன்பெர்க் ஆகியோரின் பரிசோதனைகளின் முடிவு ஆகும்.

முன்னேற்றத்துக்கான அடுத்த கட்டம் வலுவான விசையை இதே ஒன்றுபடுத்தல் கட்டமைப்புக்குள் கொண்டு வர முடியுமா என்பதை நோக்கி பயணிக்கிறது. ஒன்றுபடுத்தலுக்கான இந்த பயணத்தின் இறுதிக் கட்டத்தில்தான் முதலில் முறையாக கண்டுபிடிக்கப்பட்ட ஈர்ப்பு விசையை மற்ற விசைகளுடன் ஒன்று சேர்க்கும் முயற்சி சாத்தியமாகும் என்பதுதான் வேடிக்கை. ஆப்பிள் விழுவதிலிருந்து தூண்டப்பட்டதாக சொல்லப்படும் நியூட்டனின் கண்டுபிடிப்புதான் ஈர்ப்பு விசை.

ஒன்றுபடுத்தல் பாதையில் பயணிக்கும் விஞ்ஞானிக்கு வழி காட்ட ஒரு குத்து மதிப்பான வழிகாட்டல் இருக்கிறது. பொருட்களை மேலும் மேலும் சிறிய அளவில் பரிசோதனை செய்து கொண்டே அணு மற்றும் மூலக்கூறு வடிவம் வரை வேதியியலாளர் போவது போல, இயற்பியலாளர் இன்னும் சிறிய அளவில் அணுவுக்குள்ளும் உட்கருக்குள்ளும் இருக்கும் துகள்களை நோக்கி தனது ஆய்வை நகர்த்துகிறார். மேலும் மேலும் சிறிய அளவில் ஆய்வுகள் நடத்த பயன்படுத்தப்படும் துகள்களுக்கு மேலும் மேலும் அதிக அளவில் ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது. மின்சாரத்தை காந்தவியலுடன் ஒருங்கிணைப்பதற்கு உயர் ஆற்றல் துகள்கள் தேவைப்படவில்லை. ஆனால் அடுத்த கட்டத்துக்கு அவை தேவைப்பட்டன. மின்-மெல்லிய விசையை உறுதிப்படுத்துவதற்கு புரோட்டானை விட நூறு மடங்கு அதிக ஆற்றலில் துகள் மோதல்கள் நடத்த வேண்டியிருந்தது. புரோட்டான் அணுவின் உட்கருவில் இருக்கும் துகள்களில் முக்கியமான ஒன்றாகும்.

பருப்பொருளின் அடிப்படை இயல்புகளை புரிந்து கொள்ளும் திசையை நோக்கி ஒருவர் பணியாற்றும் போது எதிர் கொள்ளும் கேள்வி: "ஒரு துகள் எங்கிருந்து எப்படி நிறை என்ற பண்பை பெறுகிறது?" நவீன இயற்பியலின் தொடக்கமான இயக்கம் பற்றிய நியூட்டனின் மூன்று விதிகளிலிருந்து இயற்பியலின் வளர்ச்சியை பார்க்கும் போது இந்தக் கேள்வி நீண்ட காலம் பதில் சொல்லப்படாமல் இருப்பது என்ற சாதனையை கொண்டது என்று உணரலாம். உலகத்தில் உள்ள ஒவ்வொன்றுக்கும் சடத்துவம் என்ற பண்பு இருக்கிறது என்கின்றன நியூட்டனின் விதிகள். ஓய்வு நிலையில் இருக்கும் பருப்பொருளை நாம் நகர்த்த முயற்சித்தால் அதன் மீது விசையை செலுத்த வேண்டும். அதே அளவுடைய பீரங்கி குண்டை விட ஒரு கால் பந்தை நகர்த்துவது எளிதாக இருக்கிறது. சடத்துவம் எல்லா பொருட்களுக்கும் ஒரே அளவு இல்லை என்று இந்த வேறுபாடுகள் காட்டுகின்றன. சடத்துவத்தின் அளவை நிறை என்று நியூட்டனின் விதிகள் சொல்கின்றன. ஆனால், நிறை எப்படி உருவாகிறது என்றோ, பொருளின் நிறையை எது தீர்மானிக்கிறது என்பதோ நமக்கு இன்னும் தெரியாது.

அணுத் துகள்களுக்கான நவீன கோட்பாட்டில் இந்த கேள்வி விடையளிக்கப்படாமல் இருக்கிறது. எனினும், 1960 களின் ஆரம்பத்தில் பீட்டர் ஹிக்ஸ் முன்மொழிந்த கருத்துக்களின் படி ஹிக்ஸ் துகள் என்று பின்னர் அழைக்கப்பட்ட துகள்தான் மற்ற துகள்களுக்கு நிறையை அளிப்பதற்கு பொறுப்பானது. அடிப்படைத் துகள்கள் பற்றிய எந்த ஒரு நவீன கோட்பாட்டுக்கும் தொடக்கப் புள்ளியாக கருதப்படும் செந்தர மாதிரி ஹிக்ஸ் துகள் இருக்க வேண்டும் என்பதை வேண்டுவதோடு அதன் நிறையும் அடிப்படை பண்புகளும் குறிப்பிட்ட அளவு மதிப்புகளுக்குள் இருக்க வேண்டும் என்று எதிர்பார்க்கிறது. அடிப்படை துகள்கள் இந்திய இயற்பியலாளர் சத்யேன் போஸால் வகுக்கப்பட்ட விதிகளை பின்பற்றுகின்றனவா அல்லது இத்தாலிய இயற்பியலாளர் என்ரிகோ பெர்மியால் வகுக்கப்பட்ட விதிகளை பின்பற்றுகின்றனவா என்பதைப் பொறுத்து போஸான்கள் அல்லது பெர்மியான்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. ஹிக்ஸ் துகள் ஒரு போஸான் என்பதால் அது ஹிக்ஸ் போஸான் என்று அழைக்கப்படுகிறது. காலப்போக்கில் அதன் அடிப்படைத் தன்மையின் காரணமாக நோபல் பரிசு பெற்ற நியோன் லேடர்மேன் சூட்டிய "கடவுள் துகள்" என்ற பெயரை பெற்றது. தேவையில்லாமல் கடவுளை உள்ளே நுழைக்கும் இந்த பெயரை பல விஞ்ஞானிகள் விரும்புவதில்லை.

எதிர்பார்த்த நிறையுடைய ஹிக்ஸ் போஸானை கண்டு பிடிப்பது துகள் இயற்பியலின் செந்தர மாதிரியை இன்னும் அதிக வலுவாக்கும். அது கண்டுபிடிக்கப்படா விட்டாலோ, அல்லது வேறுபட்ட நிறையில் காணப்பட்டாலோ, நவீன துகள் இயற்பியலின் பல கருத்துக்கள் மாற்றப்பட வேண்டியிருக்கும். அண்டத்தின் தொடக்கங்களை ஆய்வு செய்யும் அண்டவியலாளர்களும் இந்த பரிசோதனைகளை கவனமாக கவனித்துக் கொண்டிருக்கிறார்கள்.  பருப்பொருள் எப்படி உருவானது, பிக்பேங்கில் அண்டம் உருவான பிறகு எப்படி பரப்பப்பட்டது என்பது குறித்த முக்கியமான பல கேள்விகளின் பட்டியல் அவர்களிடம் இருக்கிறது.

ஜூலை 4, 2012 அன்று செர்ன் அறிவித்த கண்டுபிடிப்பை இந்த பின்னணியில்தான் பார்க்க வேண்டும். அவதானிக்கப்பட்ட மோதல் நிகழ்வுகளின் ஆய்வு போஸான் போல நடந்து கொள்ளும் புரோட்டான் அல்லது நியூட்ரானை விட கணிசமான அதிக நிறையுடைய ஒரு துகள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ளதாக சுட்டுகின்றன. அதன் பண்புகள் எதிர்பார்க்கப்படும் ஹிக்ஸ் போஸான் பண்புகளை அது ஒத்திருக்கின்றன. ஆனால் இந்த கண்டுபிடிப்புடன் தொடர்புடைய விஞ்ஞானிகள் முனைந்து வலியுறுத்துவைப் போல அவர்கள் தேடிக் கொண்டிருக்கும் ஹிக்ஸ் போஸான் அதுதான் என்று இப்போதே முடிவு செய்ய முடியாது. அந்த முடிவுக்கு வருவதற்கு முன்பு பொறுமையும் இன்னும் பல பரிசோதனைகளும் தேவை.

இதைப் பற்றி ஒரு ஒப்பீட்டை பார்க்கலாம் : கடற்கரையில் உங்களுக்கு தெரிந்த ஒருவரை தேடிக் கொண்டிருக்கிறீர்கள். அவரது தடங்களோடு ஒத்து போகும் சில காலடி தடங்களை பார்க்கிறீர்கள், உங்கள் நண்பரின் நிழலை போன்ற நிழல் தெரிந்ததாக கேள்விப்படுகிறீர்கள். இவற்றின் மூலம் அவர் கடற்கரையில்தான் எங்கோ இருக்கிறார் என்று உங்களுக்கு நம்பிக்கை ஏற்படுகிறது. ஆனால் அவரை நீங்கள் இன்னும் நேரில் பார்க்கவில்லை.

ஹிக்ஸ் போஸான் இப்போது தோன்றி மறையும் நிழலாகத்தான் காணப்பட்டிருக்கிறது. 

1 கருத்து:

திண்டுக்கல் தனபாலன் சொன்னது…

வலைச்சரம் மூலம் உங்கள் தளத்திற்கு வந்தேன்.

உங்களின் தளம் வலைச்சரத்தில் அறிமுகப்படுத்தி உள்ளது... வாழ்த்துக்கள்...

மேலும் விவரங்களுக்கு இங்கே (http://blogintamil.blogspot.in/2012/08/blog-post.html) சென்று பார்க்கவும். நன்றி !

நேரம் கிடைச்சா நம்ம தளம் வாங்க... நன்றி.