இயற்பியல் கோட்பாட்டில் புரட்சி வேண்டும்!

த.வி. வெங்கடேஸ்வரன்

இயற்பியல் உலகில் இன்றுவரை கோலோச்சிக்கொண்டிருப்பது ‘ஸ்டாண்டர்ட் மாடல்’ எனும் அணுத்துகள். அதன் இயற்பியல் தத்துவத்தில் குறைந்தபட்சப் போதாமை உள்ளதாகக் கண்டறியப்பட்டிருக்கிறது.

கடவுள் துகள் எனப்படும் ஹிக்ஸ் போஸான் துகளைக் கண்டுபிடித்த செர்ன் ஆய்வுக்கூடம் மார்ச் 10 அன்று இதை அறிவித்துள்ளது. இந்த விரிசலைக் கண்டுபிடிக்க உதவும் நுட்பமான பரிசோதனையை சென்னையில் உள்ள கணிதவியல் அறிவியல் கழகத்தில் பணிபுரியும் டாக்டர் ராகுல் சின்ஹா கண்டுபிடித்தார் என்பது குறிப்பிடத்தக்கது.

ஒருகாலத்தில், எல்லாம் ‘நிலம் தீ நீர் வளி விசும்போடு ஐந்தும் கலந்த மயக்கம்’ என பஞ்சபூதக் கருத்தைக் கொண்டிருந்தோம். நீர் என்பது அடிப்படைப் பொருள் அல்ல, ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜன் கலந்த ‘ஹெச்2ஓ’ மூலக்கூறு எனப் பின்னரே அறிந்தோம். ஹைட்ரஜன், ஆக்ஸிஜன், தங்கம், வெள்ளி, இரும்பு எனத் தனிம அணுக்களின் சேர்க்கைதான் எல்லாம் எனும் அணுக்கொள்கை உருவாகியது.

20-ம் நூற்றாண்டின் முற்பகுதியில்தான் அணுக்களுக்கு உள்ளே எலக்ட்ரான், புரோட்டான், நியூட்ரான், மீசான், மியூவான், நியூட்ரினோ போன்ற பல நுண்ணிய துகள்கள் உள்ளன என அறிந்தோம். இது அணுத்துகள் தத்துவம் என அறியப்படும். 20-ம் நூற்றாண்டில் வளர்ந்த துகள் முடுக்கி (பார்ட்டிக்கிள் ஆக்ஸிலேட்டர்) ஆய்வுகளின் வழியாக புரோட்டான், நியூட்ரான் போன்ற துகள்களேகூட மேலும் நுண்ணிய குவார்க்ஸ் போன்ற துகள்களால் ஆக்கப்பட்டது எனத் தெளிந்தோம். இதுவே இயற்பியலில் ‘ஸ்டாண்டர்ட் மாடல்’ துகள் தத்துவம்.

அனைத்தையும் பற்றிய கோட்பாடு

குவார்க்ஸ், நியூட்ரினோ போன்ற எல்லா நுண் அடிப்படைத் துகள்களையும் ‘ஸ்டாண்டர்ட் மாடல்’ விளக்குகிறது. இதுவரை நாம் அறிந்த ஈர்ப்பு விசை, மின்காந்த விசை, பீட்டா சிதைவுகளை ஏற்படுத்தும் மென் விசை (வீக் ஃபோர்ஸ்), அணுக்கருப் பிணைப்பை ஏற்படுத்தும் வன் விசை (ஸ்ட்ராங் ஃபோர்ஸ்) ஆகிய நான்கு விசைகளில் ஈர்ப்பு விசை தவிர மற்ற மூன்று விசைகளையும்கூட ‘ஸ்டாண்டர்ட் மாடல்’ விளக்குகிறது.

இந்தத் தத்துவம் ஆரூடம் கூறிய, அதுவரை அறிந்திராத, கடவுள் துகள் என்று அறியப்படும் ஹிக்ஸ் போஸான் துகள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டதும், இந்தத் தத்துவம் மீது மேலும் நம்பிக்கை வளர்ந்தது. சற்றே முயன்றால் ஈர்ப்பு விசையையும் சேர்த்து விளக்கி ‘அனைத்தையும் பற்றிய கோட்பாடு’ (தியரி ஆஃப் எவரிதிங்) என்ற முழுமை இயற்பியல் கோட்பாட்டை உருவாக்கிவிடலாம் என ஐன்ஸ்டைன் உட்பட பலவேறு இயற்பியலாளர்கள் கனவு கண்டுவந்தனர்.

ஏன் ஈர்ப்பு விசை மற்ற மூன்று விசைகளைவிட மிக மிக வீச்சு குறைந்ததாக இருக்கிறது? இருள் பொருள் (டார்க் மேட்டர்) எதனால் ஆக்கப்பட்டுள்ளது? இருள் ஆற்றல் (டார்க் எனர்ஜி) என்பது என்ன? இதுபோன்ற பல கேள்விகளுக்கு இன்று ‘ஸ்டாண்டர்ட் மாட’லில் விடையில்லை.

‘முத்து செய்த பெட்டியில் வைத்த நல்ல ரொட்டியைத் தினம் தின்ற எலி இதுதான் இதுதான்’ என்று முடிந்துவிடாமல், ‘முத்து செய்த பெட்டியில் வைத்த நல்ல ரொட்டியைத் தினம் தின்ற எலியைக் கொன்று தின்ற பூனையும் இதுதான், இதுதான்’ எனப் பாடல் தொடர்வதுபோல மூலக்கூறு- அணு-அணுத்துகள்-குவார்க்ஸ் என்ற வரிசையில் குவார்க்ஸ்சைவிட மேலும் நுணுக்கமான நுண்துகள்கள் உள்ளனவா அல்லது ‘ஸ்டாண்டர்ட் மாடல்’ துகள்கள்தான் பொருட்களின் கடைசிக் கண்ணியா? இதுவும் இன்றைய இயற்பியல் பார்வையில் புதிர்தான்.

புத்தாக்கமா, புரட்சியா?

சுமார் 150 ஆண்டுகளுக்கு முன்னர் யுரேனஸ் கோளின் பாதையில் ஒரு தடுமாற்றத்தை அறிவியலாளர்கள் கண்டனர். அந்தக் கோளுக்கு அப்பால் வேறு ஒரு கோள் இருந்தால் இந்தத் தடுமாற்றத்தை நியூட்டனின் இயற்பியல் விதிகள் கொண்டு விளக்கிவிட முடியும் என்று கண்டனர். அப்படி ஒரு கோள் இருந்தால் அது எங்கே இருக்க வேண்டும் என நியூட்டன் விதிகளைக் கொண்டு கணித்து, அங்கே நெப்டியூனைக் கண்டுபிடித்தனர். நியூட்டன் கோட்பாட்டில் பூச்சு வேலை ஒரு புதிருக்கு விடையளித்தது.

இதேபோல, புதன் கோளின் பாதையிலும் தடுமாற்றம் தெரிந்தது. புதனுக்கும் சூரியனுக்கும் இடையே ஒரு மர்மக் கோள் இருந்தால் இந்தத் தள்ளாட்டத்தை விளக்கிவிட முடியும் என நியூட்டன் கோட்பாடுகளில் ஒட்டுப் போட்டனர். அப்படி ஒரு கோள் இல்லவே இல்லை. நியூட்டன் இயற்பியலைக் கடந்த ஐன்ஸ்டைனின் சார்பியல் தத்துவம்தான் புதன் கோளின் பிசிறை இறுதியில் விளக்கியது. இங்கே இயற்பியலின் அடுத்த புரட்சி மாற்றம்தான் விடை தந்தது.

இன்று உள்ள போதாமைகள் உள்ளபடியே ‘ஸ்டாண்டர்ட் மாட’லின் குறையா அல்லது சற்றே இந்தக் கோட்பாட்டைச் செழுமைப்படுத்தினால் மட்டும் போதுமா என்பதுதான் கேள்வி.

பீ-மீசான் சிதைவுச் சோதனை

செர்ன் துகள் முடுக்கி ஆய்வகத்தில் மிகவும் அரிதாக நடைபெறும் பீ-மீசான் துகள் சிதைவை உற்றுநோக்குவதுதான் ‘பியூட்டி’ பரிசோதனை எனும் ஆய்வு. ஒரு அடிப்பகுதி குவார்க் (பாட்டம் குவார்க்) மற்றும் ஒரு கீழ்-குவார்க் (டவுன் குவார்க்) கொண்டது பீ-மீசான் எனவும், விநோத (ஸ்ட்ரேஞ்) மற்றும் கீழ்-குவார்க் கொண்ட கே-மீசான் எனவும் எதிர் மின்னேற்றம் மற்றும் நேர் மின்னேற்றம் கொண்ட ஒரு ஜோடி மியூவான் ஆகிய மூன்று துகள்களாக வெளிப்படும்.

இந்த மூன்று துகள்களும் செல்லும் பாதையின் கோண அளவு குறிப்பிட்ட அளவுக்குக் கூடுதலாக இருந்தால் ‘ஸ்டாண்டர்ட் மாடல்’ கொண்டு விளக்கிவிட முடியாது. கூடுதலாக இருந்தால் அது ‘ஸ்டாண்டர்ட் மாட’லுக்கு அடுத்தபடியான மேலும் நுட்பமான இயற்பியல் கோட்பாட்டுத் தேவை என்பது உறுதியாகும். இந்தப் பரிசோதனை மூலம் வெறும் ஒட்டு வேலை போதுமா அல்லது ஒட்டு வேலையைக் கைவிட்டு, புதிய இயற்பியலைத் தேட வேண்டுமா என்பதற்கு விடை கிடைக்கும்.

இதுவரை இந்தப் பரிசோதனையில் திரட்டிய தரவுகளை எல்லாம் வைத்துப் பார்க்கும்போது ‘ஸ்டாண்டர்ட் மாட’லில் குறை உள்ளது எனத் தெரியவந்துள்ளது. என்றாலும், இந்த முடிவை உறுதி எனக் கருத முடியாது. பரிசோதனை முடிவின் நிகழ்தகவானது குறைந்தபட்சம் நான்கு சிக்மா அளவு இருந்தால்தான் பரிசோதனை முடிவை ஐயமின்றி ஏற்க முடியும்.

கடவுள் துகள் கண்டுபிடிப்பின்போது அதற்கான சான்று ஐந்து சிக்மா. இந்தப் பரிசோதனையில் இதுவரை நமக்குக் கிடைத்த உறுதித்தன்மை வெறும் மூன்று சிக்மாதான். எனவே, மேலும் பீ-மீசான் சிதைவுகளை ஆய்வுசெய்து கூடுதல் துல்லியத்துடன் 2022-ல் அடுத்த கட்ட முடிவை வெளியிடுவார்கள் என்கிறார் ராகுல் சின்ஹா.

- த.வி.வெங்கடேஸ்வரன், மத்திய அரசின் ‘விஞ்ஞான் பிரச்சார்’ தன்னாட்சி அமைப்பில் முதுநிலை விஞ்ஞானி.

தொடர்புக்கு: tvv123@gmail.com