ദ്രവ്യത്തിന്റെ അവസ്ഥാന്തരങ്ങൾ – വൈറ്റ് ഡ്വാർഫുകൾ, ന്യൂട്രോൺ നക്ഷത്രങ്ങൾ, ക്വാർക്ക് നക്ഷത്രങ്ങൾ

(ലേഖകൻ : ഋഷിദാസ് Rishi Sivadas)

പ്രപഞ്ചത്തിലെ ദ്രവ്യം മുഴുവനും ഖരം , ദ്രാവകം , വാതകം ,പ്ലാസ്മ എന്നെ അവസ്ഥകളിലാണ് നിലനിൽക്കുന്നത് എന്നാണ് നാം പഠിച്ചിട്ടുള്ളത് . പക്ഷെ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ദ്രവ്യത്തിന്റെ സിംഹഭാഗവും നമുക്ക് ഒരു പിടിയുമില്ലാത്ത ഇരുണ്ട ദ്രവ്യത്തിന്റെ രൂപത്തിലാണ് നിലനിൽക്കുന്നത് എന്നാണ് ഇപ്പോഴുള്ള സുവ്യക്തമായ ശാസ്ത്ര നിഗമനം . അറിയുന്ന ദ്രവ്യം തന്നെ നല്ലൊരു ശതമാനം ദ്രവ്യത്തിന്റെ വിവിധങ്ങളായ ഡിജെനെറേറ്റ് (Degenerate matter ) അവസ്ഥകളിലാണെന്നതും ശ്രദ്ധേയമാണ് .

ഋഷിദാസ്

ദ്രവ്യത്തിന്റെ സാധാരണ ഗുണങ്ങൾ പ്രകടമാകാത്ത ദ്രവ്യമാണ് ഡിജെനെറേറ്റ് മാറ്റർ . സാധാരണദ്രവ്യം ആറ്റങ്ങളാൽ നിർമ്മിതമാണ് . ആറ്റങ്ങളാകട്ടെ പ്രോട്ടോണും ന്യൂട്രോണും കൂടിച്ചേർന്ന ഒരു ന്യുക്ലിയസും അവക്ക് ചുറ്റും എലെക്ട്രോണുകളും ചേർന്ന ഒരവസ്ഥയാണ് . ഇത്തരം അവസ്ഥ നിലനില്കാത്ത ദ്രവ്യമാണ് ഡിജെനെറേറ്റ് മാറ്റർ.

നക്ഷത്രങ്ങളുടെ തകർച്ചയാണ് ഡിജെനെറേറ്റ് മാറ്റർ സൃഷ്ടിക്കുന്നത് . വളരെ വലിയ നക്ഷത്രങ്ങൾ സൂപ്പർനോവ സ്ഫോടനത്തോടെ തകർന്നടിയുമ്പോൾ മാത്രമാണ് അവയുടെ നക്ഷത്ര കാമ്പ് ഒരു തമോ ദ്‌വാരം ആയി മാറുന്നത് . ഭാരം കുറഞ്ഞ നക്ഷത്രങ്ങളുടെ ഗുരുത്വ തകർച്ച പല തരത്തിലുള്ള ഡിജെനെറേറ്റ് മാറ്ററുകളെയാണ് സൃഷ്ടിക്കുന്നത് .

ഏകദേശം പത്തു സൗരപിണ്ഡങ്ങളിൽ കുറഞ്ഞ ദ്രവ്യമാനമുളള നക്ഷത്രങ്ങളുടെ ഗുരുത്വ തകർച്ചയുടെ ഒരു ആത്യന്തിക സംഭാവ്യതയാണ് വെള്ള കുള്ളൻ – വൈറ്റ് ഡ്വാർഫ് – (white dwarf ) എന്ന അവസ്ഥയിലുള നക്ഷത്ര ശേഷിപ്പ് . വെള്ള കുള്ളൻ നക്ഷത്രങ്ങളുടെ വലിപ്പം ഏതാനും കിലോമീറ്ററുകൾ മാത്രമേ വരൂ പക്ഷെ അവക്ക് ഏതാനും സൗര ദ്രവ്യമാനങ്ങൾ വരെ ഭാരമാകാം . ഇത്തരം വെള്ളകുള്ളന്മാരിലെ ദ്രവ്യം ഇലക്ട്രോൺ ഡിജെനെറെറ്റ് മാറ്റർ ( electron-degenerate matter )എന്ന അവസ്ഥയിലാണ് .ഈ അവസ്ഥയിൽ എലെക്ട്രോണുകളും ന്യൂക്ളിയസുകളും വളരെ അടുത്ത് സ്ഥിതി ചെയ്യും പക്ഷെ ഒരേലക്ട്രോണും ഒരു ന്യൂക്ലിയസുമായും നേരിട്ട് ബന്ധം പുലർത്തില്ല . അതിഭീമമായ സാന്ദ്രതയുളള ഒരു ഇലക്ട്രോൺ- ന്യൂക്ലിയസ് പിണ്ഡം അതാണ് ഇലക്ട്രോൺ ഡിജെനെറെറ്റ് മാറ്റർ.

ഡീജനെറേറ്റ് മാറ്ററിന്റെ അടുത്ത അവസ്ഥയാണ് ന്യൂട്രോൺ ഡിജെനെറേറ്റ് മാറ്റർ . ഗുരുത്വ ബലം കുറച്ചുകൂടി ശക്തമായയിൽ ഇലക്ട്രോൺ ഡിജെനെറെറ്റ് മാറ്ററിലേ എലെക്ട്രോണുകളും പ്രോട്ടോണുകളും തമ്മിൽ കൂടിച്ചേർന്നു ന്യൂട്രോണുകൾ ആകുന്നു ദ്രവ്യം മുഴുവൻ വളരെ സാന്ദ്രതയിൽ പാക്ക് ചെയ്തിരിക്കുന്ന ന്യൂട്രോണുകൾ . ഇതാണ് ന്യൂട്രോൺ ഡിജെനെറേറ്റ് മാറ്റർ . ന്യൂട്രോൺ നക്ഷത്രങ്ങളുടെ നിർമാണ വസ്തുവാണ് ന്യൂട്രോൺ ഡിജെനെറേറ്റ് മാറ്റർ.ഇലക്ട്രോൺ ഡിജെനെറെറ്റ് മാറ്ററിനേക്കാൾ കൂടുതൽ സാന്ദ്രതയേറിയതാണ് ന്യൂട്രോൺ ഡിജെനെറേറ്റ് മാറ്റർ.

കാര്യങ്ങൾ അവിടെയും നിൽക്കില്ല .കൂടുതൽ ഗുരുത്വ ബലം ഉണ്ടെങ്കിൽ ന്യൂട്രോണുകൾ തന്നെ വിഘടിച്ചു ക്വാർക്കുകൾ ആയി ന്യൂട്രോൺ ഡിജെനെറേറ്റ് മാറ്ററിനെകകൾ സാന്ദ്രമായ ക്വാർക്ക് ഡീജനെറേറ്റ് മാറ്റർ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു . തമോദ്‌വാര രൂപീകരണത്തിന് തൊട്ടു മുൻപുള്ള അവസ്ഥയാണ് ക്വാർക്ക് ഡീജനെറേറ്റ് മാറ്റർ എന്ന് പറയപ്പെടുന്നു . ക്വാർക്ക് ഡീജനെറേറ്റ് മാറ്റർ കൊണ്ട് നിർമിക്കപ്പെട്ട നക്ഷത്ര ശേഷിപ്പുകളാണ് ക്വാർക്ക് സ്റ്റാറുകൾ . ക്വാർക്ക് നക്ഷത്രങ്ങൾ ഒരു താത്വിക സാധ്യതയാണെങ്കിലും അവയുടെ ഭൗതിക സാന്നിധ്യം ഇനിയും തെളിയിക്കപ്പെട്ടിട്ടില്ല .

അണുബോംബിന്റെ നിർമാണത്തിൽ നേതിര്സ്ഥാനത്തു പ്രവർത്തിച്ച റോബർട്ട് ഒപ്പെൻഹീമീർ ആണ് ഡീജെനെറേറ്റ് മാറ്ററിന്റെ അവസ്ഥാന്തരങ്ങളെപ്പറ്റിയുളള തത്വങ്ങൾ ആദ്യമായി ഉരുക്കഴിച്ചത് . ന്യൂട്രോൺ നക്ഷത്രങ്ങളുടെയും വൈറ്റ് ഡ്വാർഫുകളുടെയും ദ്രവ്യമാനത്തിന്റെ പരിധി നിശ്ചയിക്കുന്നത് ടോൾമാൻ -ഒപ്പെൻഹീമീർ- വോൾക്കോഫ്‌ ലിമിറ്റ് ( Tolman–Oppenheimer–Volkoff limit) എന്ന തത്വത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിലാണ് .

Advertisements
ഇന്ത്യയിലെ ആദ്യത്തെ 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.