|
WSWS
:Tamil
:
செய்திகள் ஆய்வுகள்
:
விஞ்ஞானமும் தொழில்நுட்பமும்
செர்ன்
ஆய்வு எதிர்-சடப்பொருள்
அணுக்களைக் கைப்பற்றுகிறது
By Bryan Dyne
27 November 2010
Use
this version to print | Send
feedback
நவம்பர்
17இல்
Nature [1]
இதழில்
வெளியான ஓர் அறிக்கையில்,
செர்னில்
(European Organization for Nuclear Research - CERN)
உள்ள
ALPHA
டிடக்டர்
அமைப்பைச் சேர்ந்த விஞ்ஞானிகள் ஹைட்ரஜனின் எதிர்-நுண்பொருளின்
(anti-hydrogen) 38
துகள்களை வெற்றிகரமாக கைப்பற்றி இருப்பதாக விளக்கினார்கள்.
இந்த
புதிய கண்டுபிடிப்பானது,
அடிப்படை
இயற்பியலையும் மற்றும் பிரபஞ்சத்தின் இயல்பையும் புரிந்து கொள்வதற்கு புதிய
கதவுகளைத் திறந்துவிட்டிருக்கிறது.
பிரபஞ்சத்தில் எதிர்-சடப்பொருள்
(anti-matter)
இல்லாமல் இருப்பதும்,
தற்போதைய
இயற்பியல் புரிதலில் இருக்கும் பெரும் புதிர்களில் ஒன்றாக இருக்கிறது.
நுண்துகள் இயற்பியலின்படி,
எதிர்-சடப்பொருள்
என்பது சடப்பொருளைப்
(matter)
போன்றே இருக்கும்,
ஆனால்
எதிர்மறையாக இருக்கும் ஒன்றாகும்;
அது
மின்னேற்றத்தைத்
(charge)
தவிர
(இது
எதிர்மின்னேற்றத்தைக் கொண்டிருக்கிறது)
ஏனைய
அனைத்து பண்புகளையும் சடப்பொருளைப் போன்றே ஒரேமாதிரியாக கொண்டிருப்பதாக புரிந்து
கொள்ளப்பட்டிருக்கிறது.
எலெக்ட்ரான்கள் எதிர்மின்னேற்றம்
(negative charge)
கொண்டிருக்கின்றன;
ஆனால்
பொதுவாக பொலிட்ரான்கள் என்று அழைக்கப்படும் எலெக்ட்ரானின் எதிர்-நுண்பொருட்கள்
(anti-electrons)
நேர்மின்னேற்றத்தைக் கொண்டிருக்கின்றன.
அந்த
நுண்துகள்களில்,
நிறை
போன்ற ஏனைய அனைத்து பண்புகளும் ஒரேமாதிரியாக அமைந்துள்ளன.
சடப்பொருளின் ஒரு
நுண்துகளுக்கும்,
எதிர்-சடப்பொருளின்
ஒரு நுண்துகளுக்கும் இடையில் தொடர்பு ஏற்படும் போது,
இரண்டு
நுண்துகள்களுமே நிர்மூலமாகின்றன.
ஆனால்
அவற்றின் ஒருங்கிணைந்த நிறை ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது.
சடப்பொருளைப் போன்றே
ஆனால் எதிர்மறையாக இருக்கும் இந்த நுண்துகள்களை இயற்பியலாளர்கள்
"சடப்பொருள்"
அல்லது
“எதிர்-சடப்பொருள்"
என்ற
சொற்களில் குறிப்பிடுகிறார்கள் என்ற போதினும்,
சடவாதத்தின்படி மெய்யியல்ரீதியாக,
சடப்பொருளைக் குறித்த நம்முடைய கருத்துருவில் பார்த்தால் நுண்துகளின் இரண்டு
வகைகளுமே சடப்பொருளேயாகும்.
பெருவெடிப்பிற்குப்
பிந்தைய நிகழ்வுகளில் சடப்பொருளும்,
எதிர்-சடப்பொருளும்
சம அளவிற்கு இருந்தன என்ற ஊகத்தைச் சுற்றியே எதிர்-சடப்பொருளைக்
குறித்த புதிர் நிலவுகிறது.
இந்த
நிலை தொடர்ந்து கொண்டிருந்திருந்தால்,
நுண்துகள்கள் அதன் இருப்பில் ஒன்றையொன்று நிர்மூலமாக்கிக் கொண்டிருக்கும்;
இது
பிரபஞ்சம் முழுவதும் ஒன்றையும் விட்டுவைக்காமல்,
ஒளியை
மட்டுமே நிரப்பி இருக்கும்.
ஆனால்,
நீர்மூலமாக்கல் நடைபெறாமல் அதற்கு முந்தைய சில கணங்கள் வரைக்கும் எதிர்-சடப்பொருளை
வைத்துக் கொண்டு,
பிரபஞ்சம் முழுவதும் சடப்பொருளால் நிரப்பப்படும் வகையில்,
சடப்பொருளுக்கும் எதிர்சடப்பொருளுக்கும் இடையில் ஒரு சிறிய சமமற்றதன்மையை ஏதோவொரு
அறியப்படாத இயல்நிகழ்வு ஏற்படுத்தி இருக்கிறது.
பிரபஞ்சம் தோன்றிய போது இந்த சமமற்றதன்மை ஏற்பட்டதற்கான காரணத்தைத் தான்
ALPHAஇல்
இருக்கும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஆய்வு செய்து வருகிறார்கள்.
எதிர்-சடப்பொருள்
முதன்முதலில்
1928இல்
பால் திராக்கால்
(Paul Dirac)
வெளியிடப்பட்ட ஓர்
ஆய்வறிக்கையில் புனையப்பட்டது
[2].
திராக்கின் ஆய்வறிக்கை குவாண்டம் இயந்திரவியலையும் சிறப்பு சார்பியலையும்
ஒருங்கிணைப்பதற்கான ஒரு வெற்றிகரமான முயற்சியாக அமைந்தது.
அது
அதற்கு முந்தைய தசாப்தங்களில் இருந்த இயற்கையைக் குறித்த பண்டைய புரிதல்களில்
இருந்து வெகுதூரத்திலிருந்த இயற்பியல் உண்மைகள் குறித்த ஏமாற்றமளிக்கும்
குறிப்புகளை விட்டுவிட்ட ஆய்வுகளை மிக முழுமையாக விளக்குவதாக இருந்தது.
அடிப்படை
நுண்துகள்களில் நேர் மற்றும் எதிர் ஆற்றல் மதிப்புகளை
(energy values)
அனுமதித்த ஒரு முரண்பட்ட கணக்கியலாக தோன்றிய ஒன்றின் மீது திராக் கவனத்தைக் கொண்டு
வந்தார்.
சடப்பொருட்களின் இயக்கத்தின் பண்பை ஆற்றல் அளவிடுகிறது என்றாலும்,
எதிர்
ஆற்றலின் கோட்பாடு ஆழமான கருத்துவிவாத பிரச்சினைகளை முன்னிருத்தியது.
Robert Oppenheimerஇன்
உதவியுடன்,
திராக்
எதிர் ஆற்றல்கள் மீதான விவாதத்தைத் தீர்த்து வைத்தார்.
1931ஆம்
ஆண்டு ஆய்வறிக்கையில்,
எதிர்
ஆற்றலுடன் கூடிய ஓர் எலெக்ட்ரான்,
நேர்
ஆற்றலுடன் கூடிய ஒன்றை விட சிறப்பாக இருக்கும்;
ஆனால்
நேர்மின்னேற்றத்துடன் இருக்கும் என்று குறிப்பிட்டார்.
"எலெக்ட்ரானின்
ஓர் எதிர்-நுண்பொருள்"
(anti-electron)
ஓர் எலெக்ட்ரானுடன் தொடர்பு கொள்ளும் போது,
இரண்டுமே
நிர்மூலமாகின்றன என்றும் அவர் குறிப்பிட்டார்.
ஓர்
ஆண்டிற்குப் பின்னர்,
கார்ல்
ஆண்டர்சனால் நடத்தப்பட்ட ஆய்வுகளால் இந்த கணிப்புகள் உறுதி செய்யப்பட்டன.
எதிர்-சடப்பொருள்
குறித்த ஆய்வு முயற்சியானது,
குவாண்டம் இயந்திரவியலில் அதிகளவில் ஆராயப்பட்ட விஷயங்களில் ஒன்றான ஹைட்ரஜன்
அணுவின் மீது கவனம் செலுத்துகிறது.
ஒரேயொரு
புரோட்டான் மற்றும் எலெக்ட்ரானை மட்டுமே கொண்டிருக்கும் ஹைட்ரஜன்,
முற்றிலுமாக ஓர் எளிய அமைப்புமுறையாக விளங்குகிறது.
இதன்
பண்புகளும் நன்கு அறியப்பட்டிருக்கின்றன.
ஹைட்ரஜனின் எதிர்-நுண்பொருள்
(anti-hydrogen)
குறித்த ஆய்வு,
மின்னேற்றத்தைத் தவிர,
ஏனைய
அதன் பண்புகள் ஹைட்ரஜனின் பண்புகளைப் போன்றே இருக்கின்றனவா என்பதைச் சுற்றி
ஆராய்கிறது.
பெருவெடிப்பிற்குப் பிந்தைய சமமற்றதன்மையை விளங்குவதற்கு உதவும் வகையில்,
ஹைட்ரஜனுக்கும்,
ஹைட்ரஜனின் எதிர்-நுண்பொருளுக்கும்
இடையில் உள்ள சில நேர்த்தியான வித்தியாசங்களைக் கண்டறிய முடியும் என்று
ஆராய்ச்சியாளர்கள் நம்புகிறார்கள்.
எதிர்-சடப்பொருளை
உருவாக்குவதும்,
கைக்கொள்வதும் ஒரு சிக்கலான மற்றும் சிரமமான காரியமாகும்.
எதிர்-சடப்பொருள்
எந்த சாதாரண சடப்பொருளுடன் தொடர்பு கொண்டாலும் அதை நிர்மூலமாக்கிவிடும் என்ற
உண்மையே,
அதை
எளிதாக ஒரு கொள்கலனில் சேகரித்துவிட முடியாது என்பதை விளங்கப்படுத்துகிறது.
ஆனால்
அதற்கு மாறாக,
ஒரு
வெற்றிடக் கலனிற்குள் பொசிட்ரான்களும் மற்றும் புரோட்டான்களின் எதிர்-நுண்பொருட்களும்
தொடர்ச்சியாக அனுப்பப்பட்டு,
அந்த
கலனில் இருக்கும் பெரும் காந்த புலங்கள் அந்த இரண்டு வெவ்வேறு நுண்துகள்களுக்கும்
இடையே தொடர்பை ஏற்படுத்தும் போது,
ஹைட்ரஜனின் எதிர்-நுண்பொருள்
(anti-hydrogen)
உருவாகிறது.
இந்த
காந்த புலங்கள்,
இவ்வாறு
உருவாக்கப்பட்ட எதிர்-சடப்பொருளை
சாதாரண சடப்பொருளுடன் தொடர்பு கொள்ளவிடாமல் செய்கின்றன.
இதை
சுமார் ஒரு நொடியில் பத்தில் ஒரு பங்கு நேரத்தில் செய்ய முடியும் என்பதையும்
ALPHA
ஆராய்ச்சி
எடுத்துக்காட்டியுள்ளது.
பொதுவான
தரமுறைகளில் குறைபாடுகள் இருந்தாலும் கூட,
ஒரு
நொடியில் பத்தில் ஒரு பங்கு என்பது நுண்துகள் இயற்பியலைப் பொறுத்தமட்டிற்கு
போதியளவிற்கு நீண்ட நேரமே ஆகும்.
எவ்வாறிருப்பினும்,
இது
ஹைட்ரஜனின் எதிர்-நுண்பொருள்
குறித்த ஆய்வுகளைச் செய்வதற்கு போதிய கால அவகாசமாகும்.
இதே பிரிவில் வேறு பல
ஆராய்ச்சிகளும் நடந்து வருகின்றன.
D0
அமைப்பின் ஆராய்ச்சியாளர்கள்
muon-கள்
மற்றும்
anti-muonகள்
உருவாகும் போது நிகழும் மிகச் சிறிய சமமற்றதன்மையை கண்டறிந்திருக்கிறார்கள் என்று
சிகாகோவிற்கு அருகில் அமைந்துள்ள பெர்மிலேப்
(Fermilab)
மே மாதம்
அறிவித்தது.
Muon-கள்
என்பவை எலெக்ட்ரான்களின் இரண்டு கனமான உடன்பிறப்புகளில் ஒன்றாக இருக்கின்றன.
எலெக்ட்ரான்களைக் போன்று அதே மின்னேற்றத்துடன் இருக்கும் இவை,
அதைவிட
பெரும் நிறையைக் கொண்டிருக்கின்றன.
சடப்பொருளும்,
எதிர்-சடப்பொருளும்
உருவாகும் போது எதிர்-சடப்பொருளைவிட
சற்றே அதிகளவில் சடப்பொருள் உருவாவதில் நிலவும் வித்தியாசத்தில்
1
சடவீதத்தைப் பெர்மிலேப்
கண்டறிந்திருக்கிறது.
இது
நுண்துகள் இயற்பியலின் தற்போதைய தத்துவங்களால் எதிர்பார்க்கப்படும் சீர்மைகளை
உடைக்கிறது என்பதுடன்,
இது
பிரபஞ்சத்தில் சடப்பொருள்
(matter)
மிகுந்திருப்பதைப் புரிந்து கொள்வதிலும் அடுத்தகட்ட படிக்கல்லாக இருக்கிறது.
D0
மற்றும்
ALPHA
ஆகியவற்றுடன்,
LHCb
அமைப்பும் எதிர்-சடப்பொருளை
ஆராய்ந்து வருகிறது.
இது
செர்னில் அமைந்துள்ள ஹேட்ரான் பெருவெடிப்பியந்திரத்தின் நான்கு முக்கிய
டிடக்டர்களில் ஒன்றாகும்.
இது
முக்கியமாக,
நுண்துகள் சிதைவுறும் போது,
சடப்பொருள்/எதிர்-சடப்பொருள்
சீர்மையின் மாற்றங்களைக் குறிப்பிட்டுக் காட்டுவதற்கு ஏற்ற துல்லியமான அளவீடுகளுடன்
செயல்படுத்தப்படுகிறது.
இதுவரையில்,
LHCb
அமைப்பிலிருந்து எந்த முக்கியமான முடிவுகளும் வெளியிடப்படவில்லை என்றாலும் கூட,
2010இல்
இருந்து
2011
வரையில் சேகரிக்க இருக்கும் தரவுகள் மீது ஒரு முழுமையான பகுப்பாய்வு
செய்யப்பட்ட பின்னர்,
முக்கியமான முடிவுகள் கிடைக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.
சடப்பொருளை
உருவாக்குவதிலும்,
கைக்கொள்வதிலும் சிரமங்கள் இருந்தாலும் கூட,
செர்னில்
உள்ள இயற்பியலாளர்களும் அந்த சவாலுக்கு இணையாக இருக்கிறார்கள் என்பதை
நிரூபித்திருக்கிறார்கள்.
சடப்பொருளின் வடிவத்தை வெளிப்படுத்திக் காட்டுவதென்பது,
அடிப்படை
இயற்பியலில் நீண்டகாலமாக எதிர்பார்க்கப்படும் ஆராய்ச்சியாகும்.
சடப்பொருளுக்கும்,
எதிர்-சடப்பொருளுக்கும்
இடையில் ஒரு சமமற்றதன்மை ஏன் நிலவுகிறது என்பதை வெளிச்சமிட்டுக் காட்டும் பல
ஆராய்ச்சிகளை மட்டும் தான்
ALPHA
டிடக்டர்
அமைப்புகளின் முடிவுகள் துல்லியமாக எடுத்துக்காட்டும்.
[1] Trapped antihydrogen.
[2] Paul A. M. Dirac. On the quantum theory of the electron.
[3] Paul A. M. Dirac. Quantised Singularities in the Quantum Field. |
