आपल्या शहरातील ताज्या बातम्या आणि ई-पेपर मिळवा मोफत

डाउनलोड करा

विश्वनिर्मितीचे गूढ जवळपास उलगडले

9 वर्षांपूर्वी
  • कॉपी लिंक

हिग्ज बोसॉन म्हणजे देव नाही - हिग्ज बोसॉनला देवकण किंवा गॉड पार्टिकल म्हटले जाते. पण ते शास्त्रज्ञांनी ठेवलेले नाव नाही. नोबेल पारितोषिक मिळालेले भौतिकशास्त्रज्ञ लेऑन लेडर्मन यांनी 1993 मध्ये ‘दि गॉडमन पार्टिकल : इफ दि युनिव्हर्स इज दि आन्सर व्हॉट इज दि क्वेश्चन?’ या नावाचे पुस्तक लिहिले होते. परंतु संपादकाने त्याचे नाव बदलून त्यांच्या इच्छेविरुद्ध ‘गॉड पार्टिकल’ असे नामकरण केले व हे टोपणनाव सर्वसामान्यांनी उचलून धरले. शास्त्रज्ञांचा मात्र गॉड पार्टिकल या नावाला विरोध आहे.
4 जुलै 2012 रोजी हिग्ज बोसॉन या कणाचा जवळपास शोध लागला असे जाहीर केले. आतापर्यंत अकरा मूलभूत कणांचा शोध लागला होता. बाराव्या कणाचा शोध लागायचा होता व तो जवळपास लागला आहे. जवळपास असे म्हणायचे कारण त्याचे वस्तुमान 125.5 गीगा इलेक्ट्रॉन व्होल्ट्स इतके आहे व तो प्रोटॉनच्या वस्तुमानाच्या तुलनेत 133 पट अधिक आहे. प्रयोगांती या निष्कर्षामध्ये दहा लाखात एक इतकी सांख्यिकी चूक असण्याची शक्यता आहे. म्हणूनच आणखी प्रयोग करून हा कण नेमका हिग्ज बोसॉन आहे का, हे सिद्ध करण्यासाठी शास्त्रज्ञ प्रयत्नशील आहेत.
या प्रयोगाचे इतके महत्त्व का आहे व विश्वनिर्मितीशी त्याचा काय संबंध आहे, असा प्रश्न साहजिकच येतो. हबल नावाचे शास्त्रज्ञ होते व ते ग्रहामधील अंतर शोधत होते. त्यांना असे आढळले की आपली आकाशगंगा ( गॅलक्सी ) आपल्यापासून दूर जाते आहे, इतकेच नाही तर संपूर्ण ब्रrांडच प्रसरण पावत आहे. ब्रrांडाची निर्मिती महास्फोटामुळे झाली असावी अशी उपपत्ती ( थेअरी ) त्यांनी थोडीशी भीत भीतच मांडली. कारण शास्त्रीय जगतात तिला कितपत मान्यता मिळेल असे त्यांना वाटले. परंतु शास्त्रज्ञांना ती पटली. महास्फोट हा 13.7 अब्ज वर्षांपूर्वी काल, अवकाश, ऊर्जा आणि वस्तुमान म्हणजे सामान्यत: आपण ज्याला पदार्थ म्हणतो हे सर्व यातूनच निर्माण झाले. या महास्फोटातून अवकाशाची निर्मिती होतानाच ऊर्जा व वस्तुमानाची निर्मिती होऊन ते या प्रसरण पावणार्‍या अवकाशात भिरकावत गेले. काळही त्याच क्षणी अस्तित्वात आला अशी संकल्पना प्रचलित आहे. त्याबरोबर सूर्य , पृथ्वी इ. ग्रहांची निर्मिती झाली. या सिद्धांताला शास्त्रीय जगतात मान्यता मिळाली आहे. या सर्वांना ऊर्जा मिळाली, परंतु वस्तुमान व आकार व कसे मिळाले याचा उलगडा होत नव्हता. त्यासंबधी पीटर हिग्ज या ब्रिटिश शास्त्रज्ञाने हिग्ज बोसॉन या कणापासून अणूपासून ग्रहापर्यंत वस्तुमान कसे मिळाले याचे स्पष्टीकरण करणारा सिद्धांत 1964 मध्ये मांडला. आता तो कण प्रत्यक्षात शोधण्यात यश आले आहे.
भारतीय शास्त्रज्ञ प्रा. सुब्रमण्यन चंद्रशेखर, ज्यांना चंद्रा या टोपणनावाने ओळखले जाते - त्यांनी तारकांची रचना, गतिकी ( डायनॅमिक्स ) व उत्क्रांतीसंबंधी अभ्यास केला. त्यांना 1983 मध्ये भौतिकशास्त्राचे नोबेल पारितोषिक मिळाले. त्यांनी कृष्णविवर ( ब्लॅक होल ) संबंधी गणिती सिद्धांत मांडला आहे. सूर्याच्या 30 पटीहून अधिक वस्तुमान असणारे तारे जेव्हा अंशत: कोलमडतात तेव्हा त्यांच्या गाभ्यात शिल्लक राहणारे वस्तुमान सूर्याच्या 2.5 पटीएवढे किंवा त्याहून अधिक असते. अशा तार्‍यांमध्ये कोणतेही ज्ञात बल त्यांचे अंतर्गत कोलमडणे थोपवू शकत नाही. अशा तार्‍यांची अंतत: कृष्णविवरे बनतात. परम गुरुत्वाकर्षणामुळे पूर्णपणे आक्रसत जातात. त्याचे आकारमान अखेर जवळपास शून्याइतके होते. त्यातून गुरुत्वाकर्षणाच्या प्रभावामुळे अगदी प्रकाशाचा कणदेखील बाहेर पडू शकत नाही. कृष्णविवरातून कोणतीही प्रारणे बाहेर पडू शकत नाहीत.
हिग्ज बोसॉन या कणाचा शोध लागायला इतका विलंब का लागला ? कारण आतापर्यंतचे अँक्सिलेटर प्रभावी नव्हते. केवळ याचा शोध घेण्यासाठी हा प्रयोग करण्यासाठी लार्ज हर्डान कोलायडर हा पार्टिकल अँक्सिलेटर बांधला आहे. दुसरे असे की हिग्ज बोसॉन या कणाचे आयुष्य एक नॅनो सेकंद ( म्हणजे एक अब्जांश सेकंद ) इतके अल्प आहे. प्रोटॉनच्या तुलनेत त्याचे वस्तुमान साधारण दिडशे पट अधिक आहे. साधारण 330 मीटर खोल व सत्तावीस किलोमीटर लांब असा बोगदा खणला आहे. दोन प्रोटॉन विरुद्ध दिशेला ठेवून गरागरा फिरवले जातात व ते प्रकाशाच्या वेगाच्या 99.9999991 टक्के इतक्या वेगाने एकमेकांवर आदळले जातात. ( वस्तुमान गुणिले प्रकाशाच्या वेगाचा वर्ग बरोबर ऊर्जा, येथे प्रकाशाचा वेग प्रचंड असल्याने प्रचंड ऊर्जा निर्माण होते.) कल्पना करा, दोन सायकलस्वारांची समोरासमोर टक्कर झाली तर होणारे नुकसान आणि तेच दख्खनची राणी व राजधानी अत्यंत वेगात धावत असताना त्यांची समोरासमोर टक्कर झाली तर होणारे नुकसान. अर्थातच आगगाड्यांच्या टकरीमुळे प्रचंड नुकसान होईल. प्रोटॉनच्या टकरीबाबत नेमके असेच घडते व महास्फोटसदृश्य परिस्थिती अल्पकाळ निर्माण होते. हिग्ज बोसॉन कण निर्माण होतात. दोन प्रोटॉन एकमेकांवर आदळल्यावर कणांचा पुंजका ( क्लस्टर ) निर्माण होतो. एक प्रकारचा झोत ( जेट ) निर्माण होतो. तो खाली जातो तर हिग्ज बोसॉन कण वर जातात. हिग्ज बोसॉन कणांचा तत्काळ र्‍हास होतो व दोन झेड बोसॉन तयार होतात. त्यापैकी एकापासून इलेक्ट्रॉन व पॉझिट्रॉन तयार होतो.
e+ + e-
व दुसर्‍याचे म्युऑनमध्ये रूपांतर होते.
µ+ + µ-
स्टँडर्ड मॉडेल हे प्रचलित असून त्यामुळे बर्‍याचशा बाबींचा खुलासा होतो. हे मॉडेल बारा मूलभूत कणांपासून व चार बलांपासून बनले आहे. आतापर्यंत अकरा कणांचा शोध लागला असून आता बारावा कण म्हणजे या हिग्ज बोसॉन कणाचा शोध जवळपास लागला आहे व हेच या प्रयोगाचे मोठे यश आहे. पीटर हिग्ज - ज्यांनी हा सिद्धांत मांडला त्यांना आपले भाकीत खरे ठरल्याचे प्रत्यक्षात पाहण्याचे भाग्य लाभले. कोणत्याही शास्त्रज्ञाच्या आयुष्यात असा प्रसंग येणे हे खरोखरीच महद्भाग्य आहे.
या महत्त्वाकांक्षी प्रयोगात बर्‍याच बाबतीत भारतीयांचा सहभाग आहे. भारतातील सहा प्रयोगशाळांनी वेगवेगळ्या प्रकारे भाग घेतला आहे . एक म्हणजे चुंबक पुरवलेले आहेत. सुपर कंडक्टिंग मॅग्नेटच्या परीक्षणात (टेस्टिंग) मध्ये भाग घेतला आहे. संगणकाचे ग्रिड - ज्याच्या साहाय्याने बर्‍याच देशांतील शास्त्रज्ञ प्रयोगात जी माहिती मिळाली आहे त्याचे विश्लेषण करत आहेत - त्यातही भारतीय शास्त्रज्ञ मदत करत आहेत. हिग्ज बोसॉन शोधण्यासाठी दोन प्रयोगशाळांत डिटेक्टर वापरले आहेत. त्यापैकी सीएमएससाठी भारतीयांचे योगदान आहे. या प्रयोगाने स्टँडर्ड मॉडेलची गृहीतके बरोबर आहेत हे सिद्ध झाले. स्टँडर्ड मॉडेलने संशोधनाला नवीन दिशा मिळेल. परंतु काही बाबींसंबधी खुलासा होऊ शकत नाही, तो होण्याची शक्यता आहे. हिग्ज बोसॉनचे आणखी काही प्रकारचे कण आहेत का, इ. आणखी काही बाबींवर या प्रयोगामुळे प्रकाश पडण्याची शक्यता आहे. हा प्रयोग मूलभूत संशोधनासाठी केला आहे व बर्‍याचदा याचा व्यवहारात उपयोग होईलच असे नाही. जगातील डार्क मॅटर 25 टक्के आहे, पण ते कधीच पाहिलेले नाही. तसेच डार्क एनर्जी जिने 70 टक्के भाग व्यापला आहे, परंतु तिचे अस्तित्व कधीच निश्चित करता आले नाही, याचा खुलासा कदाचित होऊ शकेल. आणखी एक महत्त्वपूर्ण बाब अशी : गुरुत्वाकर्षणामुळे बलाचे पूर्णपणे आकलन झाले नाही, ते समजण्यासही उपयोग होऊ शकेल.
mvdin@sify.com