Thursday, March 31, 2011

കണികാപരീക്ഷണയന്ത്രം 'ടൈം മെഷീനാ'യി മാറുമോ?


1999ല്‍, റോബര്‍ട്ട് ജെ. സ്വേയര്‍ എന്ന എഴുത്തുകാരന്റെതായി ഒരു ശാസ്ത്രനോവല്‍ പ്രസിദ്ധീകരിക്കപ്പെട്ടു: 'ഫ്ളാഷ് ഫോര്‍വേഡ്' (http://www.sfwriter.com/exff.htm). ഇപ്പോള്‍ സ്വിറ്റ്സര്‍ലന്‍ഡിലെ സേണില്‍ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്ന 'കണികാപരീക്ഷണസംവിധാന'മാണ് നോവലിന്റെ പശ്ചാത്തലം. ഇവിടെയുള്ള 'ലാര്‍ജ് ഹാഡ്രോണ്‍ കൊളൈഡര്‍' എന്ന യന്ത്രം പരമാവധി ശക്തിയില്‍ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നതിനിടയില്‍ വിവരിക്കാനാവാത്ത എന്തോ ഒരു മാറ്റം അതിനു സംഭവിക്കുന്നു. ലോകം മുഴുവന്‍ അലയടിച്ചെത്തുന്ന അതിന്റെ പ്രഭാവത്തില്‍, ലോകജനതയാകെ രണ്ടു മിനിറ്റ് ഒരു പ്രത്യേകതരം ഉറക്കത്തിലാവുന്നു.
ഉറങ്ങിയെണീക്കുന്ന അവര്‍ കാണുന്നത് ഭാവിയിലേക്ക് 20 വര്‍ഷം കടന്നുചെന്ന കാലത്തെയാണ്. കണികാത്വരകയന്ത്രം അതിന്റെ പ്രവര്‍ത്തനത്തിനിടയില്‍ ഒരു 'ടൈം മെഷീനാ'യി മാറിയതാണ് ഇതിനു കാരണമാവുന്നത്. അതിലൂടെ ലോകജനതയാകെ രണ്ടു മിനിറ്റുകൊണ്ട് 20 വര്‍ഷം മുന്നോട്ടുപോവുകയായിരുന്നു. 'സമയരഥ'ത്തിലേറി യഥേഷ്ടം ഇങ്ങനെ പറക്കാനുള്ള മനുഷ്യന്റെ ഈ മോഹം എച്ച്ജി വെല്‍സിനെപ്പോലുള്ള പ്രശസ്തരായ ശാസ്ത്രസാഹിത്യകാരന്മാര്‍ നേരത്തെ അവതരിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിലും 'കണികാത്വരകയന്ത്ര'ത്തെ 'ടൈം മെഷീനാ'യി കാണുന്ന ഭാവന ആദ്യത്തേതായിരുന്നു.


അതിലും വിചിത്രമായ കാര്യം ഇത് ഇപ്പോള്‍ യാഥാര്‍ഥ്യമാവും എന്ന തരത്തില്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍തന്നെ അതിന്റെ സംഭവ്യത ശരിവയ്ക്കുന്നു എന്നതാണ്. വാന്‍ഡെര്‍ബില്‍റ്റ് സര്‍വകലാശാലയിലെ ടോം വെയ്ലര്‍, ച്യുയ് മാന്‍ഹോ എന്നീ ഭൌതികശാസ്ത്രജ്ഞരാണ് പോയവാരം പ്രസിദ്ധപ്പെടുത്തിയ ഒരു പ്രബന്ധത്തിലൂടെ ഇതിനുള്ള സാധ്യത ചൂണ്ടിക്കാട്ടിയത്. ഇതിലൂടെ വീണ്ടും സജീവമാവുകയാണ് 'സമയയന്ത്രം' എന്ന ആശയം. അതോടൊപ്പം കണികാപരീക്ഷണത്തിന് ഇതുവരെയില്ലാത്ത മറ്റൊരു മുഖവും.

                                                                   
കണികാത്വരകയന്ത്രം സ്ഥാപിച്ചതിന്റെ മുഖ്യ ഉദ്ദേശ്യം 'ഭാരകണ'ത്തെ കണ്ടെത്തുകയാണ്. ഈ പ്രപഞ്ചം നിര്‍മിക്കപ്പെട്ട എല്ലാത്തരം അടിസ്ഥാന കണങ്ങള്‍ക്കും 'ഭാരം' പകരുകയാണ് 'ഭാരകണ'ത്തിന്റെ ലക്ഷ്യം. 1970കളില്‍, പീറ്റര്‍ ഹിഗ്ഗ്സ് എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞനാണ് ഈ ആശയം ആദ്യമായി ഉന്നയിച്ചത്. കാണാന്‍കഴിയില്ലെങ്കിലും പ്രപഞ്ചത്തിലെവിടെയും 'ഭാരകണ'ങ്ങള്‍ ഉള്ളതായാണ് അദ്ദേഹം സിദ്ധാന്തിച്ചത്. ഇവയുടെയെല്ലാം ഒരു പ്രത്യേകതയായി അദ്ദേഹം പറഞ്ഞത് അവയ്ക്കെല്ലാം അവയുടെ സ്വാധീനം അനുഭവപ്പെടുന്നതരത്തില്‍ ഒരു ക്ഷേത്രം (Field) ഉണ്ടെന്നുള്ളതാണ്.

                                                                               
ഏതെങ്കിലും കണങ്ങള്‍ ഈ 'ക്ഷേത്ര'ത്തിനുള്ളിലേക്ക് കടക്കുകയാണെങ്കില്‍ അതിന് 'ഭാരം' ഉണ്ടാവും. ഇടപെടല്‍ ശക്തമാണെങ്കില്‍ 'ഭാരം' കൂടുതലാവും. തീരെ ഇടപെടുന്നില്ലെങ്കില്‍ ഭാരം നിസ്സാരമാവും, ചിലപ്പോള്‍ ഇല്ല എന്നുതന്നെ പറയേണ്ടിവരും. ഇതെല്ലാം ഭാരകണത്തിന്റെ 'ക്ഷേത്ര'ത്തിന്റെ സ്വഭാവവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടതാണെന്നാണ് പീറ്റര്‍ ഹിഗ്ഗ്സ് പറഞ്ഞത്. അതിനാല്‍, അദ്ദേഹത്തിന്റെ ബഹുമാനാര്‍ഥം മറ്റു ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ അതിനെ 'ഹിഗ്ഗിന്റെ ക്ഷേത്രം' (Higg's Field) എന്നു വിളിച്ചു. 'ഹിഗ്ഗിന്റെ ക്ഷേത്ര'ത്തെ ഉള്‍ക്കൊള്ളുന്ന 'ഭാരകണ'ത്തിന് അങ്ങനെ മറ്റൊരു പേരും വന്നുചേര്‍ന്നു- "ഹിഗ്ഗിന്റെ ബോസോണ്‍'' (Higg's Boson).

                                                                            
ഇതിനെ കണ്ടെത്താനാണ് കണികാത്വരകയന്ത്രം ശ്രമിക്കുന്നതെന്ന് നേരത്തെ പറഞ്ഞല്ലോ. ഉയര്‍ന്ന വേഗത്തില്‍ പ്രോട്ടോണുകളെ പായിച്ചുവിട്ട്, അവയെ തമ്മിലിടിപ്പിച്ച്, അതിനിടെ ചിതറിത്തെറിക്കുന്ന ഉപകരണങ്ങളെ അപഗ്രഥിച്ച്, അവയ്ക്കിടയില്‍നിന്ന് 'ഭാരകണ'ങ്ങളെ കണ്ടെത്തുകയാണ് കണികാപരീക്ഷണത്തിന്റെ ലക്ഷ്യം. പക്ഷേ, ഇരുട്ടുമുറിയില്‍ കറുത്ത പൂച്ചയെ തപ്പുന്നതുപോലെയുള്ള പ്രവര്‍ത്തനമാണിത്. കാരണം 'ഭാരകണം' എങ്ങനെയിരിക്കുമെന്നോ എന്താണതിന്റെ ഗുണഗണങ്ങളെന്നോ ആര്‍ക്കും ഒരു രൂപവുമില്ല. ഇതില്‍നിന്നുമാണ് 'സമയസഞ്ചാരം' എന്ന ആശയത്തിന്റെ ഇപ്പോഴുള്ള ഉയിര്‍പ്പ്.


ഇന്ന് പ്രപഞ്ചത്തിലെ എല്ലാ കണങ്ങള്‍ക്കും അവയുടേതായ ഭാരമുണ്ട്. എന്നാല്‍ എല്ലാകാലത്തും ഇങ്ങനെയായിരുന്നില്ല സ്ഥിതി. പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ഉല്‍പ്പത്തിക്ക് കാരണമായതെന്നു വിശ്വസിക്കുന്ന 'മഹാവിസ്ഫോടനം' അഥവാ 'ബിഗ്ബാങ്ങി'ന്റെ സമയത്ത്, അതിന് തൊട്ടുശേഷവും ഇക്കണ്ട കണങ്ങള്‍ക്കൊന്നും ഭാരമേയില്ലായിരുന്നു. 'ഭാരകണ'വുമായുള്ള സര്‍വര്‍ത്തിത്വത്തിലൂടെയാണ് അവയ്ക്ക് ഭാരമുണ്ടായത്. അതുകൊണ്ട്, നമ്മള്‍ മഹാവിസ്ഫോടനത്തിനു സമാനമായ ഒരവസ്ഥ കൃത്രിമമായി സൃഷ്ടിച്ചാല്‍, കണങ്ങളെല്ലാം 'ഭാരകണ'വുമായുള്ള ബന്ധം അവസാനിപ്പിച്ച് സ്വതന്ത്രരാവും. ഈ 'സ്വാതന്ത്യ്രം' പകരുന്ന അനിര്‍വചനീയമായ പ്രതിഭാസങ്ങളിലൊന്നാണ് അവ സമയസഞ്ചാരത്തിന് പ്രാപ്തമാവും എന്നത്.

                                                                               
നമുക്കു പരിചയമുള്ള നീളം, വീതി, പൊക്കം എന്നിങ്ങനെയുള്ള സ്ഥലമാനങ്ങള്‍ (Space Dimensions) ക്കും അപ്പുറമായി അത് കടന്നുപോവും. അതായത് സമയംകൂടി ഉള്‍പ്പെടുന്ന ഒരു നാലാം സ്ഥലമാനത്തിലേക്ക്. ഐന്‍സ്റ്റീനാണ് ഇക്കാര്യം ആദ്യമായി വിഭാവനംചെയ്തത്. കാറ്റത്ത് പറന്നുപോകുന്ന ഒരു അപ്പൂപ്പന്‍താടിപോലെ സ്വതന്ത്രമായിരിക്കും കണങ്ങളപ്പോള്‍. സമയത്തിലൂടെയും അവയ്ക്ക് സഞ്ചരിക്കാനാവും- മുന്നോട്ടും പിന്നോട്ടും! ഭൂതകാലത്തിലേക്കും ഭാവികാലത്തിലേക്കും! എന്നാല്‍ ഈ കണം 'ഭാരകണ'വുമായി ചേരുന്നത് നമ്മള്‍ കണ്ട അപ്പൂപ്പന്‍താടിയില്‍ ഒരു കല്ലു കെട്ടുന്നതിനു സമാനമാണ്. അതിന്റെ 'സ്വാതന്ത്യ്രം' കുറയും. അതിന് നാലാം സ്ഥലകാലമാനം അന്യമാവും. ഇത്തരത്തില്‍ അകപ്പെട്ടുപോയവരാണ് നമ്മളെല്ലാം. എങ്കിലും, ഇന്നത്തെ ശാസ്ത്ര-സാങ്കേതിക പുരോഗതിയില്‍ ഇത് അസാധ്യമായി തുടരുന്നു എന്നുപറയുന്നതാവും കൂടുതല്‍ ശരി.


കണികാപരീക്ഷണത്തിലൂടെ 'ഭാരകണം' എന്ന 'ഹിഗ്ഗിന്റെ ബോസോണി'നെ വേര്‍പെടുത്തുകയാണെങ്കില്‍ അതിന് അനുബന്ധമായുള്ള കണങ്ങള്‍ക്ക് സമയസഞ്ചരണം സാധ്യമാവും എന്നാണ് ഭൌതികശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ വിശ്വസിക്കുന്നത്. എന്നല്‍ ഇതൊരു വെറും വിശ്വാസമാണെന്നു പറയുന്നവരുമുണ്ട്. കണികാപരീക്ഷണം സൈദ്ധാന്തികമായ ഒരു ന്യായവാദത്തിനുവേണ്ടി മാത്രമാണെന്ന ചിന്തയാണ് ഇവരെ ഇതിനു പ്രേരിപ്പിക്കുന്നത്. 'മഹാവിസ്ഫോടന'മാണ് പ്രപഞ്ചസൃഷ്ടിക്കു കാരണമായതെന്ന് സൈദ്ധാന്തികമായി തെളിയിക്കാന്‍ തയ്യാറാക്കിയിരിക്കുന്ന ചില സൂത്രവാക്യങ്ങളില്‍, തെറ്റുവരാതിരിക്കാന്‍ താല്‍ക്കാലികമായി സങ്കല്‍പ്പിച്ച് എഴുതിച്ചേര്‍ത്തിരിക്കുന്ന ഒന്നായി മാത്രമാണ് അവര്‍ 'ഹിഗ്ഗിന്റെ ബോസോണി'നെ കാണുന്നത്. ഇല്ലാത്ത ഒന്നിനെ എങ്ങനെ കണ്ടെത്തുമെന്നാണ് അവര്‍ ചോദിക്കുന്നത്. അതുകൊണ്ട് അവരെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം സമയസഞ്ചാരവും അപ്രസക്തമാവുന്നു.

                                                                              
എന്നാല്‍, ഇതു ശരിയല്ല എന്നതാണ് ആധുനിക ഭൌതികശാസ്ത്രം തെളിവുകളിലൂടെ എടുത്തുകാട്ടുന്നത്. പ്രപഞ്ചത്തില്‍ നിലനില്‍ക്കുന്ന നാല് അടിസ്ഥാനബലങ്ങളായ വിദ്യുത്കാന്തികബലം, വീര്യബലം, ക്ഷീണബലം, ഗുരുത്വാകര്‍ഷണബലം (Electro-Magnetic Force, Strong Force, Weak Force, Gravitational Force) എന്നിവയില്‍ ഗുരുത്വാകര്‍ഷബലമാണ് ഏറ്റവും ദുര്‍ബലം. എന്നാല്‍, സ്വാധീനമേഖലയുടെ വിസ്തൃതി ഏറ്റവും അധികമുള്ളത് ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ ബലത്തിനാണ്. പ്രപഞ്ചത്തിലെവിടെയും അതുണ്ട്. എന്നാല്‍, മറ്റു ബലങ്ങളെ അപേക്ഷിച്ച് അതിന് ശക്തി വളരെ കുറയാന്‍ കാരണം മറ്റു സ്ഥല-കാല മാനങ്ങളില്‍ക്കൂടിയും അത് പടര്‍ന്നുനില്‍ക്കുന്നു എന്നതിനാലാണ്. സമയയാത്ര അടക്കമുള്ള സംഗതികള്‍ സംഭവിക്കാന്‍ പാകത്തിലുള്ള സ്ഥലകാലമാനങ്ങള്‍ നിലനില്‍ക്കുന്നു എന്നതിന്റെ അനിഷേധ്യമായ സൂചനതന്നെയാണിത്. അതിനാല്‍, അനതിവിദൂരഭാവിയില്‍ സമയസഞ്ചാരം യാഥാര്‍ഥ്യമാവും എന്നുതന്നെ പ്രതീക്ഷിക്കാം.

More information: Causality-Violating Higgs Singlets at the LHC, Chiu Man Ho, Thomas J. Weiler, arXiv:1103.1373v1. http://arxiv.org/abs/1103.1373