അന്താരാഷ്ട്ര കണികാ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ ഇന്ത്യ

27

അന്താരാഷ്ട്ര കണികാ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ ഇന്ത്യ

സാബുജോസ്

അന്താരാഷ്ട്ര സഹകരണത്തോടെയുള്ള നിരവധി മെഗാ ശാസ്ത്ര പ്രൊജക്ടുകളിൽ ഇന്ന് ഇന്ത്യ പങ്കാളിയാണ്. രാഷ്ട്രീയ ചേരിതിരിവുകൾ നിലനിൽക്കുമ്പോഴും ഇത്തരം അതിർവരമ്പുകൾ ശാസ്ത്രലോകത്ത് ഇല്ലെന്ന് തെളിയിക്കുന്നതാണ് ബഹുരാഷ്ട്ര പ്രൊജക്ടുകൾ.

ഫെയർ

ഒമ്പത് ലോകരാജ്യങ്ങളുടെ സംയുക്ത സംരംഭമായ ഫെയർ പദ്ധതിയിൽ (Facility for Antiproton and Ion Research‐ FAIR) ഇന്ത്യയും പങ്കാളിയാണ്. ഇന്ത്യയെ കൂടാതെ ഫ്രാൻസ്, ജർമ്മനി, പോളണ്ട്, റൊമാനിയ, റഷ്യ, സ്വീഡൻ, സ്ലൊവേന്യ എന്നീ രാജ്യങ്ങളും പദ്ധതിയിൽ സഹകാരികളാണ്. 200 കോടി യു എസ് ഡോളർ ചെലവ് വരുന്ന ഈ അന്താരാഷ്ട്ര കണികാ പരീക്ഷണശാല ജർമ്മനിയിലാണ് നിർമ്മിക്കുന്നത്. 1100 മീറ്റർ ചുറ്റളവുള്ള സർക്കുലർ ടണൽ ആണ് പരീക്ഷണശാലയുടെ പ്രധാന ഭാഗമായ ആക്സിലറേറ്റർ. 20 ഹെക്ടർ പ്രദേശത്താണ് പരീക്ഷണശാല സ്ഥാപിക്കുന്നത്. 50 രാജ്യങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള 3000 ൽ പരം ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് പരീക്ഷണശാല ഉപയോഗപ്പെടുത്താം. ദ്രവ്യത്തിന്റെ ഘടനയും രൂപീകരണവും മഹാവിസ്ഫോടനം മുതൽ ഇതുവരെയുള്ള പ്രപഞ്ച പരിണാമവും ഈ പരീക്ഷണശാലയിൽ പഠന വിഷയമാണ്.
നാല് ഗവേഷണ പദ്ധതികളാണ് ഫെയറിൽ നടപ്പിലാക്കുന്നത്. ദ്രവ്യവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടുള്ള പരീക്ഷണങ്ങൾ (Compressed Baryonic Matter-CBM), ന്യൂസ്ററാർ(Nuclear STructure, Astrophysics and Reactions‐NuSTAR), ആപ്പ (Atomic Plasma Physics and Applications‐APPA), പാണ്ട (Antiproton Annihilation at Darmsadt‐PANDA) എന്നിവയാണവ. ഇന്ത്യൻ ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഇപ്പോൾ ന്യൂസ്റ്റാർ പദ്ധതിയ്ക്ക് ആവശ്യമായ ഹൈ റെസല്യൂഷൻ ഗാമാ റേ സ്പെക്ട്രോമീറ്റർ നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള പ്രവർത്തനം ആരംഭിച്ചു.

ഇന്റർനാഷണൽ തെർമോന്യൂക്ലിയർ എക്സ്പെരിമെന്റൽ റിയാക്ടർ

ഇന്ത്യയുൾപ്പെടെ ഏഴു രാജ്യങ്ങളുടെ പങ്കാളിത്തതോടെ നിർമ്മിക്കുന്ന ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ പവർ പ്ലാന്റാണ് ഇന്റർനാഷണൽ തെർമോന്യൂക്ലിയർ എക്സ്പെരിമെന്റൽ റിയാക്ടർ (ITER). ചൈന, യൂറോപ്യൻ യൂണിയൻ, ജപ്പാൻ, കൊറിയ, റഷ്യ, അമേരിക്ക എന്നിവരാണ് മറ്റു പങ്കാളികൾ. നക്ഷത്രങ്ങളിലും സൂര്യനിലും ഊർജ്ജോൽപ്പാദനം നടക്കുന്ന പ്രക്രിയയാണ് ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ. ഭാരം കുറഞ്ഞ അണുകേന്ദ്രങ്ങൾ കൂടിച്ചേർന്ന് ഭാരം കൂടിയ അണുകേന്ദ്രമായി മാറുമ്പോൾ ധാരാളം ഊർജ്ജം പുറത്ത് വിടും. നക്ഷത്രങ്ങളുടെ കേന്ദ്രത്തിലെ താപനിലയും മർദ്ദവും ഗുരുത്വാകർഷണവുമൊന്നും പരീക്ഷണശാലയിൽ സൃഷ്ടിക്കുക എളുപ്പമല്ല. വൈദ്യുത കാന്തങ്ങളുപയോഗിച്ച് നിയന്ത്രിതമായി ഫ്യൂഷൻ നടത്താൻ കഴിയുമെന്ന സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ പ്രയോഗവൽക്കരണമാണ് ഇന്റർനാഷണൽ തെർമോന്യൂക്ലിയർ എക്സ്പെരിമെന്റൽ റിയാക്ടറിൽ നടത്താനുദ്ദേശിക്കുന്നത്. 4000 കോടി ഡോളർ വരുന്ന ഈ ഭീമൻ പ്രൊജക്ടിന്റെ 45 ശതമാനവും വഹിക്കുന്നത് യൂറോപ്യൻ യൂണിയനാണ്. മറ്റു രാജ്യങ്ങൾ 9 ശതമാനം വീതം മുതൽ മുടക്ക് നടത്തുന്നു. ക്ലീൻ എനർജി എന്നതാണ് പദ്ധതി കൊണ്ട് ലക്ഷ്യമിടുന്നത്. പദ്ധതിയുടെ ഭാഗമായുള്ള കൂളിംഗ് വാട്ടർ സിസ്റ്റം, ക്രയോജനിക് സിസ്റ്റം, ഇലക്ട്രോൺ ഹീറ്റിംഗ് സിസ്റ്റം, ഡയഗ്നോസ്ററിക്ക് ന്യൂട്രൽ ബീം സിസ്റ്റം തുടങ്ങിയവയിലാണ് ഇന്ത്യൻ ശാസ്ത്രജ്ഞർ പ്രവർത്തിക്കുന്നത്.

ഇന്ത്യാ ബേസ്ഡ് ന്യൂട്രിനോ ഒബ്സർവേറ്ററി

തമിഴ്നാട്ടിലെ തേനിയിൽ 1500 കോടി രൂപ മുതൽമുടക്കിൽ നിർമ്മിക്കാനാരംഭിക്കുന്ന ന്യൂട്രിനോ പരീക്ഷണശാലയാണ് ഐ എൻ ഒ (India based Neutrino Observatory‐INO). കണികാഭൗതികത്തിലെ സ്റ്റാൻഡേർഡ് മോഡൽ അനുസരിച്ച് ന്യൂട്രിനോകൾ മൗലിക കണങ്ങളാണ്. സൂര്യൻ, നക്ഷത്രങ്ങൾ അന്തരീക്ഷം എന്നിവയാണ് ന്യൂട്രിനോകളുടെ ഉറവിടങ്ങൾ. ന്യൂട്രിനോകളെ കണ്ടെത്തുന്നത് വളരെ പ്രയാസകരമാണ്. കടന്നുപോകുന്ന വസ്തുക്കളെ അയണീകരിക്കുകയോ പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുകയോ ചെയ്യാത്തതുകൊണ്ട് ന്യൂട്രിനോകൾക്ക് ഏതു വസ്തുവിൽ കൂടിയും അനായാസം തുളച്ച് കടന്നുപോകാൻ കഴിയും. ന്യൂട്രിനോ ഡിക്ടറ്ററുകൾ തുരങ്കങ്ങളിലോ ഖനികൾക്കുള്ളിലോ ആണ് സാധാരണ സ്ഥാപിക്കാറുള്ളത്. ഇന്ത്യാ ബേസ്ഡ് ന്യൂട്രിനോ ഒബ്സർവേറ്ററി അന്താരാഷ്ട്ര പരീക്ഷണശാലയാണ്. രണ്ടു കിലോമീറ്റർ നീളമുള്ള ടണൽ ആണ് പരീക്ഷണശാലയുടെ പ്രധാനഭാഗം. അന്തരീക്ഷ ന്യൂട്രോണുകളെ കുറിച്ചുള്ള പഠനമാണ് പരീക്ഷണശാലയിൽ നടക്കുന്നത്.

മധുരയിലുള്ള സെന്റർ ഫോർ ഹൈ എനർജി ഫിസിക്സിനു പുറമെ ഇന്ത്യയിലും വിദേശത്തുമായുള്ള 21 ഗവേഷണ സ്ഥാപനങ്ങൾ പദ്ധതിയിൽ പങ്കാളികളാണ്. പ്രപഞ്ചരഹസ്യങ്ങളുടെ സന്ദേശവാഹകരാണ് ന്യൂട്രിനോകൾ. ന്യൂട്രിനോകളെ കുറിച്ചുള്ള പഠനം പ്രപഞ്ചത്തെകുറിച്ചുള്ള നമ്മുടെ കാഴ്ച്ചപ്പാടുകൾ നവീകരിക്കുന്നതിനും കുറ്റമറ്റതാക്കുന്നതിനും സഹായിക്കും.

സേൺ

യൂറോപ്യൻ ഓർഗനൈസേഷൻ ഓഫ് ന്യൂക്ലിയർ റിസർച്ചുമായി (European Organization of Nuclear Reasearch‐CERN) 1991 മാർച്ച് 28 ന് ഒപ്പുവച്ച ധാരണ പ്രകാരം സേണിന്റെ നിയന്ത്രണത്തിലുള്ള ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും വലിയ കണികാ പരീക്ഷശാലയായ ലാർജ്ജ് ഹാഡ്രോൺ കൊളൈഡറിന്റെ (LHC) പ്രവർത്തനത്തിൽ ഇന്ത്യയും പങ്കാളിയാണ്. 1996 മാർച്ച് 29 ന് ആണ് പരീക്ഷണശാല പ്രവർത്തനമാരംഭിച്ചത്. 2017 ആയപ്പോഴേക്കും LHC പരീക്ഷണങ്ങളിൽ ഇന്ത്യൻ ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ പങ്ക് ഗണ്യമായി വർദ്ധിച്ചു. പ്രപഞ്ചോൽപ്പത്തി, ജീവന്റെ ഉത്ഭവം തുടങ്ങി ഉന്നത ഊർജ്ജ നിലയിൽ നടക്കുന്ന പ്രവർത്തനങ്ങളുടെ രഹസ്യങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കാനുള്ള പരിശ്രമമാണ് പരീക്ഷണശാലയിൽ നടക്കുന്നത്.

ഫ്രാൻസ്, സ്വിറ്റ്സർലന്റ് അതിർത്തിയിൽ ഭൂമിക്കടിയിൽ 100 മീറ്റർ ആഴത്തിൽ 27 കിലോമീറ്റർ ചുറ്റളവിലാണ് ഈ തുരങ്ക പരീക്ഷണശാലയുള്ളത്. പ്രോട്ടോണുകളുടെയും ലെഡ് അയോണുകളുടെയും കൂട്ടിയിടിയാണ് ഇവിടെ നടത്തുന്നത്. മാസുള്ള കണികകളെയാണ് ഹാഡ്രോണുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നത്. 13 ടെറാ ഇലക്ട്രോൺ വോൾട്ട്് (TeV) ഊർജ്ജനിലയത്തിലാണ് പ്രോട്ടോൺ സംഘട്ടനം നടക്കുന്നത്, അയോൺ സംഘട്ടനം 5.7 TeV യിലും. പ്രകാശ വേഗതയുടെ അടുത്താണ് ഈ സൂക്ഷ്മ കണികകളുടെ സഞ്ചാരം ക്രമീകരിക്കുന്നത്. വൈദ്യുത കാന്തങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് സഞ്ചാര വേഗത നിയന്ത്രിക്കുന്നത്.

കോളറൈഡിന്റെ രണ്ട് പ്രധാന പരീക്ഷണങ്ങളായ ആലീസിന്റെയും (A Large Iron Collider Experiment‐ALICE) സി എം എസ്സിന്റെയും (Compact Muon Solenoid‐CMS) നിർമ്മാണത്തിലും ഓപ്പറേഷനിലും ഇന്ത്യൻ ശാസ്ത്രജ്ഞരും എൻജിനീയർമാരും പങ്കെടുത്തിട്ടുണ്ട്. ലാർജ്ജ് ഹാഡ്രോൺ കോളറൈഡിൽ നടത്തിയിട്ടുള്ള പല പ്രമുഖ കണ്ടെത്തലുകൾക്ക് പിന്നിലും ഇന്ത്യൻ ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് പങ്കുണ്ട്. 2012 ലെ ഹിഗ്സ് ബോസോൺ കണ്ടുപിടുത്തത്തിലും 2015 ലെ ക്വാർക്ക് ഗ്ലുവോൺ പ്ലാസ്മ നിർമ്മാണത്തിലും ഇൻഡോറിലെ രാജാ രാമണ്ണ സെന്റർ ഫോർ അഡ്വാൻസ്ഡ് ടെക്നോളജിയിലെ ( RRCAT) ശാസ്ത്രജ്ഞർ പങ്കാളികളായിരുന്നു.