fundamental-1

കണ്ടെത്തുമോ അഞ്ചാമത്തെ അടിസ്ഥാനബലം

സാബു ജോസ്
പ്രപഞ്ചത്തിലെ അടിസ്ഥാനബലങ്ങള്‍ നാലല്ല, അഞ്ചാണെന്ന് ഒരു സംഘം ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ കണ്ടെത്തിയിരിക്കുന്നു. ഗുരുത്വാകര്‍ഷണം, വിദ്യുത്കാന്തികത, ശക്ത-ക്ഷീണ ന്യൂക്ലിയര്‍ ബലങ്ങള്‍ എന്നീ നാല് അടിസ്ഥാനബലങ്ങള്‍ നമുക്കറിയാം. ഇപ്പോള്‍ ഹംഗറിയിലെ ശാസ്ത്രജ്ഞരാണ് അഞ്ചാമതൊരു ബലത്തിന്റെ സാന്നിധ്യം ചൂണ്ടിക്കാണിക്കുന്നത്. ഗവേഷണ റിപ്പോര്‍ട്ട് നേച്ചര്‍ സയന്‍സ് ജേര്‍ണലില്‍ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചിട്ടുണ്ട്. ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ കണ്ടുപിടിത്തം അംഗീകരിക്കപ്പെട്ടാല്‍ അത് ഭൗതികശാസ്ത്രത്തില്‍ പുതിയൊരു വിപ്ലവത്തിനു നാന്ദികുറിക്കും. പ്രപഞ്ചത്തേക്കുറിച്ചുള്ള നമ്മുടെ ധാരണകള്‍ക്ക് കൂടുതല്‍ തെളിച്ചമുണ്ടാവുകയും ചെയ്യും.
2015 ലാണ് ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ക്ക് പുതിയൊരു ബലത്തിന്റെ സാന്നിധ്യം കണ്ടെത്താനായത്. ഹംഗേറിയന്‍ ആക്കാദമി ഓഫ് സയന്‍സിലെ ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ സംഘം ലിഥിയം -7 അണുകേന്ദ്രത്തിലേക്ക് പ്രോട്ടോണ്‍ പുഞ്ജത്തെ 17 മെഗാ ഇലക്‌ട്രോണ്‍ വോള്‍ട്ട് ഊര്‍ജനിലയില്‍ പ്രകാശവേഗതയുടെ തൊട്ടടുത്ത് പായിച്ച് കൂട്ടിയിടിപ്പിച്ചപ്പോള്‍ ഉണ്ടായ കണികകളില്‍ ഭാരം കുറഞ്ഞ ബോസോണിന്റെ (ബലവാഹിയായ കണമാണ് ബോസോണ്‍) സാന്നിധ്യം തിരിച്ചറിഞ്ഞു. ഒരു ഇലക്‌ട്രോണിന്റെ പിണ്ഡത്തിന്റെ 34 മടങ്ങുമാത്രം ഭാരമുള്ള ഈ ബോസോണ്‍ പുതിയൊരു മൗലിക ബലത്തിന്റെ സൂചനയാണ് നല്‍കുന്നത്. അമേരിക്കയില്‍ നിന്നുള്ള ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ സംഘം ഹംഗേറിയന്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ കണ്ടെത്തലുകള്‍ വിശദമായി അപഗ്രഥിക്കുകയും പരീക്ഷണഫലത്തില്‍ തൃപ്തി രേഖപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്തിട്ടുണ്ട്.
പരീക്ഷണഫലം തെറ്റാകാനുള്ള സാധ്യത ‘20,000 കോടിയില്‍ ഒന്ന്’ ആണെന്നാണ് അമേരിക്കന്‍ ശാസ്ത്രസംഘം വിലയിരുത്തുന്നത്. ശാസ്ത്രസമൂഹത്തിനു മുന്നില്‍ അവതരിപ്പിച്ച പരീക്ഷണഫലം 2016 ല്‍ തന്നെ അംഗീകരിക്കപ്പെടുമെന്നാണ് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നത്. കാലിഫോര്‍ണിയ യൂണിവേഴ്‌സിറ്റിയിലെ ശാസ്ത്രജ്ഞനായ ജോനാതര്‍ ഫെംഗ് ആണ് അമേരിക്കന്‍ ശാസ്ത്രസംഘത്തിന്റെ തലവന്‍. ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ ആറ്റില ക്രാസ്‌നഹോര്‍ക്കെയാണ് ഹംഗേറിയന്‍ സംഘത്തലവന്‍. ഡാര്‍ക്ക് ഫോട്ടോണ്‍ എന്ന് താല്‍ക്കാലികമായി പേരിട്ടിരിക്കുന്ന ഈ പുതിയ ബോസോണ്‍ ദൂരൂഹ പ്രതിഭാസമായ ശ്യാമദ്രവ്യത്തേക്കുറിച്ച് വിശദീകരിക്കാന്‍ പര്യാപ്തമാണെന്നാണ് ശാസ്ത്രസംഘം വിലയിരുത്തുന്നത്.
സാങ്കേതിക വിദ്യയുടെ വളര്‍ച്ച സൈദ്ധാന്തിക ഭൗതികത്തെ മാറ്റിമറിക്കുന്ന കാഴ്ചയാണ് 21-ാം നൂറ്റാണ്ടില്‍ നാം കണ്ടുകൊണ്ടിരിക്കുന്നത്. ഉയര്‍ന്ന ഊര്‍ജനിലയില്‍ കണികാപരീക്ഷണം നടത്താന്‍ കഴിയുന്ന ഉപകരണങ്ങളുടെ നിര്‍മാണമാണ് ഈ മാറ്റത്തിന് കാരണമാകുന്നത്. പുതിയ കണ്ടുപിടിത്തത്തിന്റെ വെളിച്ചത്തില്‍ പ്രപഞ്ചത്തിലെ അടിസ്ഥാനബലങ്ങള്‍ ഏതെല്ലാമാണെന്ന് പരിശോധിക്കാം.

fundamntal-2
1. ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ ബലം
അടിസ്ഥാനബലങ്ങളില്‍ ഏറ്റവും ദുര്‍ബലം ഗുരുത്വാകര്‍ഷണമാണ്. പക്ഷെ ഉയര്‍ന്ന പിണ്ഡമുള്ള വസ്തുക്കളുടെ കാര്യത്തിലും വലിയ ദൂരപരിധിയിലും ഇത് വളരെ പ്രാധാന്യമുള്ളതാണ്. പ്രപഞ്ചമൊന്നാകെ വ്യാപിച്ചിരിക്കുന്ന ഗുരുത്വാബലത്തിന്റെ പരിധി അനന്തമാണ്. ഗുരുത്വാകര്‍ഷണം സ്ഥിരമാണ്. ഇതിനെ പരികര്‍ഷണം ചെയ്യാനോ, പരിവര്‍ത്തനം ചെയ്യാനോ സാധിക്കില്ല. ഗുരുത്വബലത്തിന് ആകര്‍ഷണം മാത്രമേയുള്ളൂ, വികര്‍ഷണമില്ല. സ്ഥിരവൈദ്യുത ചാര്‍ജില്ലാത്ത ന്യൂട്രോണുകള്‍, ന്യൂട്രിനോകള്‍ എന്നീ കണികകള്‍ക്കും വലിയ ദ്രവ്യപിണ്ഡങ്ങളായ ഗ്രഹങ്ങള്‍, നക്ഷത്രങ്ങള്‍, ഗാലക്‌സികള്‍, തമോദ്വാരങ്ങള്‍ തുടങ്ങിയ ഖഗോള വസ്തുക്കളുടെ കാര്യത്തിലും സ്ഥിരവൈദ്യുതി കാരണമുള്ള ആകര്‍ഷണം കണക്കിലെടുക്കാന്‍ കഴിയില്ല. അവ ഇലക്‌ട്രോണുകളെയും പ്രോട്ടോണുകളെയും ഉള്‍ക്കൊള്ളുന്നതുവഴി മൊത്തം ചാര്‍ജ് പൂജ്യമായി തീരുന്നു. വൈദ്യുത ബലങ്ങള്‍ക്ക് ആകര്‍ഷണവും വികര്‍ഷണവും ഉള്ളതുകൊണ്ട് അവയെ എളുപ്പത്തില്‍ നിഷേധിക്കാന്‍ സാധിക്കും. എന്നാല്‍ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണത്തെ നിഷേധിക്കാന്‍ സാധ്യമല്ല. കാരണം അത് ആകര്‍ഷണം മാത്രമാണ്. അതിനാല്‍ തന്നെ എല്ലാ വസ്തുക്കളും ഗുരുത്വത്തിന് വിധേയമാണ്. അതും ആകര്‍ഷണം എന്ന ഒരു ദിശയില്‍ മാത്രം.
വലിയ ദൂരപരിധി ആയതിനാല്‍ തന്നെ പ്രപഞ്ചത്തില്‍ കാണുന്ന വലിയ പ്രതിഭാസങ്ങളെല്ലാം ഗുരുത്വത്തിന്റെ ഫലമായി ഉണ്ടാകുന്നവയാണ്. ഗാലക്‌സികളുടെ ഘടന, തമോദ്വാരങ്ങള്‍, പ്രപഞ്ചവികാസം എന്നിവയെല്ലാം നിര്‍ണയിക്കുന്നതും നിയന്ത്രിക്കുന്നതും ഗുരുത്വബലമാണ്. ഭ്രമണപഥത്തിലൂടെയുള്ള ഗ്രഹങ്ങളുടെ സഞ്ചാരം, ഭാരം കൂടിയ വസ്തുക്കള്‍ ഭൂമിയോട് ഒട്ടിച്ചേര്‍ന്നിരിക്കുന്നത്, വസ്തുക്കള്‍ താഴേക്കുവീഴുന്നത്, നമുക്ക് ചാടാന്‍ കഴിയുന്ന ഉയരത്തിന്റെ പരിധി എന്നിവയെല്ലാം നിര്‍ണയിക്കുന്നത് ഗുരുത്വാകര്‍ഷണമാണ്. ഗുരുത്വബലത്തെ ശാസ്ത്രീയമായി വിശദീകരിക്കുന്നതില്‍ ഏറ്റവുമധികം വിജയിച്ച സിദ്ധാന്തം സാമാന്യ ആപേക്ഷികതയാണ്. ഗ്രാവിറ്റോണുകള്‍ എന്ന സൈദ്ധാന്തിക കണമാണ് ഗുരുത്വ ക്വാണ്ടമായി പരിഗണിക്കുന്നത്. എന്നാല്‍ ഗ്രാവിറ്റോണുകളെ ഇതുവരെ കണ്ടെത്താന്‍ കഴിഞ്ഞിട്ടില്ല.
2. വിദ്യുത് കാന്തിക ബലം
വൈദ്യുത ചാര്‍ജുള്ള കണികകള്‍ക്കിടയില്‍ ചെലുത്തപ്പെടുന്ന ബലമാണ് വിദ്യുത്കാന്തികത. നിശ്ചലാവസ്ഥയിരിരിക്കുന്ന കണികള്‍ക്കിടയിലുള്ള സ്ഥിരവൈദ്യുതബലവും താരതമ്യേന ചലിക്കുന്ന കണികകള്‍ക്കിടയില്‍ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്ന വൈദ്യുത, കാന്തികത ബലങ്ങളും കൂടിച്ചേര്‍ന്നതാണ് ഇത്. വിദ്യുത്കാന്തിക ബലത്തിന്റെ പരിധിയും അനന്തമാണ്. ഈ ബലം ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ ബലത്തിന്റെ 10ഫ36 മടങ്ങ് ശക്തമാണ്. നിത്യജീവിതത്തില്‍ നടക്കുന്ന മിക്കവാറും പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ ഇതിന്റെ ഫലമാണ്. ഖരവസ്തുക്കള്‍ ഉറച്ചതായിരിക്കുന്നത്, ഘര്‍ഷണം, മിന്നല്‍, വൈദ്യുത പ്രവാഹം, വൈദ്യുത ഉപകരണങ്ങള്‍ എന്നിവയെല്ലാം ഈ അടിസ്ഥാന പ്രവര്‍ത്തനത്തിന്റെ ഫലമായി ഉള്ളതാണ്. അണുതലത്തില്‍ നടക്കുന്ന പ്രവര്‍ത്തനങ്ങളും അവയുടെ ഗുണങ്ങളും, രാസവസ്തുക്കളുടെ സ്വഭാവം, രാസബന്ധനങ്ങള്‍ തുടങ്ങിയവയും ഈ പ്രവര്‍ത്തനത്തിന്റെ ഫലമാണ്. വിദ്യുത്കാന്തിക ബലം ഗുരുത്വാകര്‍ഷണത്തെ അപേക്ഷിച്ച് പലമടങ്ങ് ശക്തമാണെങ്കിലും ആകര്‍ഷണ – വികര്‍ഷണസ്വഭാവമുള്ളതുകൊണ്ട് പരസ്പരം നിഷേധിക്കപ്പെടുകയും വലിയ വസ്തുക്കളില്‍ ബലമില്ലാത്ത അവസ്ഥ ഉണ്ടാവുകയും ചെയ്യുന്നു. അതുകൊണ്ട് ഗുരുത്വാകര്‍ഷണം മേല്‍ക്കോയ്മ നേടുകയും ചെയ്യുന്നു. വിദ്യുത്കാന്തികതയെ വിശദീകരിക്കുന്നതിന് ഉപയോഗിക്കുന്ന സിദ്ധാന്തമാണ് ക്വാണ്ടം ഇലക്‌ട്രോ ഡൈനമിക്‌സ്. ഫോട്ടോണുകളാണ് വിദ്യുത്കാന്തികത വഹിച്ചുകൊണ്ടുപോകുന്ന ക്വാണ്ടങ്ങള്‍.
3. ക്ഷീണ ന്യൂക്ലിയര്‍ബലം
ബീറ്റാ ക്ഷയം പോലെയുള്ള പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ക്ക് കാരണമാകുന്ന ബലമാണ് ദുര്‍ബല ബലം അഥവാ ക്ഷീണ ന്യുക്ലിയര്‍ബലം. റേഡിയോ ആക്ടീവതയ്ക്കും അണുവിഭജനത്തിനും അണുസംയോജനത്തിനും കാരണം ക്ഷിണ ബലമാണ്. ക്ഷീണന്യൂക്ലിയര്‍ബലം ഗുരുത്വാകര്‍ഷണബലത്തിന്റെ 10^25 മടങ്ങ് ശക്തമാണ്. എന്നാല്‍ ഈ ബലത്തിന്റെ പരിധി 10ഫ18 മീറ്ററാണ്. അണുകേന്ദ്രത്തിനുള്ളില്‍ മാത്രം. വിദ്യുത്കാന്തികയും, ക്ഷീണബലവും വൈദ്യുത ദുര്‍ബല പ്രവര്‍ത്തനത്തിന്റെ രണ്ടുഭാഗങ്ങളാണ്. ഈ കണ്ടുപിടിത്തം ഏകീകൃത സിദ്ധാന്തമായ സ്റ്റാന്‍ഡേര്‍ഡ് മോഡലിന്റെ രൂപീകരണത്തിന് കാരണമായിത്തിര്‍ന്നു. ഇലക്‌ട്രോവീക്ക് സിദ്ധാന്തമാണ് ക്ഷീണബലത്തെ വിശദീകരിക്കുന്നതിന് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ഈ ബലത്തിന്റെ വാഹകര്‍ ണ,ദ എന്നീ പിണ്ഡം കൂടിയ ബോസോണുകളാണ്. പാരിറ്റി നിലനിര്‍ത്താത്ത ഒരേയൊരു അടിസ്ഥാന പ്രവര്‍ത്തനമാണ് ദൂര്‍ബല പ്രവര്‍ത്തനം . ഇത് ഇടത്-വലത് സമമിതി പാലിക്കുന്നുമില്ല. വിദ്യുത്കാന്തികതയും, ക്ഷീണന്യൂക്ലിയര്‍ പ്രവര്‍ത്തനവും താഴ്ന്ന ഊര്‍ജനിലയില്‍ വളരെ വ്യത്യാസമുള്ളതായി കാണപ്പെടുന്നതുകൊണ്ട് രണ്ട് വ്യത്യസ്ത സിദ്ധാന്തങ്ങളുടെ പശ്ചാലത്തലത്തില്‍ അവയെ വിശദീകരിക്കാന്‍ കഴിയും. എന്നാല്‍ 100 ജിഗാ ഇലക്‌ട്രോണ്‍ വോള്‍ട്ട് ഊര്‍ജനിലയ്ക്ക് മുകളില്‍ അവ കൂടിച്ചേര്‍ന്ന വൈദ്യുത ക്ഷീണബലം എന്ന ഒരു ബലമായി തീരുന്നു.
ആധുനിക പ്രപഞ്ചശാസ്ത്രത്തില്‍ വളരെ പ്രാധാന്യമര്‍ഹിക്കുന്നതാണ് വൈദ്യുതദുര്‍ബല സിദ്ധാന്തം. വിശേഷിച്ചും പ്രപഞ്ചോല്‍പത്തിയെ സംബന്ധിച്ച് പഠനങ്ങളില്‍. കാരണം മഹാവിസ്‌ഫോടനത്തിനു ശേഷമുള്ള ആദ്യനിമിഷങ്ങളില്‍ ശൈശവ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ താപനില 10^15 കെല്‍വിനില്‍ അധികമായിരുന്നു. ആ അവസരത്തില്‍ വിദ്യുത്കാന്തിക ബലവും ക്ഷീണന്യൂക്ലിയര്‍ബലവും കൂടിച്ചേര്‍ന്ന് വിദ്യുത്ക്ഷീണ ബലമായിത്തീര്‍ന്നു.
4. ശക്ത ന്യൂക്ലിയര്‍ബലം
പോസിറ്റീവ് ചാര്‍ജുള്ള പ്രോട്ടോണുകളും, ചാര്‍ജില്ലാത്ത ന്യൂട്രോണുകളും കൊണ്ടാണ് അണുകേന്ദ്രം നിര്‍മിച്ചിരിക്കുന്നത്. എന്നാല്‍ ഒരേ ചാര്‍ജുകള്‍ പരസ്പരം വികര്‍ഷിക്കുമെന്ന് എല്ലാവര്‍ക്കുമറിയാം. എന്നാല്‍ പോസിറ്റീവ് ചാര്‍ജുള്ള അണുകേന്ദ്രം തകരുന്നില്ല. അണുകേന്ദ്രത്തില്‍ നിന്നും തെറിച്ചുപോകാതെ പ്രോട്ടോണുകളെ ബന്ധിപ്പിച്ചുനിര്‍ത്തുന്ന അടിസ്ഥാന ബലമാണ് ശക്തബലം. ന്യൂക്ലിയസ് വീണ്ടും വിഭജിച്ചാല്‍ അവ ക്വാര്‍ക്കുകളായി മാറുന്നു. ആറുതരം ക്വാര്‍ക്കുകളാണ് ഇതുവരെ കണ്ടെത്തിയിട്ടുള്ളത്. അപ്, ഡൗണ്‍, ചാം, സ്‌ട്രേഞ്ച്, ടോപ്, ബോട്ടം എന്നിവയാണ് ആറ് ക്വാര്‍ക്കുകള്‍. ഇവയില്‍ അപ്, ഡൗണ്‍ ക്വാര്‍ക്കുകള്‍ കൊണ്ടാണ് പ്രപഞ്ചത്തിലെ എല്ലാ പദാര്‍ഥങ്ങളും നിര്‍മിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നത്. ചാം, സ്‌ട്രേഞ്ച് എന്നീ ക്വാര്‍ക്കുളാണ് കോസ്മിക് രശ്മികളുടെ മൗലിക കണങ്ങള്‍, ടോപ്, ബോട്ടം എന്നീ ക്വാര്‍ക്കുകള്‍ പരീക്ഷണശാലയില്‍ കൃത്രിമമായി നിര്‍മിച്ചതാണ്. ക്വാര്‍ക്കുകളെ വിഭജിക്കാന്‍ ഇതുവരെ കഴിഞ്ഞിട്ടില്ല. ശക്തന്യൂക്ലിയര്‍ ബലത്തെ മറികടക്കാന്‍ കഴിയാത്തതുകൊണ്ടാണ് ക്വാര്‍ക്കുകളുടെ വിഭജനം അസാധ്യമായി തുടരുന്നത്. അടിസ്ഥാന ബലങ്ങളില്‍ ഏറ്റവും ശക്തമായ ബലമാണിത്. ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ ബലത്തിന്റെ 10ഫ38 മടങ്ങ് ശക്തമാണ് ഈ ബലം. ക്വാണ്ടം ക്രോമോഡൈനമിക്‌സ് ആണ് ശക്ത ന്യൂക്ലിയര്‍ ബലത്തെ വിശദീകരിക്കാന്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന സിദ്ധാന്തം. ഗ്ലുവോണുകള്‍ ആണ് ശക്ത ന്യൂക്ലിയര്‍ പ്രവര്‍ത്തനത്തിന്റെ ബലവാഹകര്‍. പ്രപഞ്ചത്തിലെ ഏറ്റവും ശക്തമായ ബലമാണെങ്കിലും ഇതിന്റെ പരിധി 10ഫ15 മീറ്റര്‍ മാത്രമാണ്.

img-20161104-wa0000   sabu9656@gmail.com

Facebook Comments

About sv admin 2

One comment

  1. ഗ്രാവിറ്റിക്ക് വികര്‍ഷണം ഉണ്ട് ഹൈട്രജന്‍ ബലൂണ്‍ മുകളിലെക്കു ഉയരുന്നത്. വേലിയേറ്റം അതിന്‍െറ രണ്ടു ധ്രുവങ്ങള്‍ ഒന്ന് ആകര്‍ഷണമായും വികര്‍ഷണമായും.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

*