|
WSWS
:Tamil
:
செய்திகள் ஆய்வுகள்
:
விஞ்ஞானமும் தொழில்நுட்பமும்
LHC particle accelerator begins lead ion collisions
ஹேட்ரான் பெருவெடிப்பியந்திர நுண்துகள் விரைவூக்கி ஈய அயனி மோதல்களை தொடங்குகிறது
By Bryan Dyne and Don Barry
13 November 2010
Back to
screen version
உலகின் மிகச் சக்தி வாய்ந்த நுண்துகள் விரைவூக்கியின் செயல்பாட்டில் கடந்தவாரம் ஒரு புதிய மைல்கல் எட்டப்பட்டது. மிக மிக நுண்ணிய நுண்துகளான ஈய மையக்கருவின் (நியூக்ளீ) மோதல்களைத் தொடங்குவதற்காக புரோட்டான்-புரோட்டான் மோதல்களை விஞ்ஞானிகள் நிறுத்தினார்கள்.
ஜெனீவாவிற்கு அருகில் சுவிஸ்/பிரெஞ்சு எல்லைக்குக் குறுக்கே அமைந்துள்ள ஹேட்ரான் பெருவெடிப்பியந்திரம் (LHC – Large Hadron Collider), செர்னின் (CERN - European Organization for Nuclear Research) ஆதரவின்கீழ் செயல்படுகிறது. இந்த திட்டம் எண்பது நாடுகளைச் சேர்ந்த சுமார் பத்தாயிரம் இயற்பியலாளர்கள் மற்றும் பொறியாளர்களின் ஒத்துழைப்புடன் நடந்து வருகிறது.
அடிப்படை நுண்துகள்களை மோதச் செய்வதன் மூலமாக உண்டாகும் மிக உயர்ந்த ஆற்றல்களில் இருந்து இயற்கையின் உள்ளார்ந்த கட்டமைப்பை ஆராய இந்த நுண்துகள் விரைவூக்கிகள் உதவுகின்றன. மிக வேகமான திசைவேகத்தில் நகரும் நுண்துகள்களை மோத விடுவதன் மூலமாக, மிக மிக நுண்மையான அணுவின் உட்துகள்களின் செயல்பாடுகளை வரையறுக்க குவாண்டம் இயந்திரவியல் இயற்பியல் விதிகள் வாய்ப்பளிக்கின்றன.
பெருவெடிப்பியந்திரம் அதன் முழுத்திறனுடன் இயங்கும் போது, இதற்கு முந்தைய மிக சக்தி வாய்ந்த விரைவூக்கியான Fermilab இன் டிவாட்ரானை (Tevatron) விட ஏழு மடங்கு அதிகமான ஆற்றலைக் கொண்டிருக்கும். முந்தைய விரைவூக்கியான டிவாட்ரான் சிகாக்கோ, ஐலினியாஸிற்கு அருகில் அமைக்கப்பட்டது. தற்போது ஹேட்ரான் பெருவெடிப்பியந்திரம் அதன் பாதி திறனில் தான் செயல்படுத்தப்பட்டு வருகிறது. ஆனால் இந்த பாதி திறனைக் கொண்டே 2010 மற்றும் 2011 இல் சேகரிக்கப்பட்ட தகவல்கள், டிவாட்ரானின் செயல்பாட்டில் பதினைந்து ஆண்டுகளில் சேகரிக்கப்பட்ட அனைத்து தகவல்கள் அளவிற்கு விஞ்ஞானரீதியாக உள்ளன.
இந்த பிரபஞ்சத்தில் உள்ள ஒவ்வொரு அணுவிலும் உட்பாகமாக இருக்கும் நேர் மின்னூட்டம் பெற்ற புரோட்டான் நுண்துகள்களை மோத விடுவதற்காகவே முதன்மையாக ஹேட்ரான் பெருவெடிப்பியந்திரம் வடிவமைக்கப்பட்டிருக்கிறது. இருந்தபோதினும், ஒவ்வொரு ஆண்டும் சுமார் ஒரு மாதத்திற்கு ஈய அணுக்களின் மையக்கருவை அல்லது நியூக்ளீயை மோதவிடுவதில் விஞ்ஞான செயல்பாடுகள் திருப்பிவிடப்படும். இந்த ஈய அணுக்கள் 82 புரோட்டான்களையும், பல (சுமார் 125) நியூட்ரான்களையும் கொண்டிருக்கின்றன.
ஈயத்தின் நியூக்ளீயின் மோதல்கள் முந்தைய பிரபஞ்சம் கொண்டிருந்த பெரும் வெப்ப நிலைமைகளை ஓரளவிற்கு மீண்டும் உருவாக்கும். இந்த நிலைமைகளில், அணுவின் மையக்கருவில் இருக்கும் இன்னும் மிக நுண்மையான முதன்மை நுண்துகள்கள்—அதாவது குவார்க்குகள், குவார்க்குகளை ஒன்றாக இணைக்கும் நுண்துகள்கள் அல்லது குளூவான்கள் போன்றவை—ஒன்றையொன்று இணைத்துப் பிடித்துக் கொண்டிருப்பதிலிருந்து விடுபட்டு சுதந்திரமாக நகர முடியும்.
அடிப்படை விசைகளின் தோற்றத்தையும், நடவடிக்கைகளையும் கண்டறிவதும், புரிந்து கொள்வதும் கடந்த நூற்றாண்டின் இயற்பியல் ஆராய்ச்சிகளின் ஒரு முக்கிய முயற்சியாக இருந்து வருகின்றன. சூரியனைச் சுற்றியிருக்கும் பூமியின் சுற்றுவட்டப்பாதையிலிருந்து நியூக்ளியர் ஆற்றலை அளிக்கும் ரேடியோ கதிர்வீச்சு சிதைவுகள் வரையில் பிரபஞ்சத்தின் அனைத்து பரிவர்த்தனைகளையும் ஈர்ப்புவிசையும், மின்காந்தமும், ஆற்றல்மிகு விசையும், பலவீனமான விசையுமே உருவாக்குகின்றன.
ஆற்றல்மிக்க நியூக்ளியர் விசையை மேலும் புரிந்து கொள்ள வேண்டும் என்பதே பெருவெடிப்பியந்திரத்தில் பணியாற்றி வரும் இயற்பியலாளர்களின் நோக்கங்களில் ஒன்றாக உள்ளது. ஈர்ப்பு விசை மற்றும் மின்காந்தம் போலில்லாமல், ஆற்றல்மிக்க விசை மிக குறுகிய தூரங்களிலேயே செயல்படுகிறது. நேர் மின்னூட்டம் பெற்ற புரோட்டான்களின் பெரும் தள்ளும் விசைக்கு எதிராக நியூக்ளீயை ஒன்றாக இணைத்து வைத்திருப்பது அதன் பொறுப்பாக இருக்கிறது.
ஒவ்வொரு ஈய மோதலின் போதும் ஏற்படும் சிதைவின் விளைபொருளிலிருந்து, ஆற்றல்மிக்க விசையின் தொடர்புபடும் தன்மையின் பெரும் விளக்கங்களை முன்னொருபோதும் இல்லாத அளவிற்கு அளவீடுகள் வழங்கும். இறுதியாக அந்த விசை ஏனைய பிற விசைகளோடு ஒப்பிடும்போது ஏன் ஆற்றல் மிகுந்தும், குறுகிய-தொலைவில் செயல்படக் கூடியதாகவும் இருக்கிறது என்பதைப் புரிந்து கொள்ள இது இட்டுச் செல்லும்.
இதுபோன்ற வெடிப்புகளுக்காக ஹேட்ரான் வெடிப்பியந்திரத்தில் உள்ள முதன்மை டிடக்டர், ALICE Collaboration ஆகும். ஈய மையக்கருவின் வெடிப்புகளில் இருந்து உருவாக்கப்படும் நுண்துகள்களை ஆராயவும், கண்டறியவும் ALICE ஒரு சிக்கலான பின்தொடர்வு முறையைப் பயன்படுத்துகிறது. மேலும், ஈய மையக்கருவின் உயர்சக்தி வெடிப்புகளுக்கு ALICE புரோட்டான்-புரோட்டான் வெடிப்புகளையே அடித்தளமாக பயன்படுத்துகிறது. ALICE மட்டுமின்றி, CMS மற்றும் ATLAS எனும் ஹேட்ரான் பெருவெடிப்பியந்திரத்தின் இரண்டு பொதுப்பயன்பாட்டு டிடக்டர்களும் கூட ஈய வெடிப்புகளை ஆராய்கின்றன. இந்த பொதுப்பயன்பாட்டு டிடக்டர்கள் ஜூன் வரை சேகரிக்கப்பட்ட தகவல்களைப் பகுத்து ஆராய்வதில் பெரும்பாலும் ஈடுபட்டு வந்தன என்றாலும், அத்துடன் சேர்ந்து ஈய வெடிப்புகளையும் ஆராய்கின்றன.
ஈய மையக்கரு வெடிப்புகளைத் தொடங்குவதற்கு எதிராக விஞ்ஞான-எதிர்ப்பு குழுக்களால் புதிய முயற்சிகள் காட்டப்பட்டன. அவை வெடிப்பியந்திரத்தை மூடிவிட கோரிக்கை விடுத்தன. தற்போதைய செயல்பாடுகளால் உருவாக்கப்படும் ஸ்ட்ரேன்ஜ்லெட்கள் (strangelets) என்றழைக்கப்படும் நுண்துகள்களின் ஒரு தொடர்ச்சியான எதிர்வினைகளால் பூமி பாதிக்கப்படுவதற்கான வாய்ப்பிருப்பதாக கூறி, குறிப்பாக Heavy Ion Alert group ஓர் அறிக்கையை வெளியிட்டது.
ஹேட்ரான் பெருவெடிப்பியந்திரத்தில் பணியாற்றும் இயற்பியலாளர்கள் இந்த முறையீட்டை முட்டாள்தனமானது என்று, அவ்வகையில் சரியாகவே குறிப்பிட்டுள்ளனர். பூமியின் புவிமண்டலத்தின் மேற்பகுதியிலும், பிரபஞ்சம் முழுவதிலும் இதுபோன்ற உயர் ஆற்றல்களின் வெடிப்புகள் நடைபெறுகின்றன. ஹேட்ரான் பெருவெடிப்பியந்திரத்தில் இருக்கும் ஒரே வேறுபாடு என்னவென்றால் இது ஆய்வு செய்யக்கூடிய ஒரு கட்டுப்பாட்டிற்குட்பட்ட சூழ்நிலையில் நடக்கும்.
Fermilab இல் உள்ள டிவாட்ரான் போலில்லாமல், ஹேட்ரான் பெருவெடிப்பியந்திரத்திர ஆய்வு, ஏன் ஒட்டுமொத்த CERNமே கூட, ஒரு சர்வதேச இயற்பியல் ஆராய்ச்சியாக இருக்கிறது. போட்டி நிறைந்த தேசிய-அரசுகளுக்கு இடையே முன்னொருபோதும் இல்லாத அளவிற்கு பதட்டங்கள் அதிகரித்து வரும் நிலையிலும், உலகம் முழுவதும் உள்ள விஞ்ஞானிகள் மற்றும் பொறியாளர்கள் முன்னொருபோதும் இல்லாத அளவிற்கு மிகப் பெரியளவில் ஒன்று கூடியிருக்கும் ஒரு திட்டமாக இது விளங்குகிறது. மனிதயினத்தின் ஆக்கத்திறனை ஏனைய மனிதர்களை ஒடுக்குவதற்காக அல்லாமல் விஞ்ஞானபூர்வ விசாரணையின் தேவைக்காக பயன்படுத்தும்போது, அது வெளிப்படும் விதத்தை இந்த திட்டத்தின் இருப்பு வெளிப்படுத்திக் காட்டுகிறது. ஓர் அமெரிக்க Nimitz வகை விமானத்திற்கு ஆகும் அதே செலவு தான் இந்த ஹேட்ரான் பெருவெடிப்பியந்திர செயல்பாட்டிற்கும் ஆகிறது என்பதைக் குறிப்பிட்டுக் காட்டுவது மதிப்புடையதாக இருக்கும்.
ஹேட்ரான் பெருவெடிப்பியந்திரத்தால் ஆராயப்படும் பிரச்சினைகள், சடத்தின் அடிப்படை கட்டமைப்புப் பகுதிகளைக் குறித்து பேசுகின்றன. பண்டைய கிரேக்கர்களால் முன்னிறுத்தப்பட்ட உண்மையான "அணு" என்பது என்ன என்பதைக் கண்டறிவதற்கு மிக நெருக்கத்தில் விஞ்ஞானிகள் இப்போது உள்ளனர். பிரபஞ்சத்தின் இயல்பை ஒட்டுமொத்தமாக புரிந்து கொள்வதில் கடந்த நாற்பது ஆண்டுகள் ஓர் அசாதாரண வளர்ச்சியைக் கண்டிருக்கிறது. கண்டறியப்பட்டிருக்கும் அணு உட்துகள்களைக் குறித்த தொகுப்பு, பெரும் கணித ஆய்வுகளின் தத்துவார்த்த முறைகளால் படிப்படியாக பகுக்கப்பட்டிருக்கின்றன.
ஈய நியூக்ளீ வெடிப்புகள் தொடங்கப்பட்டிருப்பது, ஹேட்ரான் பெருவெடிப்பியந்திரத்தின் மிகவும் முக்கியமான ஒரு கட்டமாக உள்ளது. ஆற்றல்மிகு விசையின் (strong force) உள்செயல்பாடு நீண்டகாலமாக வரையறுக்க முடியாமல் இருந்து வருகிறது. ஆனால் சமீபத்திய பல ஆய்வுகள் இந்த பிரச்சினைகள் மீது வெளிச்சத்தைப் பாய்ச்ச முயன்றிருக்கின்றன. பதிலளிக்கப்படும் என்ற விளிம்பில் இருக்கின்ற, பல தசாப்தங்களாக அடிப்படை இயற்பியலைத் தொற்றிக் கொண்டிருக்கும் சில பிரச்சினைகளில் தொழில்நுட்பம் ஓர் இடத்தை எட்டியிருக்கிறது.
|