പ്രപഞ്ചത്തിലെ അ‍ജ്ഞാത അഞ്ചാം ശക്തി... കണികാ മേഖലയിൽ വമ്പൻ കണ്ടുപിടിത്തം

പ്രപഞ്ചത്തിലെ ബലങ്ങളെ (ഫോഴ്സ്) അടിസ്ഥാനതലത്തിൽ നാലായി തിരിച്ചിട്ടുണ്ട്. ഭൂഗുരുത്വബലം, ഇലക്ട്രോമാഗ്നറ്റിസം, സ്ട്രോങ് ന്യൂക്ലിയർ ഫോഴ്സ്, വീക്ക് ന്യൂക്ലിയർ ഫോഴ്സ്‌.  പ്രപഞ്ചത്തിലുള്ള എല്ലാ വസ്തുക്കളും സൂക്ഷ്മതലത്തിലും ബാഹ്യതലത്തിലും ഇടപെടുന്നത് ഈ ബലങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചാണെന്നായിരുന്നു ഭൗതികശാസ്ത്രം ഇതുവരെ വിശ്വസിച്ചിരുന്നത്.

എന്നാൽ, ഇപ്പോൾ അഞ്ചാമതൊരു ശക്തിക്കു സാധ്യത കൽപിച്ചു പുതിയൊരു കണികാ പരീക്ഷണം ശ്രദ്ധ നേടുകയാണ്. യുഎസിലെ ഇലിനോയിലെ ബ്രാറ്റിസ്‌ലാവയിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന ഫെർമി നാഷനൽ ആക്സിലറേറ്റർ ലബോറട്ടറിയിൽ (ഫെർമിലാബ്) നടന്ന മ്യൂയോൺ എന്ന സവിശേഷ കണികകൾ ഉപയോഗിച്ചു നടത്തിയ പരീക്ഷണവും അതിൽ ഉരുത്തിരിഞ്ഞ ഫലങ്ങളുമാണ് അഞ്ചാമതായുള്ള ഒരു പ്രപഞ്ചശക്തിയുടെ ആശയം പൊക്കിവിടുന്നത്. വെറുമൊരു പരീക്ഷണമോ ഫലമോ അല്ല ഇത്. സ്ഥിരീകരിക്കപ്പെട്ടാൽ 2012ൽ ഹേഡ്രൻ കൊളൈഡറിൽ ഹിഗ്സ് ബോസോൺ കണ്ടെത്തിയതുപോലെ ഒരു ബ്രേക്ക് ത്രൂ നിമിഷത്തിനാകും ലോകം സാക്ഷ്യം വഹിക്കുക. ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ അതിർവരമ്പുകൾ മാറി, പുതിയ പരിഷ്കരണങ്ങൾ ഇതു മൂലമുണ്ടായേക്കാം. നിലവിൽ ഭൗതികശാസ്ത്ര നിയമങ്ങളുടെ ഗണത ചട്ടക്കൂടിനെ ‘സ്റ്റാൻഡേർഡ് മോഡൽ’ എന്നാണു വിളിക്കുന്നത്. ഈ മോഡൽ മാറ്റാൻ പുതിയ പരീക്ഷണത്തിന്റെ സ്ഥിരീകരണം കാരണമായേക്കാം.ഏഴു രാജ്യങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള ഇരുപതോളം ശാസ്ത്രജ്ഞ​രടങ്ങിയ സംഘമാണ് ഗവേഷണത്തിനു ചുക്കാൻ പിടിച്ചത്.

∙ മ്യൂയോണുകളെ ചലിപ്പിക്കുന്നതാര്?

മ്യൂയോൺസ് എന്നറിയപ്പെടുന്ന സബ് – ആറ്റമിക കണികളെ ഉപയോഗിച്ചായിരുന്നു ഫെർമി ലാബിലെ ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ പഠനം. 1936ലാണ് മ്യൂയോണുകൾ കണ്ടെത്തപ്പെട്ടത്. ഇലക്ട്രോൺ ഉൾപ്പെടുന്ന ‘ലെപ്റ്റോൺ’ എന്ന കണികാവിഭാഗത്തിലെ അംഗമാണ് മ്യൂയോണും. എന്നാൽ ഇലക്ട്രോണിനേക്കാൾ 200 മടങ്ങ് അധികമാണ് മ്യൂയോണുകളുടെ ഭാരം. ലാബ് സാഹചര്യങ്ങൾക്കു പുറത്ത്, മ്യൂയോണുകൾക്ക് 2.2 മൈക്രോസെക്കൻഡുകൾ മാത്രമാണ് കാലാവധി. അതിനു ശേഷം ഇവ ഒരു ഇലക്ട്രോണും 2 ന്യൂട്രിനോകളുമായി വിഘടിക്കപ്പെടും.

ഭൂമിയിൽ എത്തുന്ന കോസ്മിക് വികിരണങ്ങളോടൊപ്പം മ്യൂയോണുകളുണ്ടാകാറുണ്ട്. ലാബുകളിൽ അതീവ ഊർജമുള്ള പ്രോട്ടോണുകളെ തമ്മിൽ കൂട്ടിയിടിപ്പിച്ച് ഇവയുടെ ബീമുകൾ സൃഷ്ടിക്കാറുണ്ട്. ഇത്തരത്തിൽ സൃഷ്ടിക്കപ്പെട്ട ഒരു ബീമാണ് പരീക്ഷണത്തിൽ ഉപയോഗിച്ചത്. മ്യൂയോൺ ജി 2 പരീക്ഷണം എന്നായിരുന്നു ശ്രമത്തിന്റെ ഔദ്യോഗിക പേര്. 14 മീറ്റർ ചുറ്റളവുള്ള വൃത്താകൃതിയിലുള്ള ഒരു കുഴലിലൂടെ ഇത്തരം മ്യൂയോൺ കണികകളെ കടത്തിവിട്ട ശേഷം ഒരു കാന്തികമണ്ഡലം ഈ ട്യൂബിനു ചുറ്റും സ്ഥാപിക്കുകയാണു ശാസ്ത്രജ്ഞർ ചെയ്തത്.

കാന്തിക മണ്ഡലങ്ങളോട് പ്രതികരിക്കുന്ന കണികകളാണു മ്യൂയോണുകൾ. സ്വയം കാന്തികമായ സവിശേഷതകൾ ഉള്ളതിനാലാണിത്. ഒരു മ്യൂയോൺ ഇരുധ്രുവങ്ങളുള്ള ഒരു കാന്തത്തെ പോലെ പെരുമാറും. ഒരു കാന്തികമണ്ഡലത്തിൽ ഇവ എത്തിപ്പെട്ടാൽ മ്യൂയോണുകളുടെ ചലനത്തിൽ ചാഞ്ചാട്ടവും സംഭവിക്കാറുണ്ട്. ഈ ചാഞ്ചാട്ടത്തിന്റെ വേഗം, തോത്, രീതി എന്നിവയൊക്കെ ‘സ്റ്റാൻഡേർഡ് മോഡൽ’ ഉപയോഗിച്ച് ശാസ്ത്രജ്ഞർ കണക്കാക്കിയിട്ടുണ്ട്.

എന്നാൽ, ഫെർമിലാബിൽ നടന്ന പരീക്ഷണത്തിൽ ഈ ചാഞ്ചാട്ടത്തിന്റെ വേഗം വിചാരിച്ചതിനേക്കാൾ കൂടുതലായി. ഇതിനെന്താകും കാരണമെന്ന ചിന്തയാണു പ്രപഞ്ചത്തിൽ നില കൊള്ളുന്ന അഞ്ചാമതൊരു ബലത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ആശയത്തിനു ശാസ്ത്രജ്ഞർക്കു വഴിയായത്. തികച്ചും അജ്ഞാതമായൊരു പ്രപഞ്ചശക്തിയാകാം ഇതിന്റെ പിന്നിലെന്നുള്ളതിനു ശക്തമായ സാധ്യതകളാണു ശാസ്ത്രജ്ഞർ കൽപിക്കുന്നത്. എന്നാൽ ഇതുവരെ കണ്ടെത്താത്ത, ലെപ്റ്റോ ക്വാർക്ക്, സെഡ് ബോസോൺ തുടങ്ങിയ ഏതെങ്കിലും വിചിത്ര കണികകളും ഇതിൽ സ്വാധീനം ചെലുത്തിയിരിക്കാമെന്ന് ചില ശാസ്ത്രജ്ഞർ വാദിക്കുന്നു.

പരീക്ഷണം തെറ്റാകാനുള്ള സാധ്യതയും ശാസ്ത്ര‍ജ്ഞർ തള്ളിക്കളയുന്നില്ല. ഗവേഷണം പൂർണമായി സ്ഥിരീകരിക്കാൻ ഇനിയും വർഷങ്ങളെടുക്കും. സ്ഥിരീകരിക്കപ്പെട്ടാൽ സ്റ്റാ‍ൻഡേർഡ് മോഡൽ കൊണ്ട് വ്യാഖ്യാനിക്കാൻ കഴിയാത്ത ഡാർക്ക് എനർജി, ഡാർക്ക് മാറ്റർ തുടങ്ങിയ പ്രപഞ്ചത്തിലെ അദ്ഭുതങ്ങളെക്കുറിച്ചും സമഗ്രപഠനത്തിന് അരങ്ങൊരുങ്ങും. ഭൗതിക ശാസ്ത്രത്തിന്റെ പരിഷ്കരിക്കപ്പെടലിന് ഇതു വഴിയൊരുക്കും. പക്ഷേ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന് ഇതൊന്നും പുതുമയല്ല. എത്രയോ തവണ അതു പരിഷ്കരിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ആറ്റമിക ഘടനയുടെ മോഡലുകൾ പോലും എത്രയോ തവണ മാറ്റപ്പെട്ടു. ജോൺ‌ ഡാൽട്ടന്റെ മോഡൽ മുതൽ ഇന്നത്തെ ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്കൽ മോഡൽ വരെ.

English Summary: Muon g–2: landmark study challenges rulebook of particle physics