|
WSWS
:Tamil
:
செய்திகள் ஆய்வுகள்
:
விஞ்ஞானமும் தொழில்நுட்பமும்
What does particle physics tell us about the nature
of matter?
சடப்பொருளின் இயல்பைப் பற்றி நுண்ணணுத்துகள்
இயற்பியல் நமக்கு என்ன சொல்கிறது?
By Chris Talbot
20 January 2010
Use this version
to print | Send
feedback
The Lightness of Being: Mass, Ether, and the
Unification of Forces , எழுதியவர் பிரான்க்
வெல்க்ஜெக். பதிப்பகம் - அமெரிக்காவில் உள்ள
Basic Books மற்றும் இங்கிலாந்தில் உள்ள
Penguin,
Allen Lane.
பதிப்பிக்கப்பட்ட ஆண்டு - 2009.
பிரான்க் வெல்க்ஜெக்கின் புத்தகமானது, நுண்ணணுதுகள் இயற்பியலின் 50 ஆண்டுகளுக்கும்
மேலான விளைவுகளை ஓர் அடிமட்ட வாசகருக்கு விளக்கும் ஒரு முயற்சி என்று கூறலாம். வெல்க்ஜெக் நோபல்
பரிசு பெற்ற ஒரு தத்துவார்த்த இயற்பியலாளர் ஆவார்.
1970- களில் பட்டம் பெற்ற ஒரு
மாணவராக, அவர் தம்முடைய மேற்பார்வையாளர் டேவிட் குரோஸூடன் இணைந்து பிரின்ஸ்டனில்
Quantum Chromodynamics (QCD)
என்ற கோட்பாட்டை அபிவிருத்தி செய்வதன் ஒரு பாகமாக குவார்க்களின் (quarks
- ஒருவகை நுண்துகள்) அணுக்கோட்பாட்டிற்குரிய சுதந்திரம் (asymptotic
freedom) மீதிருந்த சிக்கல் குறித்து ஆராய்ந்தார்.
2004-ல் குரோஸிற்கும், வெல்க்ஜெக்கிற்கும், எச். டேவிட் பொலிட்ஜருடன் இணைந்து இயற்பியல் துறையில்
நோபல் பரிசு வழங்கப்பட்டது. டேவிட் பொலிட்ஜனரும் இதே விஷயத்தைத் தனியாக கண்டறிந்திருந்தார். ஒன்றுக்கு
அருகில் ஒன்று நெருக்கமாக இருக்கும் குவார்க்களுக்கு இடையில் நியூக்ளியர் ஆற்றல் பலவீனமாக இருக்கிறது, இதனால்
அவை சுதந்திர நுண்ணணுதுகள்களாக செயல்படுகின்றன என்பதை இம்மூவரும் கண்டறிந்தார்கள்.
QCD-யைப்
பொறுத்தவரையில், குவார்க்குகள் தொலைவிற்கு நகரும் போது இந்த ஆற்றல் அதிகரிக்கிறது, இதுகுவார்க்குகளின்
சாத்தியமின்மை அவற்றிற்குள்ளேயே இருக்கிறது என்ற குவார்க் வரையறை நிகழ்வை விளக்குகிறது.
வெல்க்ஜெக்கின் புத்தகம் ஓர் அணுகுமுறை பாணியில் எழுதப்பட்டிருக்கிறது, ஆனால்
விஞ்ஞானம் நமக்கு என்ன சொல்கிறது என்ற மெய்யியல் முடிவுகளின் மீது நமக்கு ஒரு சிந்தனைப்பூர்வமான
பிரதிபலிப்பை அளிக்கிறது. வெல்க்ஜெக் இந்த விஷயத்தில் ஒரு வரலாற்று ரீதியான அணுகுமுறையைக் கையில்
எடுக்கிறார்.
ஜெனிவாவிற்கு அருகில்
CERN-ல் நடத்தப்படவிருக்கும் பெருவெடிப்பியந்திர
சோதனையோடு பொருந்தி வரும் வகையில் The
Lightness of Being புத்தகத்தை வெளியிட
திட்டமிடப்பட்டிருந்தது. இதுவரை செய்யப்பட்டிராத மிகச்சக்தி வாய்ந்த விஞ்ஞான பரிசோதனையான இந்த
பெருவெடிப்பியந்திர சோதனையில், 27 கிலோமீட்டர் நீள புதைக்கப்பட்ட ஒரு குழாய்பாதைக்குள் ஒரு
வளையத்தைச் சுற்றி, வேகமாக உந்தப்பட்ட அணுத்துகள் கதிர்கள் மோத விடப்படும். இதற்கான செலவு சுமார்
8 பில்லியன் டாலர் ஆகும், இதில் 80 நாடுகளை சேர்ந்த 8,000 விஞ்ஞானிகள் பணியாற்றுகிறார்கள். இந்த
பெருவெடிப்பியந்திர சோதனை அதற்கு முந்தைய அணுத்துகள் விரைவூக்கியான இருபதாம் நூற்றாண்டு தொடக்கத்தில்
இருந்த Large Electron-Positron
Collider-க்கு
(LEP) மாற்றாக அமைக்கப்பட்டது.
டிசம்பர் 8, 2009-ல் செர்னில், முதல்முறையாக பெருவெடிப்பியந்திரம் 2.36
TeV அளவிலான வெடிப்பை எட்டியது, உணர்விகளைக்
(detectors)
கொண்ட ஒரு மிகப் பெரிய பரிசோதனை அமைப்பான
ATLAS, இந்த சாதனையளவு சக்தி வெளியேற்றத்தை
முதன்முறையாக பதிவு செய்தது. இதே சக்தியுடனான மேலும் பல நிகழ்வுகளும் டிசம்பர் 14ஆம் தேதி
அதிகாலையில் பதிவு செய்யப்பட்டன. (காப்புரிமை
CERN)
அதீத-குளிர்ச்சியூட்டப்பட்ட பிரமாண்ட காந்தங்களால் பெருவெடிப்பியந்திரத்திற்குள்
அணுத்துகள் கதிர்கள் செலுத்தப்பட்டன, இந்த காந்தங்கள் திரவ ஹீலியத்தால் முற்றிலுமாக பூஜ்ஜியத்தை விட
மேலான அளவிற்கு அதிக-குளிர்ச்சியில் வைக்கப்பட்டிருந்தன. இந்த காந்தங்களில் ஏற்பட்ட ஒரு பிரச்சினையால்,
அந்த வளையத்திற்குள் ஹீலியம் கசியத் தொடங்கிய காரணத்தால், திட்டமிட்டபடி 2008-ல்
பெருவெடிப்பியந்திரத்தைத் தொடங்க முடியாமல் போனது. கடந்த ஆண்டு நவம்பரில் தான், அந்த வளையத்திற்குள்
வெற்றிகரமாக பெருவெடிப்பியந்திரத்தின் நுண்ணணுத்துகள் கதிர்கள் சுழற்றிவிடப்பட்டன, டிசம்பரில் அதன் அனைத்து
நான்கு முக்கிய பரிசோதனை உணர்விகளாலும் (படத்தில் காணவும்) முதல்முறையாக வெடிப்புகள் பதிவு
செய்யப்பட்டன.
அடுத்த 12 மாதங்களில் பெருவெடிப்பியந்திரத்திற்குள், ஒவ்வொரு புரோட்டான்
கதிர்களையும் மோதவிட்டு அதிகபட்ச சக்தி அளவான 7
Tev படிப்படியாக எட்டப்படும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.
இது அமெரிக்காவின் சிகாகோவிற்கு வெளியில்
Fermilab-இல்
Tevatron
வெடிப்பியந்திரத்தில் தற்போது பதிவு செய்யப்பட்டிருக்கும் அதிகபட்ச சக்தியளவை விட ஏழு மடங்கு அதிகமாக
இருக்கும்.
கணணிமயப்பட்ட வசதியான
Worldwide LHC Computing Grid,
பெருவெடிப்பியந்திரத்தின் முக்கிய சிறப்பம்சமாகும். இது 34 நாடுகளில் அமைக்கப்பட்டிருக்கும் 70 கணணி
மையங்களுக்கு பிரமாண்டமான தகவல்களை அனுப்ப இருக்கிறது. இந்த பெருவெடிப்பு இயந்திர உணர்விகளில் (detectors)
இருந்து நொடிக்கு சுமார் 300 கிகாபைட் தரவுகள் வெளியேற்றப்படும். பிறகு இவை ஆராயப்பட்டு, அடுத்த
ஆண்டோ அல்லது இரண்டு ஆண்டுகளுக்குள்ளாகவோ குறிப்பிடத்தக்க புதிய கண்டுபிடிப்புகளை அளிக்கும் என்று
எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.
இயற்பியல் கோட்பாட்டினால் கணிக்கப்பட்டிருக்கும், ஆனால் இதுவரைக் கண்டறியப்படாமல்
இருக்கும் ஒரே நுண்ணணுத்துகளான ஹிக்ஸ் போஸனைக் (Higgs
boson) கண்டறிவதன் மூலமாக நுண்ணணுத்துகள் இயற்பியலின்
Standard Model
என்றழைக்கப்படுவது உறுதிப்படுத்தப்படும் என்ற நம்பிக்கையின் மீது பெருவெடிப்பியந்திரத்தை சுற்றியிருக்கும் எதிர்ப்பார்ப்புகள்
ஒருமுகப்பட்டிருக்கின்றன. ஆனால் இதனுடன் சேர்ந்து தற்போதைய இயற்பியலுக்கு தேவையான விரிவாக்கங்களும் கண்டறியப்படும்
என்றும் நம்பப்படுகிறது. குறிப்பாக, தற்போது கண்டறியப்பட்டிருக்கும் நுண்ணணுத்துகள்களுடன் இணைந்திருக்கும், பல்வேறு
வகையான நுண்ணணுத்துகள்களைக் கணிக்கக்கூடிய மற்றும் அவற்றின் ஒருங்கிணைப்பைப் பற்றி பரந்தளவில் விபரம் அளிக்கக்கூடிய
supersymmetry (SUSY)
என்றழைக்கப்படுவது குறித்தும் விபரங்கள் கிடைக்கும் என்று நம்பப்படுகிறது.
கரும்பொருளே (dark matter)
supersymmetric
நுண்ணணுத்துகள்காக மாறியிருக்கின்றன என்ற விபரத்தைக் கூட அது வெளிப்படுத்தக்கூடும்.
ஒட்டுமொத்த உலகத்திலும் சுமார் 4 சதவீதம் மட்டுமே சாதாரண அணுப்பொருட்கள் இருக்கின்றன என்று விண்ணியல்
ஆய்வுகள் குறிப்பிடுகின்றன. ஒட்டுமொத்தத்தில் சுமார் 26 சதவீதம் கரும்பொருள்களாகும் (dark
matter), மற்றும் சக்தியே மீத 70 சதவீத கருமையாக (dark)
இருக்கிறது.
வெல்க்ஜெக்கின் புத்தகத்தின் பெரும்பகுதி, அவர் குறிப்பிடும்
Standard Model
அல்லது "மூலத்தை" (Core)
விவரிப்பதற்காகவும், அதன் விளைவுகளை வெளிப்படுத்துவதற்காகவும் ஒதுக்கப்பட்டிருக்கிறது. இறுதி பகுதிகளில் தான்
அவர் இந்த கோட்பாட்டில் இருந்து எதிர்காலத்தில் சாத்தியப்படக்கூடிய விரிவாக்கங்களைப் பற்றியும்,
பொதுவாக்கங்களைப் பற்றியும் குறிப்பிடுகிறார்.
"Standard Model என்பது
மனிதயினத்தின் மாபெரும் சாதனைகளில் ஒன்றுக்கு அளிக்கப்பட்ட ஒரு கோமாளித்தனமான நவீன பெயர்.
குறிப்பிடத்தக்களவில் சுருங்கிய வடிவத்தில், Standard
Model தொகுத்தளிப்பது என்னவென்றால், நாம் இயற்பியலின்
அடிப்படை விதிகளைப் பற்றி அறிந்திருக்கிறோம் என்பதைத் தான்." (பக்கம் 165)
இந்த Standard
Model நுண்ணணுத்துகள் விரைவூக்கிகளில் மீண்டும் மீண்டும்
பரிசோதனைகள் மூலமாக நிலைநாட்டப்பட்டு, இதுவொரு பரந்த வெற்றிகரமான கோட்பாடு என்று
நிரூபிக்கப்பட்டிருக்கிறது. இது ஈர்ப்பு விசையை (gravity)
உள்ளடக்கி இல்லை என்பதால், இது ஐன்ஸ்டீனின் சார்பு தத்துவத்திற்கு பொருந்துவதாக இல்லை. ஐன்ஸ்டீனின்
கோட்பாட்டை மாற்றியமைக்கும், அல்லது அதையும் தன்னுடன் சேர்த்து கொள்ளும் ஓர் ஆழ்ந்த கோட்பாடான
SuperString
கோட்பாட்டிற்கு நெருக்கமாக இந்த Standard
Model கோட்பாட்டை எடுத்துக்காட்ட முடியும் என்று
1980களில் இருந்தே விஞ்ஞானிகள் நம்பினார்கள். ஆனால் இதுவரை இந்த நம்பிக்கை எட்டப்படவில்லை. ஆனால்
அடிப்படை இயற்பியல் (fundamental physics)
பற்றிய ஒவ்வொரு சமீபத்திய புத்தகமும் String
கோட்பாட்டுடன் அல்லது "அனைத்திற்குமான ஒரு கோட்பாட்டின்" தேடலோடு தொடர்புபடுகின்றன.
வெல்க்ஜெக்கின் புத்தகம் Standard Model
ஆய்வு செய்வதில் அசாதாரணமாக இருக்கிறது.
பிரமாண்டமான சக்திவாய்ந்த கணணிகள்,
Standard Model-ன்
அடிப்படையில், நுண்ணணுத்துகள் வெடிப்புகளின் விளைவுகளை அசாதாரண துல்லியத்துடன் கணிப்பதற்கான
சாத்தியக்கூறுகளை இன்று நமக்கு ஏற்படுத்தி இருக்கின்றன என்ற ஓர் உண்மையின் பக்கம் வெல்க்ஜெக் நம்முடைய
கவனத்தைத் திருப்ப விரும்புகிறார்.
மிக முக்கியமாக, இந்த பரிசோதனைகளின் முடிவுகள், அணுப்பொருளைப் பற்றிய ஒரு
கருத்தை அடிமட்டத்திலிருந்து தெளிவுபடுத்தும் என்ற நம்பிக்கையை நமக்கு அளிக்கின்றன. இது புரட்சிகரமான
கருத்தாக இருக்கிறது. மார்க்சிச நிலைப்புள்ளியில் இருந்து கூறுவதானால், சுய-நகர்வு கொண்ட அணுப்பொருளின்
இயங்கியல் கருத்தின் அடிப்படையில், வெல்க்ஜெக்கின் அணுகுமுறை ஒரு சடவாத கண்ணோட்டத்தில் பொருந்தி
இருக்கிறது என்று ஒருவரால் கூற முடியும்.
அணுப்பொருளைப் பற்றிய நம்முடைய பொது அறிவுக் கண்ணோட்டமும் மற்றும்
பதினேழாம் நூற்றாண்டிலிருந்து பத்தொன்பதாம் நூற்றாண்டின் இறுதி வரைக்கும் விஞ்ஞானத்தில் ஆக்கிரமிப்பு செலுத்தி
வந்த நியூட்டனின் இயற்பியலும் கூட "அணுப்பொருளை"அதாவது
திணிவைக் கொண்ட, அணுக்களால் நிறைந்த நுண்ணணுத்துகளைஒளியில்
இருந்து முற்றிலுமாக வேறுபடுத்தி காட்டியது. ஒளி அல்லது ரேடியோ அலைகள், இன்ப்ராரெட் அலைகள் (infrared
waves), அல்ட்ராவயலெட் அலைகள் (ultraviolet
waves), இதர பிற இதுபோன்ற நிறைய பொதுவான
மின்காந்த கதிர்வீச்சுக்களைத் தற்சார்பாக இயக்கவும், நிறுத்தவும் முடியும்; அவற்றிற்கு எல்லை கிடையாது, திணிவு
கிடையாது என்பன போன்று உணரப்பட்டது. சிலவேளைகளில், விஞ்ஞானிகள் மின்காந்த கதிர்வீச்சை
ஒட்டுமொத்தமாக பொருளில் இருந்து பிரித்துவிட்டு, அதை கலப்படமற்ற "ஆற்றல்" என்று கருதினார்கள்.
"நடைமுறையில் வெவ்வேறு மாறுபட்ட தன்மைகளைக் கொண்டிருப்பதால் பொருளும்,
ஒளியும் சக்திவாய்ந்த உருவகங்களாக இருந்தன---இன்றும் இருந்து வருகின்றன:" வெல்க்ஜெக்,
"தசையும்-ஆன்மாவும், இருப்பும்-வளர்ச்சியும், நிலமும்-விண்ணும்" (பக்கம் 9) என்று எழுதுகிறார். 1920களில்
குவாண்டம் இயந்திரவியலில் (Quantum Mechanics)
வளர்ச்சி ஏற்பட்ட போதும் கூட, ஒளியானது அணுவின் நுண்துகள்களில் இருந்து மாறுபட்டது என்றே கருதப்பட்டது.
Bohr, Heisenberg
ஆகியோருடன் ஏனையவர்களும் அணுவின் கருவைச் (nucleus)
சுற்றி இருக்கும் எலெக்ட்ரான்களின் கூட்டத்தை ஆய்வு செய்தார்கள். அவர்கள் செய்த பணி வேதியியலின்
அடிப்படையை விளக்கி காட்டியதுடன், பல்வேறு பிற விஷயங்களுக்காகவும் அது கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ளப்பட்டது,
மேலும் கணணி உட்பட, நவீன மின்னணுவியலிலும், டிரான்சிஸ்டரிலும் இருக்கும் தற்போதைய கோட்பாட்டை அது
உருவாக்கி அளித்தது. எவ்வாறாயினும், அணுவை விட்டு தொலைவில் நிறுத்தப்பட்டிருக்கும் மின்காந்த கதிர்வீச்சைப்
பற்றி இன்னும் தொடர்ந்து புரிந்து கொள்ள வேண்டியதிருக்கிறது.
பத்தொன்பதாம் நூற்றாண்டில், ஒளியும் மின்காந்த கதிர்வீச்சின் பிற வடிவங்களும்
ஒருவகையான அலை-மாதிரியான இயக்கம் என்ற புரிதலும்,
plenum அல்லது
field (புலம்)
என்றழைக்கப்படும் இது விண்வெளி முழுவதும் பரவியிருக்கிறது என்ற
புரிதலும் ஏற்பட்டது. 1920கள் மற்றும் 1930களில் மின்காந்தத்தை உள்ளடக்கிய
Quantum Theory of Fields
என்பதை அபிவிருத்தி செய்யும் ஒரு முயற்சியில், ஐன்ஸ்டீனின் சிறப்பு
தத்துவமான சார்பியலை அதற்குள் கொண்டுவர ஆங்கில இயற்பியல்வாதியான பால் டிரேக்
(Paul Dirac)
மற்றும் பிறரும் Quantum
இயந்திரவியலை விரிவு படுத்தினார்கள்.
ரிச்சர்டு பெயின்மேனும்
(Richard Feynman), பிற அமெரிக்க விஞ்ஞானிகளும்
இரண்டாம் உலக யுத்தத்திற்கு பின்னர், Quantum
Electrodynamics-ä (QED)
அபிவிருத்தி செய்த போது, இந்த கோட்பாட்டில் பல்வேறு பிரச்சினைகளைச் சந்தித்தார்கள்.
எலெக்ட்ரான்களுக்கான கோட்பாட்டில் இருப்பது போலவே, ஒளியையும், ஏனைய பிற மின்காந்தப்புலங்களையும் (electromagnetic
fields) ஒருங்கிணைக்க முடியும் என்பதேயே
QED விளக்குகிறது.
எலெக்ட்ரான்களும், புரோட்டான்களும் இன்றும் "நுண்ணணுத்துகள்கள்"
(particles)
என்றே வரையறுக்கப்படுகின்றன, ஆனால் இயற்பியல் துறையின் பொதுவழக்கில் இவை "முதன்மை நுண்ணணுத்துகள்கள்"
(elementary particles)
என்று குறிப்பிடப்படுகின்றன. ஆனால், உண்மையில், இந்த கோட்பாடு எலெக்ட்ரான் புலங்களையும் (fields),
புரோட்டான் புலங்களையும் (fields),
இதர பிறவற்றையும் அடிப்படை உட்பொருட்கள் என்றே ஏற்று கொள்கிறது. நுண்ணணுத்துகள்கள் ஒரு புலத்தில் கூட்டம்கூட்டமாகவோ
அல்லது உதிரிகளாகவோ இருக்கின்றன, தொழில்நுட்பரீதியாக இது
field "quanta"
என்று அழைக்கப்படுகின்றன. இந்த நுண்ணணுத்துகள்களுக்கு இடையில் இருக்கும் "ஆற்றல்களின்"
(forces)
காரணமாகவே இவற்றிற்கு இடையில் தொடர்பு (மற்றும் ஓர் அணுகுவதற்கு எளிமையான நிலைப்புத்திறன்
இருப்பதாக) இருப்பதாக கருதப்பட்டது. ஆனால் QED-ல்
இந்த விஷயம் இவ்வாறு இல்லை.
எடுத்துக்காட்டாக, மின்னேற்றம் பெற்ற துகள்களுக்கு இடையிலான மின்காந்த
ஆற்றல், புலங்களுக்கு இடையிலான ஓர் ஒருங்கிணைப்பு என்ற வகையில் கருதப்படுகிறது, இதன்படி நுண்ணணுத்துகள்கள்
quanta-ஆக
இருக்கின்றன. புலக்கோட்பாட்டு (field theory)
வார்த்தைகளின்படி "ஆற்றல்" என்பது ஒளியில் இருக்கும் "நிழல்" புரோட்டான்களின் (virtual
protons) பரிமாற்றத்தால் உருவாக்கப்படுவதாக
எடுத்துக்காட்டப்பட்டுள்ளது. புரோட்டான்கள் நுண்ணணுத்துகள்கள் ஆகும் அல்லது மின்காந்த புலத்தின்
quanta ஆனது
மின்னேற்றம் பெற்ற நுண்துகள்களின் புலங்களால் உருவாக்கப்படுகிறது. அவை "நிஜத்தைப் போல" இருப்பவை,
ஏனென்றால் அவை நேரடியாக ஈர்க்கப்படுவதில்லை என்பதுடன் தொடர்புபட்ட புலங்களில் இருந்தும் விலகி
இருப்பதில்லை.
நியூக்ளியஸ்களை---இதிலும் இரண்டு வகை உண்டு, ஒன்று வலுவானது, மற்றொன்று
பலவீனமானது---உள்ளடக்கிய செயல்பாடுகள் வரைக்கும்
Quantum Theory of Fields-ஐ விரிவாக்க, மிகவும்
சிரமப்பட வேண்டியதிருந்தது. 1960களின் பின்பகுதியில் ஸ்டீவ் வென்பெர்க், அப்துஸ் சலாம் மற்றும் ஷெல்டன்
கிளேஷோ ஆகியோரால் அபிவிருத்தி செய்யப்பட்ட பின்னர் தான், பலவீனமான எதிர்தொடர்புகள் (interactions)
ஓர் ஒருங்கிணைந்த electroweak
கோட்பாட்டின் மூலம்
QED-க்குள்
சேர்க்கப்பட்டது.
அணுவின் கருப்பகுதியை
(nucleus) ஏற்படுத்துபவை,
அதாவது புரோட்டான்களும், நியூட்ரான்களும், மிகவும்
அடிப்படையான சிலவற்றால் ஆனவை என்று உணரப்பட்டது. இவை தான்
quark-க்குகள்
என்று அறியப்பட்டன. குவார்க்குகள் மற்றும் குளூவான்கள் (gluon
- இவை குவார்க்குகளுக்கு இடையில் வலுவான நியூக்ளியர்
தொடர்புகளுக்குப் பொறுப்பாகின்றன) ஆகியவற்றின் மிகவும் வித்தியாசமான பண்புகளையும், அதன்மூலம் அணுவின்
கருப்பகுதியையும் 1973-ல் 21 வயது நிரம்பிய வெல்க்ஜெக் விளக்கியதன் மூலம் அவர் ஒரு மிகப்பெரிய
பங்களிப்பை ஆற்றினார். QED-ல்
மின்னேற்றத்திற்கு இணையாக இருக்கும் குவார்க்குகளின் பண்பு, " நிறம்" (color)
என்று அழைக்கப்படுகிறது. Quantum
Chromodynamics (QCD) என்ற பெயர் கொண்ட
கோட்பாட்டின்படி இதில் மூன்றுவிதமான நிறங்கள் இருக்கின்றன.
Quantum Field Theory
இப்போது பலவீனமான தொடர்புகளையும் உள்ளடக்குவதற்காக விரிவடைந்துள்ள
QED-யையும்,
QCD-யையும்
அதனுடன் இணைத்து கொண்டிருக்கிறது. இவை அனைத்தும் சேர்ந்து ஒரு
Standard Model-யை
உருவாக்குகின்றன. இது 50-திற்கும் மேற்பட்ட ஆண்டுகளாக செய்யப்பட்ட ஆராய்ச்சிகளின் விளைவாகும். இந்த
பணியில் ஈடுபட்டிருந்த முக்கிய பிரமுகர்களில் ஒருவரான வெல்க்ஜெக்கின் சிந்தனைகளைப் படிக்கும் போது நமக்கு
ஏதோவொரு உத்வேகம் கிடைக்கிறது. இவருடைய சிந்தனைகள் இப்போது பெருவெடிப்பியந்திரத்தில் நடந்து வரும்
பரிசோதனைகளையும் அடிக்கோடிட்டு காட்டுகின்றன.
ஒரு நூற்றாண்டிற்கு முந்தைய ஐன்ஸ்டீனின் பணிக்கு பின்னர், இப்போது திணிவு
(mass)
ஆற்றலுக்குச் (energy)
சமம் என்பது புரிந்து கொள்ளப்பட்டிருக்கிறது. வெல்க்ஜெக் அவருடைய தொடக்க அத்தியாயங்களில் இது எதைக்
குறிக்கிறது என்பதை வலியுறுத்த கொஞ்சம் நேரம் எடுத்துக்கொள்கிறார். ஐசக் நியூட்டன் மற்றும் அவருக்குப்
பிந்தைய 200 ஆண்டுகளின் விஞ்ஞானத்திற்குப் பின்னர், அணுப்பொருள் நிலைத்த திணிவுடனான பலவீனமான
தொகுப்புகளின் வடிவத்தை எடுத்தது. வெல்க்ஜெக் இதை நியூட்டனின் பூஜ்ஜிய விதி
(Zeroth Law)
என்றழைக்கிறார். இந்த கருத்து தூக்கி எறியப்பட்டுவிட்டது, இயக்கத்தின் (motion)
விளைவாகவே குறைந்த திணிவு ஏற்படுவதாக இப்போது அறியப்படுகிறது, இது ஐன்ஸ்டீனின் பிரபல சூத்திரத்தில்
அளவீட்டுரீதியாக ஆற்றலாக விவரிக்கப்படுகிறது. டூரிங்கிற்கு மறுப்பில் தம்முடைய பிரபலமான பதிலுரையில்,
"அணுப்பொருள் இருக்கிறது என்பதற்கான நிலை தான் இயக்கம்" என்பது உறுதிப்படுத்தப்பட்டிருப்பதைப் ஒருவேளை
பெடரிக் ஏங்கல்ஸ் பார்த்திருந்தால் மகிழ்ச்சி அடைந்திருப்பார்.
QCD- ன் வருகையால், ஒவ்வொரு
நாளும் நம்மை வந்து சேரும் திணிவு எங்கிருந்து வருகிறது என்பதை மிகவும் விபரமாக விளக்குவதற்குமான வாய்ப்பும்
ஏற்பட்டிருக்கிறது. இது தான் வெல்க்ஜென் புத்தகத்தில் நிறைய இடத்தைப் பிடித்திருக்கும் விஷயமாகும். அணுவின்
திணிவில் 99.9 சதவீதத்திற்கும் மேலான திணிவு, அணுவின் அளவில் தோராயமாக இலட்சத்தில் ஒரு பாகமாக
இருக்கும், நியூக்ளியஸின் (கருப்பகுதி) புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களாலேயே ஏற்படுகிறது. இப்போது
புரிந்து கொள்ளத்தக்க வகையில், புரோட்டான்களை உருவாக்கும் குவார்க்குகள் மற்றும் குளூவான்களின் வித்தியாசமான
மாற்றங்களை விவரிக்க வென்க்ஜெக் முயற்சிக்கிறார், மேலும் திணிவற்ற குவார்க்குகள் மற்றும் குளூவான்களின் நகர்வில்
இருந்து புரோட்டானின் திணிவை எவ்வாறு விளக்குவது என்றும் முயற்சிக்கிறார்.
ஒவ்வொருநாள் பொது தர்க்க சிந்தனையிலும்
QCD-ன்
செயல்முறைகள் மிக நீண்டதூரம் நீக்கப்பட்டிருக்கின்றன என்பதையும் வென்க்ஜெக் நன்கு அறிந்திருக்கிறார்.
"நிஜத்தை விவரிப்பதில் குவாண்டம் கோட்பாட்டின் வெற்றி ஊடுறுவுகிறது, ஒரு விஷயம்
'சரி' என்றால், அதற்கு முரண்பட்டு இருப்பவை எல்லாம் 'தவறு' என்பதைச் சார்ந்து இருக்கும் பழைய
தர்க்கத்தை ஒருவகையில் இது இருக்கவிடாமல் செய்கிறது... ஒருபுறம், பொருட்கள் மாறுவதோடும், சுற்றி
நகர்வதோடும் இணைந்து, புரோட்டானின் உள்ளமைப்பும் மாறி கொண்டிருக்கிறது என்ற கருத்து. மற்றொருபுறம்,
எல்லா புரோட்டான்களும் எல்லாயிடங்களிலும், எப்போதும் ஒரேமாதிரியாக செயல்படுகின்றன என்ற கருத்து.
ஒருசமயத்தில் இருக்கும் புரோட்டான், மற்றொரு சமயத்தில் அதேபோல இல்லாத போது, எவ்வாறு எல்லா
புரோட்டான்களும் ஒரேமாதிரியாக இருக்க முடியும்?... புரோட்டானின் உள்ளமைப்பிற்குள்
A என்ற எல்லா
தனிப்பட்ட சாத்தியக்கூறும் ஒரு நேரத்தில் இருக்கிறது என்றால், புதிய மற்றும் வேறுபட்ட சாத்தியக்கூறை
B என்று
எடுத்துக்கொள்வோம். ஆனால் இதற்கிடையில், வேறுசில
C என்ற சாத்தியக்கூறு
A-விற்கு
நுழைகிறது. ஆகவே அங்கே இருக்கும் A
என்ற பழையதை புதிய பதிப்பு மாற்றி அமைக்கிறது. மிக பொதுவாக,
ஒவ்வொரு தனிப்பட்ட சாத்தியக்கூறும் இதில் சம்பந்தப்பட்டிருந்தாலும் கூட, சாத்தியக்கூறுகளின் ஒட்டுமொத்த
பகிர்வு ஒரேமாதிரியாக தான் இருக்கிறது. இது மெதுவாக நகரும் ஓர் ஆறு போல இருக்கிறது, அதன் ஒவ்வொரு
துளியும் நகர்ந்து கொண்டே இருந்தாலும் கூட, அது ஒரே மாதிரியாக தெரிவதைப் போல இது அமைந்திருக்கிறது.
கடந்த சில தசாப்தங்களில், விண்ணியல் பற்றிய கருத்துக்களை இயற்பியல் மாற்றி
இருப்பதைக் குறித்து விவரிக்கும் போது, வெல்க்ஜெக் பெருமளவில் விஷயங்களை விட்டுவிடுகிறார். விண்வெளி முழுவதும்
பரவியிருக்கும் மற்றும் மின்காந்த புலங்களை அதிகரித்த "ஈதரை" பற்றிய பழைய இயந்திரத்தனமான கருத்தை
ஐன்ஸ்டீன் தூக்கி எறிந்தார். பின்னர் அவர் தம்முடைய பொது கோட்பாட்டில் ஈதர்களைப் பற்றிய அவருடைய
எதிர்ப்பை மாற்றிக் கொண்டார். வெளியில் (space)
இருந்து ஈர்ப்புவிசையை (gravity)
பிரிக்க முடியாது என்றும், ஆகவே இந்த ஈர்ப்புவிசையும் ஒருவகையான ஈதரே என்றும் அவர் உணர்ந்தார். ஆனால்
வெல்க்ஜெக்கின் பார்வையில், அணுப்பொருளைப் பற்றிய நம்முடைய புரிதலில் இருக்கும் புலங்களை
முதன்மைப்படுத்துவதோடு அவர் சமரசப்படவில்லை. அவர்
Quantum Field Theory-யைத்
தாண்டி சென்றுவிட்டதாக தான் பெயின்மேனும் நம்பினார். இந்த மிகப்பெரிய விஞ்ஞானியுடனான அற்புதமான
உரையாடல்களையும் வெல்க்ஜென் நினைவு கூர்கிறார். பெயின்மேன் தம்முடைய பிரபலமான "பெயின்மேன்
வரைபடம்", டேரேக் (Dirac)
மற்றும் பிறரால் தொடங்கப்பட்டதிற்கு இணையானதாக மாறியதையும், அதுவொரு முக்கியமான புதுவரவாக
இல்லாமல் போனதையும் அறிந்த போது, அவர் மிகவும் ஏமாற்றமடைந்தார்.
மறுப்புரையில், புலங்கள், அல்லது மாறாக அவற்றின் குவாண்டம் கோட்பாட்டு
பதிப்பு, அடிப்படையானவை என்பதில் வெல்க்ஜெக் சமரசப்படுகிறார். மேலும் வெளியானது முழுவதும் பொருள்சார்
ஈதர்களால் (material Ether)
ஆனவை, இவை "மூலத்தின்" விளைவுகளாகும் என்று அவர் குறிப்பிடுகிறார்.
QED-ன்
கருத்துப்படி, வெளி, அல்லது "வெற்றிடம்" என்று குழப்பப்படுவதானது, முழுவதும் செயல்பாட்டில் இருக்கிறது.
நிழல் நுண்ணணுத்துகள் (virtual particles)
ஜோடிகள்அதாவது
எலெக்ட்ரான்கள் மற்றும் பொசிட்ரான்கள் (positrons)தொடர்ந்து
உருவாக்கப்பட்டுக் கொண்டிருக்கின்றன, அவை வெற்றிட துருவமுனைப்பாடு
(vacuum polarisation)
என்றழைக்கப்படுவதில் இருக்கும் மின்காந்த புலத்தோடு தொடர்புப்படுகின்றன, இந்த விளைவை பரிசோதனை
மூலமாகவும் அளவிட முடியும். ஆனால், Standard
Model இப்போது மேற்படி நிறுவுதல்களைப் பெற வேண்டிய
நிலையில் இருப்பதாக அறியப்படுகிறது என்று வெல்க்ஜெக் விவரிக்கிறார்.
"குவாண்டம் புலங்களின் ஏற்றயிறக்க செயல்பாடுகளுக்கு அப்பாற்பட்டு, வெளியானது
மிகவும் நிலையான மற்றும் செறிவான பொருளின் பல்வேறு அடுக்குகளால் நிறைந்துள்ளது. அரிஸ்டாடில் மற்றும் டெஸ்கார்டிஸின்
(Descartes)
உண்மையான கண்டுபிடிப்புகளுக்கு மிக நெருக்கமாக இருக்கும் இவையெல்லாம் ஈதர்கள்---இந்த பொருட்களே வெளியை
நிரப்பி உள்ளன."
இதுபோன்ற ஈதர்கள் தான் இயற்பியலாளர்களால் "condensates"
என்று அறியப்படுகின்றன, மேலும் QCD-ஆல்
கண்டறியப்பட்ட இதுபோன்ற ஒரு விஷயத்தில், இவை குவார்க்-ஆண்டிகுவார்க் ஜோடிகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன.
இவற்றை கணணி மாதிரிகளில் மட்டும் இல்லாமல் மாறாக விரைவூக்கி சோதனைகளின் முடிவுகள் மூலமாக சிறப்பாக
எடுத்துக்காட்ட முடியும். Electroweak
கோட்பாட்டின் விளைவாக இந்த
"condensate"-களின்
வேறு ஆதாரத்தை பெருவெடிப்பியந்திரம் வழங்கும் என்று நம்பப்படுகிறது. இதுவே "ஹிக்ஸ் கண்டன்சேட்" (Higgs
condensate) ஆகும்.
புத்தகத்தின் இறுதி அத்தியாயங்களில், வெளியின் "கண்டன்சேட்" வடிவமத்திற்கான ஆதாரத்தை
பெருவெடிப்பியந்திரம் எடுத்துக்காட்டும் என்றும், அது "மூல"
Standard Model-ஆல்
மெய்பிக்கப்படும் என்றும், அத்துடன் அந்த கோட்பாட்டின் விரிவாக்கத்தையும், மேற்படி ஒருங்கிணைப்பையும்
supersymmetry
அளிக்கும் என்றும் வெல்க்ஜெக் அவருடைய நம்பிக்கையை வெளியிடுகிறார்.
"ஒவ்வொருநாள் நடைமுறையையும் உள்ளார்ந்து பார்க்கையில், முன்னர் இருந்ததைவிட
நாம் மிகவும் மேம்பட்டு இருப்பதை உணர்கிறோம். பழக்கப்பட்டவைகளுக்கு இடையில், வெறுமையான வெளியில்
இருக்கும் அணுப்பொருளின் பழக்கப்பட்ட தோற்றங்களுக்கு இடையில், ஊடுருவக்கூடிய, எப்போதும் நிலைத்திருக்க
கூடிய ஒரு பொங்கிநிற்கும் ஊடகத்திற்குள் சிக்கலான வடிவங்களின் நடனத்தை நம்முடைய மனம் பார்க்கிறது.
பொருளுக்கு மந்தத்தன்மையையும் மற்றும் கட்டுப்பாட்டையும் அளிக்கும் முக்கியமான ஒரு பண்பான திணிவானது,
ஒருபோதும் ஒளிவேகத்தில் நகராத குவார்க்குகள் மற்றும் குளூவான்களிடமிருந்து ஆற்றலைப் பெறுகிறது என்று நாம்
உணர்கிறோம். இவை அந்த ஊடகத்தின் இடிபாடுகளில் இருந்து ஒன்றிலிருந்து ஒன்றைக் காப்பாற்றி கொள்ள
ஒட்டுமொத்தமாக குழம்பிக் கொள்ளும் நிலைக்குத் தள்ளப்படுகின்றன." |
