ಹಿಗ್ಸ್ ಬೋಸಾನ್ – ಹೊಸ ಹಾದಿಯತ್ತ ಭೌತ ವಿಜ್ಞಾನ

ಹಿಗ್ಸ್ ಬೋಸಾನ್ – ಹೊಸ ಹಾದಿಯತ್ತ ಭೌತ ವಿಜ್ಞಾನ
ನಮ್ಮ ಸುತ್ತಲಿನ ಜಗತ್ತು ಯಾವ ಮೂಲಭೂತ ಕಣಗಳಿಂದ ಆಗಿದೆ ಎಂಬುದು ಬಹಳ ಕಾಲದಿಂದಲೂ ಮಾನವನನ್ನು ಕಾಡುತ್ತಿರುವ ಸಮಸ್ಯೆ. ಪಂಚಭೂತಗಳ ಸಿದ್ಧಾಂತ ಎಲ್ಲ ನಾಗರಿಕತೆಗಳಲ್ಲಿ ಬೇರೆ ಬೇರೆ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ರೂಪುಗೊಂಡಿರುವುದು ಇದೇ ಕಾರಣದಿಂದ.

ಸುಮಾರು ಇನ್ನೂರು ವರ್ಷಗಳ ಹಿಂದೆ ಮೂಲಭೂತ ವಾದ ಅಣುಗಳಿಂದ ಎಲ್ಲ ವಸ್ತುಗಳೂ ಉಂಟಾಗಿವೆ ಎಂಬ ಅಂಶವನ್ನು ಹಂತ ಹಂತವಾಗಿ ತಿಳಿದುಕೊಂಡೆವು. ಅಣು ಎಂದರೆ ಮಾಲೆಕ್ಯೂಲ್ ಎಂದು. ಅದರ ರಚನೆಯನ್ನೂ ಬಿಡಿಸಿ ಪರಮಾಣು ಅಂದರೆ ಆಟಂ ಎಂಬುದರ ಬಗ್ಗೆ ತಿಳುವಳಿಕೆ ಮೂಡಿತು. ಮುಂದೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಪತ್ತೆಯಾಯಿತು. ಪರಮಾಣುವಿನ ಕೇಂದ್ರದಲ್ಲಿ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಇದೆ ಎಂಬ ವಿಷಯವೂ ತಿಳಿಯಿತು. ಹೀಗೆ ಮುಂದುವರೆದ ಅಧ್ಯಯನ ಪರಮಾಣುವಿನ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ನಲ್ಲಿ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಗಳು ಇವೆ ಎಂಬಲ್ಲಿಗೆ ಮುಟ್ಟಿತು.

ಈ ಸಣ್ಣ ಕಣಗಳ ಗುಣ ವಿಶೇಷಗಳನ್ನು ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕವಾಗಿ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಿ ಅವುಗಳನ್ನು ಪನಃ ವರ್ಗೀಕರಣ ಮಾಡಲಾಯಿತು. ಸ್ಪಿನ್ ಎಂಬ ಗುಣವನ್ನು ವಿವರಿಸುವ ಸೂಚ್ಯಂಕ ಅರ್ಧ ಇರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಗಳ ಸಾಮೂಹಿಕ ವರ್ತನೆಯನ್ನು ಎನ್ರಿಕೋ ಫರ್ಮಿಯವರ ಸಿದ್ಧಾಂತ ವಿವರಿಸಿತು. ಅವನ್ನು ಫರ್ಮಿಯಾನ್ ಎಂದು ಕರೆದರು. ಈ ಸೂಚ್ಯಂಕ ಅರ್ಧ ಇಲ್ಲದಿರುವ ಕೆಲವು ಕಣಗಳ ವರ್ತನೆಯನ್ನು ಸತ್ಯೇಂದ್ರನಾಥ ಬೋಸ್ ಮತ್ತು ಆಲ್ಬರ್ಟ್ ಐನ್‌ಸ್ತೈನ್ ಅವರ ಸಿದ್ಧಾಂತ ವಿವರಿಸಿತು. ಇವುಗಳನ್ನು ಬೋಸಾನ್ ಎಂದು ಕರೆದಿದ್ದೇವೆ.

ಕಳೆದ ಐವತ್ತು ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ ಈ ಅಧ್ಯಯನ ಮುಂದುವರೆದು ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಎಂಬ ಇನ್ನೂ ಪುಟ್ಟ ಕಣಗಳು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಗಳ ಮೂಲ ವಸ್ತುಗಳು ಎಂದು ತೋರಿಸಿಕೊಟ್ಟಿತು. ಇವನ್ನು ಟಾಪ್, ಬಾಟಂ, ಅಪ್, ಡೌನ್, ಚಾರ್ಮ್ ಮತ್ತು ಸ್ಟ್ರೇಂಜ್ ಹೀಗೆ ಪುನಃ ವರ್ಗೀಕರಿಸಲಾಯಿತು.

ಬಿಗ್ ಬ್ಯಾಂಗ್ ಸಿದ್ಧಾಂತದ ಪ್ರಕಾರ ವಿಶ್ವದ ಆದಿ ಕಾಲದ ಒಂದು ಬಹು ಮುಖ್ಯ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಈ ಎಲ್ಲ ಬಗೆಯ ಪುಟ್ಟ ಕಣಗಳ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆ ಅತಿ ಅವಶ್ಯವಾಗಿತ್ತು. ಈ ಕ್ರಿಯೆ ಹೇಗೆ ನಡೆದಿರಬಹುದು ಎಂಬುದನ್ನು ವಿವರಿಸುವ “ಸ್ಟಾಂಡರ್ಡ್ ಮಾಡೆಲ್” ಈಗ ಬಹುತೇಕ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳ ಮನ್ನಣೆ ಪಡೆದಿದೆ. ಇದರ ಪ್ರಕಾರ ಆರು ಬಗೆಯ ಮೂಲಭೂತ ಕಣಗಳು ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಎಂಬ ವರ್ಗದವು ಮತ್ತು ಇನ್ನು ಆರು ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಎಂಬ ವರ್ಗದವು ವಿಶ್ವದ ಇಂದಿನ ಸ್ವರೂಪಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾದವು. ಆದರೆ ಅವುಗಳನ್ನು ಒಂದುಗೂಡಿಸಲು ನಾಲ್ಕು ಬಲಗಳು (ಗುರುತ್ವ, ವಿದ್ಯುತ್ ಕಾಂತಿಯ ಬಲಗಳಲ್ಲದೆ ವೀಕ್ ಮತ್ತು ಸ್ಟ್ರಾಂಗ್ ಎಂಬ ಬಲಗಳು) ಬೇಕು. ಜೊತೆಗೆ ವರ್ಗಾವಣೆ ನಡೆಸಲು ಅವಶ್ಯವಾದ ಕೆಲವೊಂದು ವಿಶಿಷ್ಟ ಕಣಗಳೂ ಬೇಕು. ಆಯಾ ಬಲಗಳಿಗೆ ಅಗತ್ಯವಾದ ಮಧ್ಯಂತರ ಕಣಗಳನ್ನು ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕವಾಗಿ ಊಹಿಸಿ ಅದೇ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಕಣಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆ ಮಾಡುವುದು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿದ್ದು ಇತ್ತೀಚೆಗೆ.

ಈ ಕಣಗಳಿಗೆ ಇರುವ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಅವುಗಳ ಮೂಲಭೂತ ಗುಣ. ಅದು ಹೇಗೆ ನಿರ್ಧಾರವಾಗುತ್ತದೆ? ಎಂಬುದರ ಬಗ್ಗೆ ದೀರ್ಘ ಅಧ್ಯಯನ ನಡೆಸಿದ್ದು ಬಹಳ ಹಿಂದೆ, ಪೀಟರ್ ಹಿಗ್ಸ್ ಅವರ ತಂಡ. ಎಲ್ಲೆಲ್ಲೂ ಒಂದು ಕ್ಷೇತ್ರ ನಿರ್ಮಾಣವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಕಣವೂ ಈ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ನಡೆಸುವ ಕ್ರಿಯೆಯೇ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ಈ ಕ್ರಿಯೆಗೆ ಇನ್ನೊಂದು ಸಣ್ಣ ಕಣ ಅವಶ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಕ್ಷೇತ್ರಕ್ಕೆ ಹಿಗ್ಸ್ ಕ್ಷೇತ್ರ ಎಂದು ಹೆಸರು. ಈ ಕಣಕ್ಕೆ ಹಿಗ್ಸ್ ಬೋಸಾನ್ ಎಂದು ಹೆಸರು. ಇದರ ಗುಣವನ್ನಾಗಲೀ, ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನಾಗಲೀ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ ತಿಳಿಯುವುದು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿರಲಿಲ್ಲ. ಅಲ್ಲದೆ ಇದು ಬಹಳ ಅಸ್ಥಿರ ; ಅಂದರೆ ಮಿಲಿ ಸೆಕೆಂಡುಗಳಿಗಿಂತಲೂ ಕಡಿಮೆ ಅವಧಿಯಲ್ಲಿ ಇತರ ಕಣಗಳೊಡನೆ ಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ತೊಡಗಿಬಿಡುವುದು. ಇನ್ನು ಹುಡುಕುವುದಾದರೂ ಹೇಗೆ? ಇದೇ ದೊಡ್ಡ ಸವಾಲು.

ಈ ವಿಷಯವನ್ನು ಕುರಿತು ಲೆಡರ್ ಮನ್ ಎಂಬ ನೊಬೆಲ್ ಪ್ರಶಸ್ತಿ ವಿಜೇತ ವಿಜ್ಞಾನಿ ಪುಸ್ತಕವನ್ನು ರಚಿಸಿದರು. ತರಲೆ ಕಣ ಎಂಬರ್ಥ ಬರುವ “ಗಾಡ್ ಡ್ಯಾಮ್ ಪಾರ್ಟಿಕಲ್” ಎಂದು ಶೀರ್ಷಿಕೆ ಕೊಟ್ಟರು. ಆದರೆ ಅದರ ಪ್ರಕಾಶಕರು ಡ್ಯಾಮ್ ಎಂಬ ಪದವನ್ನು ತೆಗೆದು ಹಾಕಿದರು. ಹೀಗೆ ಅದು ಗಾಡ್ ಪಾರ್ಟಿಕಲ್ ಎಂಬ ಅಡ್ಡ ಹೆಸರು ಪಡೆಯಿತು.

(ಇದು ಮಾಧ್ಯಮಗಳನ್ನು ಜನ ಸಾಮಾನ್ಯರನ್ನು ಆಕರ್ಷಿಸಿದ್ದು ಇದೇ ಕಾರಣಕ್ಕೆ.)

ಈ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಸೆರ್ನ್ ಪ್ರಯೋಗ ಬಹಳ ಅಪೂರ್ವವಾದ ಅವಕಾಶ ಒದಗಿಸಿತು. ಸುಮಾರು ೩.೭ ಮಿಲಿಯನ್ ಹಿಗ್ಸ್ ಬೋಸಾನ್ ಗಳ ಪೈಕಿ ಒಂದು ಮಾತ್ರ ಉಂಟುಮಾಡಬಹುದಾದ ಕ್ರಿಯೆಯ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಅದನ್ನು ಪತ್ತೆ ಮಾಡುವ ಅಭೂತ ಪೂರ್ವ ಅವಕಾಶ ಅಲ್ಲಿ ದೊರೆಯಿತು.

ಜುಲೈ ೪ರಂದು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಈ ಕಣದ ಅಸ್ತಿತ್ವವನ್ನು ಗುರುತಿಸಿರುವುದಾಗಿ ಘೋಷಿಸಿದರು.

ಇದೀಗ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಹೊಸ ಬಗೆಯ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಚಿಂತನೆಗಳತ್ತ ಗಮನ ಹರಿಸಬೇಕು. ವಿಶ್ವದಲ್ಲಿ ಇರುವ ಒಟ್ಟು ದ್ರವ್ಯ ರಾಶಿಯ ಶೇಕಡಾ ೪ ಮಾತ್ರ ಗೋಚರ ವಸ್ತು ಎಂದು ವಿಶ್ವವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಸಾರಿದ್ದಾರೆ. ಶೇಕಡಾ ೭೦ಕ್ಕೂ ಹೆಚ್ಚು ಭಾಗ ಅವ್ಯಕ್ತ ಚೈತನ್ಯ ಎಂದಿದ್ದಾರೆ. (ಇದು ಶೇಕಡಾ ೨೦ ರಷ್ಟು ಇರಬಹುದಾದ ಅವ್ಯಕ್ತ ವಸ್ತು ಡಾರ್ಕ್ ಮ್ಯಾಟರ್ ಅಲ್ಲ.) ಈ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಹಿಗ್ಸ್ ಬೋಸಾನ್ ಹೊಸ ಬೆಳಕು ಚೆಲ್ಲ ಬಹುದು ಎಂಬುದು ಆಶಯ.

http://www.youtube.com/watch?v=9Uh5mTxRQcg

http://www.exploratorium.edu/origins/cern/ideas/higgs.html

http://www.youtube.com/watch?v=9Uh5mTxRQcg

http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-19076355

http://www.cpepweb.org/images/chart_2006_4.jpg

http://particleadventure.org/

***

ಲೇಖಕರು: ಬಿ ಎಸ್ ಶೈಲಜಾ