விஞ்ஞான முட்டி மோதல் – பகுதி 1

பாலஸ்தீன், பாக்தாத் போன்ற இடங்களில் மனிதர்களும், அவர்களுடைய அழிவு எந்திரங்களும் ஒவ்வொரு நாளும் மோதி என்ன கண்டுபிடிக்க முயற்சிக்கிறார்கள் என்று தெரியவில்லை. ஆனால், அணு ஆராய்ச்சியாளர்கள், அதிலும் அணுநுண்துகள் (particle physics researchers) ஆராய்ச்சியாளர்கள், பல ஆண்டு காலமாக இஸ்ரேலிய டாங்க் முன்னர் கல்லெறியும் இளைஞர்கள் போலத்தான் இருந்தார்கள். இவர்கள் ஏகத்துக்கும் உற்சாகமடையக் காரணம், அணுக்களை முட்டி மோதிப் பார்க்க உதவும் ஒரு ராட்சச எந்திரம் கடந்த சுமார் 15 ஆண்டுகளில் உருவாகி இருப்பதுதான்!

image-1

சொல்வனத்தில் “விஞ்ஞானக் கணினி” என்ற தலைப்பில் உலகின் மிகப் பெரிய விஞ்ஞான முயற்சிகளில் ஒன்றாக “பெரிய ஹேட்ரான் கொலைடர்” (Large Hadron Collider or LHC) என்று மேல்வாரியாக இம்முயற்சியைப் பற்றி எழுதியிருந்தேன். 2012 -ல் இந்த சோதனைகளை நடத்தி வரும் CERN என்ற யூரோப்பிய அமைப்புக்கு பட்ஜெட் நெருக்கடி வந்து கொஞ்சம் அடக்கி வாசிக்க வேண்டிய நிர்பந்தம் ஏற்பட்டுள்ளது. யூரோப்பிய நாடுகள் பொருளாதாரப் பிரபு என்ற நிலமையிலிருந்து பிரபுதேவா என்ற நிலைக்கு இன்று மாறியதே முக்கியக் காரணம். இன்று பட்ஜெட் தேவைகளுக்கு ஜெர்மனியை பெரும்பாலும் யூரோப்பிய நாடுகள் நம்பி இருக்கின்றன. விஞ்ஞான ஆராய்ச்சிக்கும் இது பொருந்தும். CERN அமைப்பு யூரோப்பிய நாடுகளைத் தாஜா பண்ணி இதுவரை சமாளித்து வருகிறது.

பொதுவாக, வளர்ந்த மேற்கத்திய நாடுகள், பொருளாதாரக் காரணங்களால், விஞ்ஞான முயற்சிகளை, சற்று அடக்கி வாசிப்பது விஞ்ஞான ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு துரதிருஷ்டமான விஷயம். அமெரிக்காவில் பல்வேறு விஞ்ஞான முயற்சிகள் இன்று பண நெருக்கடி காரணமாக நிறுத்த/குறைக்கப்படுவதுமாக இருப்பது ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு கவலையளிக்கிறது. நாசா (NASA) ஃபெர்மி லாப் (FERK-Fermilab), ப்ரூக்ஹேவன் (Brookehaven) போன்ற அமைப்புகள் பட்ஜெட் குறைப்பின் விளைவாக பெரிய முயற்சிகளில் இறங்கத் தயங்குகிறார்கள். இதனால், அமெரிக்க விஞ்ஞானம் பின்தங்கி வருவது பல விஞ்ஞானிகளுக்குள்ள பெரும் குறை. வளரும் நாடுகளான சீனா, இந்தியா, ரஷ்யா போன்ற நாடுகளுக்கு அன்றாடப் பிரச்னைகளை சமாளிக்கவே நேரம் சரியாக இருக்கிறது, இந்த அளவு முதலீட்டை அடிப்படை அறிவியல் சோதனைகளில் செய்ய அவை அத்தனை தயாராக இல்லை.

இக்கட்டுரைத் தொடரில், CERN -னின் ராட்சச விஞ்ஞான சோதனை முயற்சியைப் பற்றிய சின்ன அறிமுகம் மூலம், இதைப்பற்றிய பல்வேறு குழப்பங்களை நீக்க முயற்சிப்போம். முதலில், அப்படி என்ன ராட்சசத்தனம் இதில்? இதைப்பற்றி இப்படி மெனக்கிட்டு தமிழில் எதற்கு எழுத வேண்டும்? சாதாரண மனிதனுக்கும், இம்முயற்சிக்கும் என்ன தொடர்பு? இப்படி, பல கேள்விகள் உங்களின் மனதில் எழலாம். முதல் பகுதியில் பல கேள்விகளை முன் வைக்க முயற்சிக்கிறேன். அதைத் தொடரும் பகுதிகளில் இந்த கேள்விகளுக்குப் பதில்கள் தர முயற்சி செய்வேன்.

  • சென்னை நகரின் ஒரு நாளைய மின்சார தேவை 2,000 மெகாவாட் (2011-ல்). பெரிய நகரம் என்றால் பல தேவைகள் இருப்பது சகஜம். நியூயார்க் நகரத்திற்கோ, ஒரு நாளைக்கு 15,000 மெகாவாட் வரை (2008-ல்) தேவைப்படுகிறது. யூரோப்பில் உள்ள ராட்சச LHC -ஐ இயக்கத் தேவை, நாளொன்றுக்கு 150 மெகாவாட். அதாவது, CERN இருக்கும் ஜெனிவா மாவட்டத்தின் 5-ல் ஒரு பங்கு மின்சாரம் இதற்கே செலவாகிறது. அதாவது, ஒரு 150,000 பெரிய அமெரிக்க வீடுகளுக்கு இந்த மின்சாரம் போதுமானது. கண்ணுக்கே தெரியாத ஒன்றைப் பற்றிய ஆராய்ச்சிக்கு இத்தனை சக்தித் தேவை என்ன?
  • 2012 -ல் CERN -ஐ நடத்த 1 பில்லியன் யூரோவை (ஏறக்குறைய 1.5 பில்லியன் டாலர்கள்) விட சற்று அதிகம் செலவாகிறது .) பல யூரோப்பிய நாடுகள் இதற்கு உதவுகின்றன. இங்குள்ள ராட்சச LHC – ஐ உருவாக்க, 6 பில்லியன் டாலர்களை விடச் சற்று அதிகம் செலவாயிற்று. அப்படிச் செலவு செய்வதால், யாருக்கு என்ன பயன்? பல நாடுகளின் சாதாரணக் குடிமக்களின் வரிப்பணத்தை ஏன் அரசாங்கங்கள் இப்படி செலவழிக்கின்றன?
  • ஸ்விஸ் நாட்டிற்கும், ஃப்ரான்ஸ் நாட்டிற்கும் இடையே பூமிக்கு அடியில் (100 மீட்டருக்கு கீழே) ஒரு 27 கி.மீ. தூரத்திற்கு ஒரு பெரிய சுரங்கம் தோண்டப்பட்டு, அதில் ராட்சச எந்திரங்களை எதற்காகப் பொறியாளர்களும், விஞ்ஞானிகளும் நிறுவியுள்ளார்கள்? உலகிலேயே மிக சிக்கலான எந்திரம் இதுதான் என்று உறுதியாகச் சொல்ல முடியும். ஏன் இந்த பெருமுயற்சி?
  • இந்த சோதனையில் உபயோகப்படுத்தப்படும் காந்தங்கள் உலகின் மிகப் பெரிய/சக்திவாய்ந்த காந்தங்கள். இந்த ராட்சச காந்தங்களுக்கு ஏராளமான உபசாரம். பயங்கரமாக குளிர்விக்கப்படுகின்றன. இவை, பெரும் மின்சார உறிஞ்சிகள். அத்துடன், மிகவும் விசேடமான பொருட்களால் தயாரிக்கப்படுகின்றன. உலகின் பல்வேறு உயர் தொழில்நுட்ப நிறுவனங்களால், பிரத்யேகமாய் CERN – க்காக உருவாக்கப்பட்ட காந்தங்கள் இவை. எதற்காக இத்தனை பெரிய/விசேட காந்தங்களை உபயோகிக்க வேண்டும்?
  • இங்குள்ள குளிர்சாதன எந்திரங்கள் உலகின் மிகப் பெரிய குளிர்விக்கும் எந்திரங்கள். அப்படி என்ன சகாராவிலா சோதனை நட்த்துகிறார்கள்? நமக்குத் தெரிந்த பிரபஞ்சத்தில் மிகவும் குளிரான ஸ்தலம் LHC தான். உலகின் மிகக் குளிரான இடத்தில் (அண்டார்டிகா) -90 டிகிரி செல்சியஸ் பதிவாகி இருப்பது சப்பை செய்தி. விமானத்தில் 30,000 அடிக்கு மேலே பறக்கும் போது உள்ள வெப்பநிலை -40 டிகிரி. நட்சத்திர மண்டலங்களுக்கு இடையே உள்ள வெட்ட வெளியில் உள்ள வெப்பநிலை ஏறக்குறைய -270 டிகிரி செல்சியஸ். LHC – ல் இதைவிடக் குளிர் அதிகம். பெளதிக விதிகள்படி, -273 (0 டிகிரி கெல்வின்) டிகிரியில் எல்லா அசைவுகளும் நின்று விடும். எதற்காக இந்த பயங்கரக் குளிர்?
  • முதல்கட்ட காந்தங்களை குளிர்விக்க தேவையான திரவ நைட்ரஜன், சொன்னால் நம்ப மாட்டீர்கள் – 12 மில்லியன் லிட்டர்கள். அத்துடன் 7 லட்சம் லிட்டர் திரவ ஹீலியமும் சேர்த்துக் கொள்ளுங்கள்! இந்த கொலைடரில் குளிர்விக்கப்பட்ட திரவங்கள் வெளியேறாமல் பாதுகாக்க 40,000 குழாய் இணைப்புகளை பொறியாளர்கள் கண்காணிக்கிறார்கள். எதற்கு இத்தனை கஷ்டப்படுகிறார்கள்?
  • சுவிஸ் நாட்டிற்கும், ஃப்ரான்ஸ் நாட்டிற்கும் இடையே பூமிக்கு அடியே 100 மீட்டர் ஆழத்தில் ராட்சச குழாய் ஒன்று ஓடுகிறது. இந்த குழாயில்- சொன்னால் நம்ப மாட்டீர்கள் – ஒன்றுமே இல்லை. பொறியாளர்கள் உயர் அழுத்த வெற்று இடத்தை (vacuum) உருவாக்க இத்தனை உழைத்துள்ளார்கள். எதற்காக 27 கி.மீ. -க்கு வெற்றிடம், அதுவும் பூமிக்கு 100 மீட்டர் ஆழத்தில்?
  • சூரியனின் மத்தியில் உள்ள வெப்பநிலை 15.7 மில்லியன் டிகிரிகள். இது, நம் அருகாமையில் உள்ள மிக அதிக வெப்பஸ்தலம். LHC -ல் இதைவிட 100,000 மடங்கு அதிக வெப்பத்தை உருவாக்கிறார்கள். எதற்காக இத்தனை வெப்பம் தேவை? இந்த வெப்பநிலையில் சுற்றியுள்ள எல்லாப் பொருள்களும் கருகிவிடாதா?
  • சுருங்கச் சொன்னால், LHC -இல் பிரபஞ்சத்தின் மிகக் குளிரான, மற்றும் மிக வெப்பமான நிலைகளைத் தாற்காலிகமாக உருவாக்க முடியும். இன்று பிரபஞ்சத்தில் அப்படிப்பட்ட நிலைகள் எங்கும் இல்லை என்று விஞ்ஞானிகள் கூறுகிறார்கள்.

image-2

விளக்கங்களை அளிக்குமுன், விஞ்ஞானிகள் எந்த மாதிரி பிரச்சினைகளுக்கு விடை தேடுகிறார்கள் என்று பார்க்கலாம். முதலில், இவர்களின் தேடல், இயற்கையின் அடிப்படை அமைப்பைப் பற்றியது. குறிப்பாக, அதிலும், பொருட்களின் அமைப்பைப் பற்றியது. பிரபஞ்சத்தில் உள்ள யாவும் அணுக்களால் உருவாகியவை என்பது மிகப் பழைய செய்தி. அணுவின் கட்டுமானம் எப்படிப்பட்டது என்று ஆராய்வதில் மனிதனுக்கு மிகவும் சவாலான விஷயம். நம்முடைய அறிவிற்கு எட்டியவரை, ஒரு பொருளின் பிரிக்க முடியாத நுண் அமைப்பை அணு என்று முதலில் சொல்லி வந்தோம். அணுக்களைப் பற்றிய புரிதல் 20 -ஆம் நூற்றாண்டில் பல வித சோதனைகள் மூலம் கிட்ட ஆரம்பித்தது.

ஓரளவிற்கு பொருட்களின் கட்டுமானத்தைப் (basic structure of matter) பற்றிய அறிவு வளர வளர, அணுக்களுக்குள் என்ன இருக்கின்றது என்ற கேள்வி தோன்றவே அதையும் ஆராயத் தொடங்கியது விஞ்ஞான உலகம். இயற்கையின் செயல்பாடு ஓரளவிற்கு அணு அறிவினால் புரிந்தாலும், ஏராளமான இயக்க ரகசியங்கள் இன்னும் புதைந்து கிடப்பது தெளிவாகியது. முதல் கட்டமாக, அணுவிற்குள் நுண்துகள்கள் (sub atomic particles) இருப்பது பல சோதனைகள் மூலம் உறுதி செய்யப்பட்டது. ஆனாலும், இவற்றை புரிந்து கொள்ள பலவித புதிய உத்திகளும், கோட்பாடுகளும் தேவைப்பட்டன. 20-ஆம் நூற்றாண்டின் பெரும் விஞ்ஞான முன்னேற்றம் அணு நுண்துகள்களைப் பற்றிய புரிதலில் ஏற்பட்டது. ஆனால், இன்றுவரை, இயற்கையின் அணு அளவு இயக்கம் முழுவதும் மனிதனுக்கு புரியவில்லை. அத்துடன், மேலும் நமது அன்றாட வாழ்க்கையில் நிகழும் இயக்கங்களுக்கும், அணு அளவு இயக்கங்களுக்கும் பெரும் வித்தியாசம் இருக்கிறது. அத்துடன், வான்வெளியில் நட்சத்திரத் திரள்களின் இயக்கம் மூன்றாவது ஒரு பிரிவாக உள்ளது.

பெளதிகத்துறையில் என்றும் ஒரு தீராத தேடல், இந்த மூன்று இயக்கத்தையும் ஒரே கோட்பாட்டில் விளக்குவது. தனித்தனியாக நடந்து வந்த இம்முயற்சிகள் ஒரே சீரான பாதையில் ஆராய்ந்தால், இது கிட்டுமா? அப்படி ஒரு முயற்சி பலனளிக்குமா என்பது மிகவும் சர்ச்சைக்குரிய விஷயம். ஆனால், பல விஞ்ஞானிகள் இப்படித் தேடுவதைத் தவிர வேறு வழியில்லை என்கிறார்கள். இப்படி மூன்று சிந்தனையையும் இணைக்கும் ராட்சச முயற்சி CERN நடத்தும் ஆராய்ச்சி என்று தாராளமாக சொல்லலாம்.

image-3

அணுவின் கருவில் என்ன உள்ளது என்று ஓரளவிற்கு நமக்கு இன்று புரிந்திருந்தாலும், அந்தக் கருவினுள் உள்ள நுண்துகள்களை பிரிப்பது என்பது சாதாரண விஷயமல்ல. எப்படி ஒரு பெரிய பாறையை உடைப்பது சரியான கருவிகள் உருவாகும் வரை கடினமாக இருந்ததோ அதைவிட பல மடங்கு கடினமானது இயற்கையின் இந்த ராட்சச இணைப்பு சக்திகளைப் பிரிப்பது. கண்ணிற்கு தெரியாத மிக மிகச் சிறிய அளவில் இருந்தாலும், அணுக்கருவிற்குள் ராட்சச சக்திகள் இந்த நுண்துகள்களை இணைத்து வைத்துள்ளன. அந்த சக்திகளை கட்டுப்படுத்தி, துகள்களை விடுவித்து ஆராய்வது மனிதனின் விஞ்ஞான முன்னேற்றத்தின் உச்சி என்று சொல்லலாம்.

அணுக்களோ, கண்ணுக்கு தெரியாத அளவு சிறியவை. ஆனால், அதனுள் உள்ள அபார சக்தி (energy) மற்றும் எடை (mass) பற்றிய ரகசியங்களை அவ்வளவு எளிதில் அறிந்து கொள்வது முடியாத காரியம். இவ்வளவு சிறிய அணு துகள்களை எப்படிப் புரிந்து கொள்வது? அவற்றைப் பற்றிய பல கோட்பாடுகள் (scientific theory) இருந்தாலும், விஞ்ஞான உலகில், எதையும் சோதனை (experimental evidence) முறையில் நிரூபிக்க வேண்டும். அணு துகள்களை உடைத்துப் பார்ப்பது ஒன்றுதான் வழி. இப்படி, அணு துகள்களை உடைப்பது என்பது பிரபஞ்சம் தொடங்கிய சில மைக்ரோ நொடிகளில் நிகழ்ந்த ஒன்று. அதற்கு பின் இப்படி அந்த நிகழ்வுகள் ஏற்படவில்லை. ஆகவே, LHC – ல் நாம் பயணிப்பது, 15 பில்லியன் வருடங்கள் பின்நோக்கி. ஏனென்றால், பிரபஞ்சம் தோன்றி அத்தனை வருடங்கள் ஆகிவிட்டன.

சில நுண்துகள்கள் மிக அதிக வெப்பமான சூழ்நிலையில் உருவாகும். பிரபஞ்சம் தொடங்கிய சில வினாடிகளில் இப்படிப்பட்ட துகள்கள் உருவாகியிருக்கும் என்று விஞ்ஞானிகள் கணக்கிட்டுள்ளார்கள். அப்படிப்பட்ட சூழலை உருவாக்கவே LHC போன்ற எந்திரங்கள் இத்தனை கவனத்துடன், பெருட்செலவுடன், பிரம்மாண்டமாய் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன.

சொல்வனம் – டிசம்பர் 2012

Advertisements

மறுமொழியொன்றை இடுங்கள்

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / மாற்று )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / மாற்று )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / மாற்று )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / மாற்று )

Connecting to %s