Sabu Jose

കണികാ പരീക്ഷണങ്ങള്‍

ശക്ത ന്യൂക്ളിയര്‍ ബലംകൊണ്ട് ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ക്വാര്‍ക്കുകള്‍ എന്ന മൌലിക കണങ്ങള്‍കൊണ്ടു നിര്‍മിക്കപ്പെട്ടിട്ടുള്ള പ്രതിപ്രവര്‍ത്തന ശേഷി കൂടുതലുള്ള കണികകളാണ് ഹാഡ്രോണുകള്‍. പ്രോട്ടോണ്‍, ന്യൂട്രോണ്‍, മെസോണുകള്‍ (Pion, Kaon) എന്നിവയെല്ലാം ഹാഡ്രോണുകളാണ്. ഇത്തരം ഹാഡ്രോണുകളെ ഉന്നത ഊര്‍ജനിലയിലും പ്രകാശപ്രവേഗത്തിന്റെ തൊട്ടടുത്തുള്ള വേഗതയിലും കൂട്ടിയിടിപ്പിക്കുന്ന പ്രവര്‍ത്തനമാണ് ഒരു ഹാഡ്രോണ്‍ കൊളൈഡറില്‍ നടത്തുന്നത്. ഇത്തരം കൂട്ടിമുട്ടലുകള്‍ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്ന ദുരൂഹ കണികകള്‍ നിമിഷാര്‍ധങ്ങള്‍ക്കുള്ളില്‍ നശിച്ചുപോകുമെങ്കിലും ഈ ഉപോല്പന്നങ്ങള്‍ കണികാ ഭൌതികജ്ഞര്‍ക്ക് സൂക്ഷ്മ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ സ്വഭാവത്തേക്കുറിച്ചുള്ള നിരവധി സിദ്ധാന്തങ്ങള്‍ പരീക്ഷിച്ചറിയാനുള്ള ടൂളുകളാണ്. സൂക്ഷ്മ പ്രപഞ്ചത്തേക്കുറിച്ചുള്ള പഠനത്തിന് ഹാഡ്രോണ്‍ കൊളൈഡറുകളല്ലാതെ മറ്റൊരു പരീക്ഷണശാലയും ഇന്നു നിലവിലില്ല.

ലാര്‍ജ് ഹാഡ്രോണ്‍ കൊളൈഡര്‍

ലോകത്തിന്നുവരെ നിര്‍മിക്കപ്പെട്ടിട്ടുള്ള ഏറ്റവും ചെലവേറിയ ശാസ്ത്രീയ ഉപകരണം, ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും സങ്കീര്‍ണമായ പരീക്ഷണശാല, ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും വലുതും ശക്തവുമായ കണികാത്വരത്രം (Particle Acelarator) ഫ്രാന്‍സ് – സ്വിറ്റ്സര്‍ലണ്ട് അതിര്‍ത്തിയില്‍ ഭൌമോപരിതലത്തില്‍ നിന്നും 50 മുതല്‍ 175 മീറ്റര്‍ വരെ ആഴത്തില്‍, 27 കിലോമീറ്റര്‍ ചുറ്റളവില്‍ സ്ഥാപിച്ചിട്ടുള്ള കണികാ പരീക്ഷണ ശാല, ലാര്‍ജ് ഹാഡ്രോണ്‍ കൊളൈഡറിന് ബഹുമതികളേറെയാണ്. 10 വര്‍ഷത്തെ നിര്‍മാണ പ്രവര്‍ത്തനത്തിനൊടുവില്‍ 2008ല്‍ പ്രവര്‍ത്തനമാരംഭിച്ച ഈ കണികാത്വരത്രം യൂറോപ്യന്‍ ഓര്‍ഗനൈസേഷന്‍ ഫോര്‍ ന്യൂക്ളിയര്‍ റിസര്‍ച്ചിന്റെ (CERN) നിയന്ത്രണത്തിലാണ് പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നത്. 1,000 കോടി ഡോളറാണ് സേണിലെ ലാര്‍ജ് ഹാഡ്രോണ്‍ കൊളൈഡറിന്റെ നിര്‍മാണച്ചെലവ്. മൌലിക കണങ്ങളുടെ പ്രതിപ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍, അടിസ്ഥാന ബലങ്ങള്‍, സ്ഥലകാലങ്ങളുടെ ആഴത്തിലുള്ള പഠനം, സാമാന്യ ആപേക്ഷികതയുടെയും ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സിന്റെയും പരസ്പര പൂരകത്വം എന്നിങ്ങനെ നിരവധി വിഷയങ്ങളേക്കുറിച്ചുള്ള പഠനങ്ങളാണ് ലാര്‍ജ് ഹാഡ്രോണ്‍ കൊളൈഡറില്‍ നടന്നുകൊണ്ടിരിക്കുന്നത്. തന്ത്രീ സിദ്ധാന്തം പ്രവചിക്കുന്ന അധിക മാനങ്ങളേക്കുറിച്ചുള്ള (Extra Dimensions) സൈദ്ധാന്തിക ഗവേഷണങ്ങള്‍ക്കും എല്‍.എച്ച്.സി.യില്‍ ഇടമുണ്ട്. ആറ് ഡിറ്റക്ടറുകളാണ് ഈ പരീക്ഷണ ശാലയിലുള്ളത്.

അറ്റ്ലസ് (A Toroidal LHC Apparatus – ATLAS)
ആലിസ് (A Large Ion Collider Experiment – ALICE)
സി.എം.എസ് (Compact Muon Solenoid – CMS)
ടോട്ടെം (Total Crossection, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation – TOTEM)
എല്‍.എച്ച്.സി.-ബി (LHC beauty – LHCb)
എല്‍.എച്ച്.സി-എഫ് (LHC forward – LHCf)

എന്നിവയാണ് ഈ ഡിറ്റക്ടറുകള്‍. 1998ല്‍ പ്രവര്‍ത്തനം അവസാനിപ്പിച്ച ലാര്‍ജ് ഇലക്ട്രോണ്‍-പോസിട്രോണ്‍ കൊളൈഡര്‍ (LEP) പ്രവര്‍ത്തിച്ചുകൊണ്ടിരുന്ന 3.5 മീറ്റര്‍ വ്യാസമുള്ള തുരങ്കത്തില്‍ തന്നെയാണ് എല്‍.എച്ച്.സി.യും പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നത്. 14 ടെറാ ഇലക്ട്രോണ്‍ വോള്‍ട്ട് (14 TeV) എന്ന ഉയര്‍ന്ന ഊര്‍ജ നിലയില്‍ വരെ കണികാ പരീക്ഷണങ്ങള്‍ നടത്തുന്നതിന് എല്‍.എച്ച്.സിയ്ക്ക് സാധിക്കും. നൂറു രാജ്യങ്ങളില്‍ നിന്നുള്ള പതിനായിരത്തില്‍ പരം ശാസ്ത്രജ്ഞരാണ് ഇവിടെ വിവിധ പരീക്ഷണങ്ങളില്‍ ഏര്‍പ്പെട്ടിരിക്കുന്നത്. അതിനു പുറമെ നൂറു കണക്കിന് ലബോറട്ടറികളും സര്‍വകലാശാലകളും സേണുമായി ചേര്‍ന്നു പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നുണ്ട്. ലാര്‍ജ് ഹാഡ്രോണ്‍ കൊളൈഡറിലുള്ള പല ശാസ്ത്രീയ ഉപകരണങ്ങളും ഇന്ത്യന്‍ നിര്‍മിതമാണെന്നതും എടുത്തു പറയേണ്ട കാര്യമാണ്. 36 രാജ്യങ്ങളിലായി വ്യാപിച്ചു കിടക്കുന്ന 170 കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് കേന്ദ്രങ്ങളുടെ ശൃംഖല വഴിയാണ് എല്‍.എച്ച്.സിയില്‍ നടത്തുന്ന കണികാ പരീക്ഷണങ്ങളുടെ ഫലങ്ങള്‍ അപഗ്രഥിക്കുന്നത്. 2012 ഡിസംബര്‍ വരെ 30 ട്രില്യണ്‍ കണികാ സംഘട്ടനങ്ങളുടെ വിവരങ്ങള്‍ എല്‍.എച്ച്.സി. പുറത്തുവിട്ടിട്ടുണ്ട്. ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും വലിയ കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് ഗ്രിഡും എല്‍.എച്ച്.സി.യുടേതാണ്. ഓരോ വര്‍ഷവും 25 petabytes ഡാറ്റകളാണ് ഈ കമ്പ്യൂട്ടര്‍ ശൃംഖല പുറത്തുവിട്ടുകൊണ്ടിരിക്കുന്നത്.

2012 ജൂലൈയില്‍ എല്‍.എച്ച്.സി.യില്‍ നടത്തിയ പ്രോട്ടോണ്‍-പ്രോട്ടോണ്‍ കണികാ സംഘട്ടനത്തിലൂടെയാണ് ഹിഗ്സ് ബോസോണിന്റെ അസ്തിത്വം തെളിയിക്കപ്പെടുന്നത്. പിന്നീട് 2012 നവംബറില്‍ ലെഡ് അയോണുകള്‍ ഉപയോഗിച്ചു നടത്തിയ കണികാ സംഘട്ടനത്തില്‍ ക്വാര്‍ക്ക്-ഗ്ളുവോണ്‍ പ്ളാസ്മയെന്ന മനുഷ്യസാധ്യമായ ഏറ്റവും ഉയര്‍ന്ന താപനിലയിലുള്ള ദ്രവ്യരൂപം സൃഷ്ടിക്കപ്പെട്ടു. മഹാവിസ്ഫോടനത്തേത്തുടര്‍ന്ന് രൂപപ്പെട്ട ആദ്യ ദ്രവ്യം ക്വാര്‍ക്ക്-ഗ്ളുവോണ്‍ പ്ളാസ്മ രൂപത്തിലായിരുന്നു. തുടര്‍ന്ന് 2012 ഡിസംബറില്‍ നടത്തിയ ഘഒഇയ പരീക്ഷണം ശ്യാമദ്രവ്യത്തിന്റെ ഘടനയേക്കുറിച്ച് ഇന്ന് നിലവിലുള്ള ഏറ്റവും വിശ്വസനീയമായ സൂപ്പര്‍ സിമട്രി (Supersymmetry) സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ തകര്‍ച്ചയ്ക്കും കാരണമായി.

എന്താണീ ഹാഡ്രോണ്‍ കൊളൈഡറുകള്‍

ശക്ത ന്യൂക്ളിയര്‍ ബലംകൊണ്ട് ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ക്വാര്‍ക്കുകള്‍ എന്ന മൌലിക കണങ്ങള്‍കൊണ്ടു നിര്‍മിക്കപ്പെട്ടിട്ടുള്ള പ്രതിപ്രവര്‍ത്തന ശേഷി കൂടുതലുള്ള കണികകളാണ് ഹാഡ്രോണുകള്‍. പ്രോട്ടോണ്‍, ന്യൂട്രോണ്‍, മെസോണുകള്‍ (Pion, Kaon) എന്നിവയെല്ലാം ഹാഡ്രോണുകളാണ്. ഇത്തരം ഹാഡ്രോണുകളെ ഉന്നത ഊര്‍ജനിലയിലും പ്രകാശപ്രവേഗത്തിന്റെ തൊട്ടടുത്തുള്ള വേഗതയിലും കൂട്ടിയിടിപ്പിക്കുന്ന പ്രവര്‍ത്തനമാണ് ഒരു ഹാഡ്രോണ്‍ കൊളൈഡറില്‍ നടത്തുന്നത്. ഇത്തരം കൂട്ടിമുട്ടലുകള്‍ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്ന ദുരൂഹ കണികകള്‍ നിമിഷാര്‍ധങ്ങള്‍ക്കുള്ളില്‍ നശിച്ചുപോകുമെങ്കിലും ഈ ഉപോല്പന്നങ്ങള്‍ കണികാ ഭൌതികജ്ഞര്‍ക്ക് സൂക്ഷ്മ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ സ്വഭാവത്തേക്കുറിച്ചുള്ള നിരവധി സിദ്ധാന്തങ്ങള്‍ പരീക്ഷിച്ചറിയാനുള്ള ടൂളുകളാണ്. സൂക്ഷ്മ പ്രപഞ്ചത്തേക്കുറിച്ചുള്ള പഠനത്തിന് ഹാഡ്രോണ്‍ കൊളൈഡറുകളല്ലാതെ മറ്റൊരു പരീക്ഷണശാലയും ഇന്നു നിലവിലില്ല.

ഹാഡ്രോണ്‍ കൊളൈഡറുകള്‍

1,ഇന്റര്‍സെക്ടിംഗ് സ്റോറേജ് റിംഗ്സ്1971-1984
2,സൂപ്പര്‍ പ്രോട്ടോണ്‍ സിന്‍ക്രോടോണ്‍1981-1984
3,ഇസബെല്ലെ1983
4,ടെവാട്രോണ്‍ – ഫെര്‍മിലാബ്1987-2011
5,RHIC2000 മുതല്‍
6,LHC2008 മുതല്

Advertisements
ഇന്ത്യയിലെ ആദ്യത്തെ ബ്ലോഗ് പേപ്പർ & നമ്പർ വൺ സിറ്റിസൺ ജേർണലിസം പോർട്ടൽ. ഇവിടെ പ്രസിദ്ധീകരിക്കപ്പെടുന്ന ലേഖനങ്ങളും കമന്റുകളും ബൂലോകത്തിന്റെ അഭിപ്രായങ്ങളല്ല.അവയുടെ പൂർണ ഉത്തരവാദിത്തം രചയിതാവിനായിരിക്കും. കേന്ദ്ര സർക്കാരിന്റെ ഐടി നയപ്രകാരം വ്യക്തി, സമുദായം, മതം, രാജ്യം എന്നിവയ്ക്കെതിരായി അധിക്ഷേപങ്ങളും അശ്ലീല പദപ്രയോഗങ്ങളും നടത്തുന്നത് ശിക്ഷാർഹമായ കുറ്റമാണ്.