പ്രപഞ്ചം പരീക്ഷണശാലയില്‍ പുനഃസൃഷ്ടിക്കുന്നു
സാബു ജോസ്
 |
|
അത്യധികം സാന്ദ്രമായ അവസ്ഥയാണ് ക്വാര്‍ക്ക്-ഗ്ളൂവോണ്‍ പ്ളാസ്മ നിലനില്‍ക്കുന്നത്. ഒരു ന്യൂട്രോണ്‍ താരത്തിലുള്ള ദ്രവ്യ സാന്ദ്രതയിലും തീവ്രമായിരിക്കും ഇത്. ഒരു പയര്‍ മണിയുടെയത്ര വലുപ്പത്തില്‍ ഈ ദ്രവ്യമെടുത്താല്‍ അതിന് ഈഫല്‍ ടവറിന്റെ ഭാരമുണ്ടാകും ! ഒരു നിമിഷാര്‍ധത്തിനുള്ളില്‍ സൃഷ്ടിയും സംഹാരവും നടക്കുന്ന തരത്തിലാണ് പരീക്ഷണശാലയില്‍ ക്വാര്‍ക്ക്-ഗ്ളൂവോണ്‍ പ്ളാസ്മ പുനഃസൃഷ്ടി നടത്തിയിരിക്കുന്നത്. ഈ പ്ളാസ്മയിലൂടെ മറ്റു സൂക്ഷ്മ കണികകള്‍ കടത്തിവിടുകയും അവയുടെ പ്രതിപ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ അപഗ്രഥിക്കുകയുമാണ് പരീക്ഷണത്തിന്റെ അടുത്ത ഘട്ടം. സേണില്‍ നിന്നുള്ള പുതിയ വിശേഷങ്ങള്‍ക്കായി ശാസ്ത്രലോകം കാത്തിരിക്കുകയാണ്. |
2011ല്‍ ആരംഭിച്ച ALICE(A Large Ion Collider Experiment) ഘന-അയോണ്‍ പരീക്ഷണത്തിന്റെ ഫലമാണ് ഇക്കഴിഞ്ഞ ഓഗസ്റ് 13ന് സേണ്‍ പുറത്തുവിട്ടിരിക്കുന്നത്. ഇതുവരെ മനുഷ്യന് നിര്‍മിക്കാന്‍ കഴിഞ്ഞിട്ടുള്ള താപനിലയുടെ 38% അധികമാണ് ഇപ്പോള്‍ സൃഷ്ടിച്ചിരിക്കുന്ന പ്ളാസ്മയ്ക്കുള്ളത്. ഇത് ഒരു ഗിന്നസ് റെക്കോഡുമാണ്. സേണില്‍ നടത്തിയ പരീക്ഷണത്തിനു സമാന്തരമായി ന്യൂയോര്‍ക്കിലെ RHICbnepw (Relativistic Heavy Ion Collider) ഇതേ പരീക്ഷണം നടത്തിയപ്പോഴും 5.5 ട്രില്യണ്‍ ഡിഗ്രി സെല്‍ഷ്യസില്‍ ക്വാര്‍ക്ക് - ഗ്ളൂവോണ്‍ പ്ളാസ്മ സൃഷ്ടിക്കാന്‍ സാധിച്ചു. സേണിലെ പരീക്ഷണത്തിന് ലെഡ് അയോണുകള്‍ ഉപയോഗിച്ചപ്പോള്‍ RHICയില്‍ ഗോള്‍ഡ് അയോണുകളാണ് പരീക്ഷണത്തിനായി തെരഞ്ഞെടുത്തത്.
ക്വാര്‍ക്ക് - ഗ്ളൂവോണ്‍ പ്ളാസ്മ
പ്രോട്ടോണ്‍, ന്യൂട്രോണ്‍, ഇലക്ട്രോണ്‍ എന്നീ കണികകള്‍ കൊണ്ടാണ് സാധാരണ പ്രാപഞ്ചിക ദ്രവ്യമൊന്നാകെ (Baryonic Matter) സൃഷ്ടിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നത്. ഇവയില്‍ പ്രോട്ടോണ്‍, ന്യൂട്രോണ്‍ എന്നിവ നിര്‍മിച്ചിരിക്കുന്നത് ക്വാര്‍ക്കുകള്‍ എന്ന മൌലിക കണങ്ങള്‍ കൊണ്ടാണ്. അപ് (Up), ഡൌണ്‍ (Down), ചാംഡ് (Charmed), സ്ട്രേയ്ഞ്ച് (Strange), ടോപ് (Top), ബോട്ടം (Botttom) എന്നിങ്ങനെ ആറു തരത്തിലുള്ള ക്വാര്‍ക്കുകളുണ്ട്. പിണ്ഡവും വൈദ്യുത ചാര്‍ജുമുള്ള കണങ്ങളാണ് ക്വാര്‍ക്കുകള്‍. ഇവയുടെ പ്രതിപ്രവര്‍ത്തന ശേഷിയനുസരിച്ച് ചുമപ്പ്, നീല, പച്ച എന്നിങ്ങനെ മൂന്നുവീതം കളര്‍ പാറ്റേണുകളായും വിഭജിച്ചിട്ടുണ്ട്. രണ്ട് അപ് ക്വാര്‍ക്കുകളും ഒരു ഡൌണ്‍ ക്വാര്‍ക്കും ചേര്‍ന്നാണ് ഒരു പ്രോട്ടോണ്‍ ഉണ്ടാകുന്നത്. അതുപോലെ രണ്ടു ഡൌണ്‍ ക്വാര്‍ക്കുകളും ഒരു അപ് ക്വാര്‍ക്കും ചേര്‍ന്നാല്‍ ഒരു ന്യൂട്രോണുമാകും. ക്വാര്‍ക്കുകള്‍ തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവര്‍ത്തനത്തിന്റെ മാധ്യമമാണ് ഗ്ളൂവോണുകള്‍ (Gluons) എന്നറിയപ്പെടുന്ന പിണ്ഡമില്ലാത്ത ബലവാഹികളായ കണങ്ങള്‍ (Force Particles), ഒരു ക്രാന്തിക താപനിലയില്‍ (Critical Temperature) പ്രോട്ടോണുകളും ന്യൂട്രോണുകളും ‘ഉരുകി’ അത്യധികം ഉന്നത ഊഷ്മാവും സാന്ദ്രതയുമുള്ള ഒരു ‘സൂപ്പര്‍ ഫ്ളൂയിഡ്’ അവസ്ഥയിലാകും. ഗ്ളൂവോണുകള്‍ നിയന്ത്രിക്കുന്നതും, ന്യൂക്ളിയസ്സിനെ തകരാതെ പിടിച്ചു നിര്‍ത്തുന്നതുമായ ശക്ത ന്യൂക്ളിയര്‍ ബലത്തിന് (Strong Nuclear Force) ഈ അവസ്ഥയില്‍ നിലനില്‍പില്ല. ക്വാര്‍ക്കുകളും ഗ്ളൂവോണുകളും സ്വതന്ത്രമായി നിലനില്‍ക്കുന്ന ഈ അവസ്ഥയാണ് ക്വാര്‍ക്ക് - ഗ്ളൂവോണ്‍ പ്ളാസ്മയെന്നറിയപ്പെടുന്നത്. 13.75 ബില്യണ്‍ വര്‍ഷങ്ങള്‍ക്കു മുന്‍പുണ്ടായ മഹാവിസ്ഫോടനത്തേത്തുടര്‍ന്നു രൂപംകൊണ്ട ഈ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ആദ്യ നിമിഷങ്ങളില്‍ ദ്രവ്യം നിലനിന്നിരുന്നത് ക്വാര്‍ക്ക് - ഗ്ളൂവോണ്‍ പ്ളാസ്മ രൂപത്തിലാണ്. പിന്നീട് പ്രപഞ്ചം വികസിക്കാനാരംഭിച്ചതോടെ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ താപനില കുറയുകയും ക്വാര്‍ക്കുകളും ഗ്ളൂവോണുകളും സംയോജിച്ച് പ്രോട്ടോണുകളും ന്യൂട്രോണുകളും രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്തു. ഇവ ഇലക്ട്രോണുകളുമായി സംഘടിച്ച് ആറ്റങ്ങളായി. ആറ്റങ്ങള്‍ കൂടിച്ചേര്‍ന്ന് തന്മാത്രകളും പിന്നീട് ദ്രവ്യത്തിന്റെ സ്ഥുലരൂപങ്ങളായ നക്ഷത്ര സമൂഹങ്ങളും, ഗ്രഹങ്ങളും, അവയിലെ ജീവനുമെല്ലാമുണ്ടായി എന്നാണ് പ്രപഞ്ച വിജ്ഞാന മേഖലയിലെ മാനക മാതൃക (Standard Model) പഠിപ്പിക്കുന്നത്. പ്രപഞ്ച പരിണാമത്തിന്റെ വിവിധ ഘട്ടങ്ങള്‍ വസ്തുനിഷ്ഠമായി അവതരിപ്പിക്കുന്നതിന് ക്വാര്‍ക്ക് - ഗ്ളൂവോണ്‍ പ്ളാസ്മയുടെ പുനഃസൃഷ്ടിയിലൂടെ ഇനി കണികാ ഭൌതികജ്ഞര്‍ക്ക് അനായാസം സാധിക്കും. ശൈശവ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ പ്രകൃതങ്ങളേക്കുറിച്ച് വളരെ നിര്‍ണായകമായ വിവരങ്ങളാണ് ഈ പരീക്ഷണത്തിലൂടെ ലഭിച്ചതെന്നാണ് ഞഒകഇ പരീക്ഷണത്തിന്റെ മേധാവിയായ സ്റീഫന്‍ വിഗ്ഡര്‍ ഓഗസ്റ് 14ന് നടത്തിയ വാര്‍ത്താ സമ്മേളനത്തില്‍ അവകാശപ്പെടുന്നത്. പ്ളാസ്മയുടെ ശ്യാനതയും (Viscosity), ആന്തര ഘര്‍ഷണവും (Internal Friction) നേരിട്ടു പഠിക്കാന്‍ കഴിയുന്നതും ഈ പരീക്ഷണത്തിന്റെ പ്രാധാന്യം വര്‍ധിപ്പിക്കുന്നു.
അത്യധികം സാന്ദ്രമായ അവസ്ഥയാണ് ക്വാര്‍ക്ക്-ഗ്ളൂവോണ്‍ പ്ളാസ്മ നിലനില്‍ക്കുന്നത്. ഒരു ന്യൂട്രോണ്‍ താരത്തിലുള്ള ദ്രവ്യ സാന്ദ്രതയിലും തീവ്രമായിരിക്കും ഇത്. ഒരു പയര്‍ മണിയുടെയത്ര വലുപ്പത്തില്‍ ഈ ദ്രവ്യമെടുത്താല്‍ അതിന് ഈഫല്‍ ടവറിന്റെ ഭാരമുണ്ടാകും ! ഒരു നിമിഷാര്‍ധത്തിനുള്ളില്‍ സൃഷ്ടിയും സംഹാരവും നടക്കുന്ന തരത്തിലാണ് പരീക്ഷണശാലയില്‍ ക്വാര്‍ക്ക്-ഗ്ളൂവോണ്‍ പ്ളാസ്മ പുനഃസൃഷ്ടി നടത്തിയിരിക്കുന്നത്. ഈ പ്ളാസ്മയിലൂടെ മറ്റു സൂക്ഷ്മ കണികകള്‍ കടത്തിവിടുകയും അവയുടെ പ്രതിപ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ അപഗ്രഥിക്കുകയുമാണ് പരീക്ഷണത്തിന്റെ അടുത്ത ഘട്ടം. സേണില്‍ നിന്നുള്ള പുതിയ വിശേഷങ്ങള്‍ക്കായി ശാസ്ത്രലോകം കാത്തിരിക്കുകയാണ്.
ന്യൂട്രോണ്‍ താരങ്ങള്‍
നക്ഷത്ര പരിണാമത്തിലെ ഒരു ഘട്ടം. ചുമന്ന ഭീമന്‍ നക്ഷത്രങ്ങള്‍ ‘സൂപ്പര്‍നോവാ’ എന്നറിയപ്പെടുന്ന നക്ഷത്ര വിസ്ഫോടനത്തേത്തുടര്‍ന്ന് ഛിന്നഭിന്നമാകും. അവശേഷിക്കുന്ന നക്ഷത്രക്കാമ്പാണ് ന്യൂട്രോണ്‍ താരങ്ങള്‍ (Neutron Stars) എന്നറിയപ്പെടുന്നത്. ദ്രവ്യസാന്ദ്രത അത്യധികം തീവ്രമായ ന്യൂട്രോണ്‍ താരങ്ങളുടെ ഗുരുത്വ വലിവും വളരെ ശക്തമായിരിക്കും. ഒരു ‘സൂപ്പര്‍ ഫ്ളൂയിഡ്’ അവസ്ഥയിലാണ് ഇത്തരം താരങ്ങളില്‍ നക്ഷത്ര ദ്രവ്യം സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നത്. അതിവേഗതയില്‍ ഭ്രമണം ചെയ്യുന്ന ന്യൂട്രോണ്‍ താരങ്ങള്‍ കൃത്യമായ ഇടവേളകളില്‍ റെഡിയോ സിഗ്നലുകള്‍ പുറത്തുവിടുന്നുണ്ട്. ഇങ്ങനെ റേഡിയോ സിഗ്നലുകള്‍ പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന ന്യൂട്രോണ്‍ താരങ്ങളാണ് പള്‍സാറുകള്‍ (Pulsar)
അയോണുകള്‍
വൈദ്യുത ചാര്‍ജുള്ള ഒരു ആറ്റമോ റാഡിക്കലോ ആണ് അയോണുകള്‍ (Ions). ധനവൈദ്യുത ചാര്‍ജുള്ള അയോണുകളില്‍ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണം പ്രോട്ടോണുകളുടെ എണ്ണത്തേക്കാള്‍ കുറവായിരിക്കും. ഋണ അയോണുകളില്‍ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണമായിരിക്കും കൂടുതല്‍. ഒരു ആറ്റമോ തന്മാത്രയോ ഇലക്ട്രോണുകള്‍ സ്വീകരിക്കുകയോ നഷ്ടപ്പെടുത്തുകയോ ചെയ്യുന്നതുകൊണ്ട് ചാര്‍ജിത കണങ്ങളായി മാറുന്ന പ്രവര്‍ത്തനമാണ് അയോണീകരണം.
Ph : 9656363145
This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it