அறிவியலின் எல்லைகளை விரிவுபடுத்தும் ‘செர்ன்’

பத்து ஆண்டுகளுக்கு முன்னர் ஹிக்ஸ் போஸான் துகள் கண்டறியப்பட்டது, இயற்பியல் துறையில் நிகழ்ந்த மிகப் பெரிய சாதனையாகக் கருதப்பட்டது.

அந்தத் துகள் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட பிறகு, அதற்கு அடிப்படையாக இருந்த லார்ஜ் ஹாட்ரன் கொலைடர் (LHC) பழுது பார்ப்பதற்காக 2013 முதல் 2015 வரை மூடப்பட்டது. இரண்டு மடங்கு அதிக சக்தியுடன் 2015 முதல் 2018 வரை LHC மீண்டும் இயங்கியது.

அதை மேலும் மேம்படுத்த டிசம்பர் 2018இல் மூடப்பட்ட LHC, மூன்றாண்டுகளுக்குப் பிறகு மேலும் நுட்பமான கருவிகள் பொருத்தப்பட்டு, செம்மைப்படுத்தப்பட்டு ஏப்ரல் 22இல் மறுபடி இயக்கப்பட்டது.

குவார்க்ஸ் போன்ற நுட்பமான அடிப்படைத் துகள் குறித்த மேலதிகத் தகவல்களை லார்ஜ் ஹாட்ரன் கொலைடர் அளித்தாலும், ஹிக்ஸ் போஸான் போன்ற திருப்புமுனைக் கண்டுபிடிப்புகளை அது நிகழ்த்தவில்லை என்ற விமர்சனம் உள்ளது. இது சரியா, பத்து ஆண்டு காலத்தில் அதன் முக்கியத்துவம் குறைந்துவிட்டதா?

‘எந்த ஒரு பொருளுக்கும் நிறை (Mass) எனும் குணத்தை அளிக்கிறது கடவுள் துகள்’ என ஹிக்ஸ் போஸான் கண்டுபிடிப்பை வேடிக்கையாகக் குறிப்பிடுவது உண்டு. இந்தக் கண்டுபிடிப்பை நிகழ்த்திய செர்ன் (CERN) ஆய்வுக்கூடம் சில நாட்களுக்கு முன்னர் செலஸ்டா CELESTA (CERN Latchup Experiment STudent sAtellite) எனும் கையளவே உள்ள சிறிய செயற்கைக்கோளை விண்ணில் செலுத்தியுள்ளது.

ஒரு கிலோ எடை, பத்து சென்டிமீட்டர் நீள, அகல, உயரம் உடைய கனசதுர செயற்கைக்கோள் இது. அதனால்தான் இது ‘கியூப்சாட்’ எனப்படுகிறது. பூமியைச் சுற்றிப் படர்ந்துள்ள வான் ஆலன் கதிர்வீச்சுப் பட்டை எனும் விண் பகுதியில் இது ஆய்வு நடத்தவுள்ளது.

இந்த நுண் செயற்கைக்கோள் ரேட்மான் (RadMon) எனும் கதிரியக்கப் பாதிப்பை அளவிடக்கூடிய கருவியை ஏந்திச் செல்கிறது. தன்னிடமுள்ள மின்னணுக் கருவிகளில் கதிரியக்கம் ஏற்படுத்தும் சேதாரம் குறித்து ரேட்மான் ஆய்வுசெய்யும்.

கதிர்வீச்சு நிரம்பிய விண்வெளி

சூரியன் உட்பட விண்மீன்கள் அனைத்தும் எலெக்ட்ரானைப் போன்ற மின்னேற்றம் கொண்ட அயனித் துகள்களை எல்லா நேரமும் வெளியிட்டுவருகின்றன. சூரியனில் சூறாவளி ஏற்படும்போது இதன் தீவிரம் அதிகரிக்கும். எங்கோ விண்ணில் வெடித்துச் சிதறும் விண்மீன்களிடமிருந்து பெரும் ஆற்றலோடு வெளிப்படும் இந்த அண்டக் கதிர்கள் பூமியை நோக்கி வரும்.

மின்னேற்றம் கொண்ட அயனித் துகள்கள் மோதும்போது, மின்னணுக் கருவிகள் பழுதடையும். மழை நீர் தொடர்ச்சியாகப் படுவதால் இரும்புக் குழாய் மெல்லமெல்லத் துருப்பிடிப்பதுபோல, காலப்போக்கில் மின்னணுக் கருவிகள் சீர்கெட்டுச் செயலிழந்துவிடும்.

மழையிலிருந்து குடை நம்மைப் பாதுகாப்பதுபோலப் பூமியின் காந்தப்புலம் ஆற்றல்மிக்க இந்தக் கதிர்கள் பூமிக்குள் நுழையவிடாமல் தடுத்துவிடுகிறது. காந்தப்புலத்தில் மோதும் இந்தக் கதிர்கள் பூமிக்கு மேலே இரண்டு அடுக்குகளாகப் போர்வைபோலப் படர்ந்துள்ளன. இந்த அடுக்குகளே உள், வெளி வான் ஆலன் கதிர்வீச்சுப் பட்டைகள் என அழைக்கப்படுகின்றன.

மின்னணுக் கருவிகளுக்கு ஆபத்து

பூமியின் மேற்பரப்பிலுள்ள மின்னணுக் கருவிகளுக்கு இந்தக் கதிர்களால் பெரிய பாதிப்பு இல்லை என்றாலும், பூமியின் வளிமண்டலத்துக்கு மேலே வான் ஆலன் கதிர்வீச்சுப் பட்டைகளின் ஊடே சுற்றிவரும் செயற்கைக்கோள்களில் பெரும் சேதாரம் ஏற்படும். எனவேதான், சூரியப் புயல் முதலியவை ஏற்பட்டு, அயனித் துகள் சூறாவளி பூமியை வந்தடையும் தறுவாயில், செயற்கைக்கோள்கள் தற்காலிகமாக முடக்கப்படுகின்றன.

குதிரைப் பந்தயங்களின்போது மைதானத்தில் குதிரை சுற்றிசுற்றி வேகமாக ஓடுவதுபோல, லார்ஜ் ஹாட்ரன் கொலைடர் (LHC) எனப்படும் வட்ட வடிவமான துகள் முடுக்கி இயந்திரத்தில் புரோட்டான் போன்ற துகளை வெகுவேகமாக முடுக்கிவிட்டுச் சட்டென்று மோதச் செய்யப்படும்.

அப்போது பிரபஞ்சம் உருவான காலத்தில் இருந்த நிலை ஏற்படும். அந்தக் கலத்தில் இருக்கும் துகள்கள் மோதலில் சிதறி வெளிப்படும். இந்தத் துகள்களை நுட்பமாக இனம் காணும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டதுதான் ரேட்மான் (RadMon) கருவி.

ஆய்வு

சுமார் 1,000 கி.மீ. உயரத்தில் போர்வைபோலப் படர்ந்திருக்கும் உள் வான் ஆலன் கதிர்வீச்சுப் பட்டைப் பகுதியில்தான், மனிதர்களை ஏந்திச் சென்றுகொண்டுள்ள சர்வதேச விண்வெளி நிலையம் உள்ளிட்ட தாழ் உயர செயற்கைக்கோள்கள் சுற்றிவருகின்றன.

குறிப்பாக, இந்தப் பகுதியில் நிலவும் கதிரியக்கத்தையே செலஸ்டா ஆய்வு செய்ய உள்ளது.விண்வெளிக் கதிரியக்கத்தால் செயற்கைக்கோள்களுக்கு மட்டும் ஆபத்து இல்லை. சர்வதேச விண்வெளி நிலையத்தில் தங்கி ஆய்வு மேற்கொள்ளும் விண்வெளி வீரர்-வீராங்கனைகள், எதிர்காலத்தில் நிலவு, செவ்வாய்க்கு விண்வெளிப் பயணம் மேற்கொள்ளும் விண்வெளி வீரர், வீராங்கனைகளுக்கும் விண்வெளிக் கதிரியக்கம் ஒரு சவாலே.

விண்ணுக்கு முன்னே…

பூமியிலிருந்து சுமார் 1,000 கி.மீ. உயரத்தில் சுற்றும் செயற்கைக்கோள்களில் எந்தெந்த வகை அயனித்துகள்கள் மோதுகின்றன, எவ்வளவு வீரியமாக இந்தக் கதிரியக்கம் உள்ளது என்பது போன்ற தகவல்களை ரேட்மான் கருவி சேகரிக்கும். மோதும் எல்லாத் துகள்களும் மின்னணுக் கருவிகளில் தாக்கத்தை ஏற்படுத்துவது இல்லை.

செயற்கைக்கோள்களின் மைக்ரோசிப்கள் மற்ற மின்னணு உறுப்புகளில் கதிரியக்கத் துகள்கள் எந்த விகிதத்தில் நுழைகின்றன எனவும் இந்தக் கருவி அளவிடும்.செயற்கைக்கோள்கள் விண்வெளியின் உறையவைக்கும் குளிர், வெற்றிடம் போன்ற கடும் சூழ்நிலையைச் சமாளித்து இயங்க முடியும் என்பதை உறுதிப்படுத்திக்கொள்ள, அவை ஏவப்படுவதற்கு முன் பூமியில் செயற்கையாக விண்வெளிச் சூழல் உருவாக்கப்பட்டுப் பரிசோதனை மேற்கொள்ளப்படும்.

இதேபோல விண்வெளியின் கதிரியக்கச் சூழலில் சேதாரம் ஏற்படாமல் செயற்கைக்கோள் செயல்படுமா எனப் பரிசோதிக்க ரேட்மான் (RadMon) கருவியைப் பயன்படுத்தி ‘சார்ம்’ (CERN’s High energy AcceleRator Mixed field facility - CHARM) எனும் பரிசோதனை நிலையத்தை செர்ன் ஆய்வுக்கூடம் உருவாக்கியுள்ளது.

விண்வெளியில் நிலவும் கதிரியக்க நிலையை இந்த சோதனைக்கூடம் பூமியில் செயற்கையாக ஏற்படுத்தும். விண்ணில் செலுத்தப்படுவதற்கு முன்னர் மின்னணுக் கருவிகள் இந்த சோதனைக்கூடத்தில் தரப்பரிசோதனை செய்யப்படும். செலஸ்டா தரும் தகவல்கள் இந்த சோதனைக்கூடத்தை மேம்படுத்த உதவும்.

புதுமை படைக்கும் ஆய்வு

இந்தத் தகவல்களைக் கொண்டு மேலும் வலுவான கதிரியக்கக் கேடயங்களை உருவாக்கலாம். எதிர்காலத்தில் விண்ணில் ஏவப்படும் செயற்கைக்கோள்களில் மின்னணுக் கருவிகளைப் பாதுகாக்கலாம். விண்வெளிப் பயணம் மேற்கொள்ளும் விண்வெளி வீரர், வீராங்கனைகளையும் விண்வெளிக் கதிரியக்க ஆபத்திலிருந்து பாதுகாத்துக்கொள்ளலாம்.

அதே நேரம், அடிப்படை அறிவியல் ஆய்வுகளின் பக்கவிளைவுகளாகப் பல புதிய தொழில்நுட்பங்கள் நமக்குக் கிடைக்கும் என்பதற்கு நல்லதொரு எடுத்துக்காட்டு ரேட்மான் (RadMon) கருவியும் ‘சார்ம்’ சோதனைக்கூடமும். ‘வேர்ல்ட் வைடு வெப்’ எனப்படும் வலைதளத் தொழில்நுட்பமும் செர்ன் ஆய்வுக்கூடத்தில்தான் உருவானது என்பது குறிப்பிடத்தக்கது.

- த.வி.வெங்கடேஸ்வரன், மத்திய அரசின் ‘விஞ்ஞான் பிரச்சார்’ அமைப்பின் முதுநிலை விஞ்ஞானி. தொடர்புக்கு: tvv123@gmail.com