ஹிக்ஸ் போஸான் பற்றி எனக்கு தெரிந்தவை- பகுதி - 1

ஜெனீவாவின் CERN நிறுவனத்தில் கொண்டாட்டம்தான் – 60 வருடங்களாய் ஆராய்ச்சி செய்ததன் பயன் – அவர்கள் தேடிக்கொண்டிருந்த ஹிக்ஸ் துகளை கண்டுவிட்டதாய் கிட்டத்தட்ட ஊர்ஜிதம் செய்தார்கள். இந்த ஹிக்ஸ் துகள்தான் நாளடைவில் கடவுள் துகள் என்றெல்லாம் பெயர் பெற்றுவிட்டது. கடவுளை தேடுவதுபோலதான் இந்தத் துகளை தேடினாலும் எளிதில் கிடைக்கவில்லை. சரி இந்த ஹிக்ஸ் துகள் என்பது என்ன என்று பார்ப்போம்.

1960களில் பீட்டர் ஹிக்ஸ் என்பவர் தான் இந்தத் துகளின் இருப்பைப் பற்றி எலெக்ட்ரோ-வீக் கோட்பாட்டில் வருவதாய் தன்னுடைய ஆராய்ச்சித் தாளில் எழுதினார். இந்த கோட்பாட்டுடன் நெருக்கமான தொடர்பு கொண்டது ஸ்டாண்டர்டு மாடல் எனப்படும் கோட்பாடு. இவைகளைப் பற்றியும் ஹிக்ஸை பற்றியும் புரிந்து கொள்ளவேண்டுமானால் நாம் முதலில் இயற்பியலின் அடிப்படை தேடலை பற்றி தெரிந்து கொள்ள வேண்டும். இயற்பியலின் அடிப்படை கூற்று இது தான் – உலகில் உள்ள எல்லா விதமான செயல்பாடுகளும் நான்கு வகையான விசைகளிலிருந்து தான் உருவாகின்றன – அவற்றை – Strong Force (வலிய விசை), Electromagnetic Force (மின் காந்த விசை) , Weak Force (மெல்லிய விசை) , Gravitational Force (ஈர்ப்பு விசை) என்று அழைக்கிறோம். இதில் முதல் மூன்று வகை விசைகளையும் சேர்ந்தார்போல புரிந்துகொள்ளக்கூடிய கோட்பாடே  Standard Model எனப்படும் கோட்பாடாகும். ஈர்ப்பு விசை மற்ற மூன்றிலுமிருந்து சில வகைகளில் மாறுபட்டது. அதிலும் மிகவும் மெல்லியதானது. அதனால் அதை சேர்த்து ஒருங்கிணைந்த கோட்பாட்டை யாராலும் உருவாக்க முடியவில்லை. இன்னும் சொல்லப்போனால் ஈர்ப்புவிசையை முழுதாகப் புரிந்துகொள்ளக்கூடிய ஒரு கோட்பாடே இன்னும் உருவாகவில்லை – String Theory இந்தப் புரிதலை கொஞ்சம் நெருங்கியிருப்பதாய் சொல்லலாம்.

சரி, இந்த ஹிக்ஸ் துகளுக்கும் மேலே சொன்ன கோட்பாடுகளுக்கும் என்ன ச்ம்பந்தம்? 1960களில் மின்காந்த விசையையும் வீக் விசையையும் இணைக்கும்போது அந்தக் கோட்பாட்டை முழுமை செய்ய ஒரு கனமான துகள் தேவைப்பட்டது. இந்த துகள் உடைந்து மின்காந்த விசையின் விசைத் துகளான ஃபோட்டான்களுக்கும் மற்றும் வீக் விசையின் விசைத் துகள்களான W, Z போசான்களுக்கும் அவைகளுக்குண்டான நிறையைத் (Mass) தருகிறது. இந்தக் கோட்பாட்டை பற்றி முதலில் பீட்டர் ஹிக்ஸ் என்னும் விஞ்ஞானி 1964இல் ஒரு ஆராய்ச்சித் தாள் எழுதி Physics Letters என்னும் பத்திரிகைக்கு அனுப்பினார். அதன் ஆசிரியரான யோசிரோ நம்பு என்னும் ஜப்பானிய விஞ்ஞானி, அதை பிரசுரிக்காமல் திருப்பி அனுப்பினார். அதற்கு அவர் சொன்ன காரணம் என்னவென்றால் இந்தக் கோட்பாட்டின் இயற்பியல் கோணங்களை கொஞ்சம் விவரித்து எழுத வேண்டும் என்பதுதான். பீட்டர் ஹிக்ஸ் ஒரு சில வரிகளை இணைத்தார் - அவற்றில் இந்த கனமான துகளுக்கான தேவையை பற்றியும் விவரித்தார். ஆனால் அதை வேறொரு பத்திரிகையான Physical Review Lettersக்கு அனுப்பி வைத்தார். மற்ற சில விஞ்ஞானிகளும் இந்தக் கோட்பாட்டை முன்னிறுத்தினார்கள். இருந்தாலும் இந்தத் துகளுக்கு ஹிக்ஸின் பெயர் வழங்கப்பட்டது. 

கோட்பாட்டளவில் ஹிக்ஸ் துகள் 1960களிலேயே நுழைந்துவிட்டாலும் அதை ஆராய்ச்சிக்கூடத்தில் கண்டெடுக்க படாத பாடுபட்டார்கள். புரோட்டான்களை மிகுந்த வேகத்துடன் மோத விட்டு அதனால் ஏற்படும் துகள்களில் தேடி பார்த்தார்கள், ஆனால் இதுதான் ஹிக்ஸ் என்று தீர்மானமாய் சொல்லக்கூடிய வகையில் எந்த முயற்சியும் கைகூடவில்லை. கிட்டத்தட்ட 50 வருட தேடல்களுக்கு பின்னால். இப்போது 125 கிகா எலெக்டரான்வோல்ட் நிறை கொண்ட ஒரு துகளை கண்டுபிடித்திருக்கிறார்கள். இது தான் ஹிக்ஸ் என்று உறுதிப்படுத்த இன்னும் சில பரிசோதனைகள் செய்ய வேண்டியிருக்கிறது.

ஹிக்ஸ் துகளைப் பற்றி இன்னும் ஒரு சுவாரசியமான செய்தி உண்டு. இந்த துகள் போஸான் என்னும் வகையான துகளாகும். இந்த போஸான் வகைகளின் பெயர் இந்திய இயற்பியலாளரான சத்யேந்திர நாத் போஸின் பெயரிலிருந்து வந்தது. அவர் மேற்கு வங்கத்தை சேர்ந்தவராவார்.

போஸான் துகள்கள் சத்யேந்திரநாத் போஸ் கண்டுபிடித்த போஸ்-ஐன்ஸ்டெயின் புள்ளியியலின்படி நடந்துகொள்பவை. சத்யேந்திரநாத்துக்கு இதற்கான பாராட்டை வழங்கவேண்டும் என்று ஐன்ஸ்டெயின்தான் இந்தத் துகள்களுக்கு போஸான்கள் எனறு பெயர் வழங்கினார்.