அணு அண்டம் அறிவியல் -58

அணு அண்டம் அறிவியல் -58 உங்களை வரவேற்கிறது.

**********Even if Newton falls down, Gravity will hurt him*******************

I learned very early the difference between knowing the name of something and knowing something.-Richard Feynman

கீழே உள்ள படங்களை ஒரு நிமிடம் பாருங்கள்:

நன்றி.

Symmetry என்பது இயற்பியலில் மட்டும் இல்லாமல் மற்ற எல்லா துறைகளிலும் சுவாரஸ்யமான ஒரு கருத்து. மதங்களின் குறியீடுகள் symmetry எனப்படும் இந்த சமச்சீர்மையைக் கொண்டே பெரும்பாலும் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. மனித உடலை செங்குத்தாக இரண்டு பாகமாக வெட்டினால் ஒவ்வொரு பாகமும் இன்னொன்றுக்கு சமச்சீர்மையுடன் இருக்கிறது. அதாவது நம் வலது கண்ணுக்கும் இடது கண்ணுக்கும் பெரிதாக வித்தியாசம் இல்லை. இசையில் பெரும்பாலும் இந்த symmetry இருக்கிறது. அதாவது ஸ்வரங்களின் இறங்கு வரிசை (அவரோகணம்) அவற்றின் ஏறு வரிசையோடு (ஆரோகணம்) சமச்சீர்மை கொண்டுள்ளது. மேலே உள்ள படங்கள் சிலவற்றில் இயற்கை தனது சமச் சீர்மையைக் காட்டி சிரிப்பதைப் பார்க்கலாம். மொழிகளில் சமச்சீர்மையை Palindrome என்று அழைக்கிறார்கள்.உதாரணம்: வானமானவா.

சரி.

பால் டைராக் என்பவர் பிரபஞ்சத்தின் அடிப்படைத் துகள்கள் (அடிப்படைத் துகள்கள் என்றால் மேலும் பிளக்க முடியாத பிரபஞ்சத்தின் ஆதார கட்டுமான செங்கற்கள், உதாரணம் : எலக்ட்ரான் , குவார்க்.... இவை கூட மெல்லிய ஒரு நூலின் அதிர்வுகள் என்று இப்போது சொல்கிறார்கள். அதை இப்போது மறந்து விடுவோம்) அவற்றின் ஜோடியோடு வருகின்றன என்று கண்டுபிடித்தார். இது படைப்பின் அதிசயமானதொரு சமச்சீர்மையை காட்டுகிறது. கடைக்கு சென்றால் நம்மால்
சாக்ஸ்-சை தனியாக வாங்க முடியாது அல்லவா? ஜோடியாகத் தான் வாங்க வேண்டும். அது போல படைப்பின் அணிகளான ஆதாரத் துகள்கள் ஜோடி ஜோடியாகவே வருகின்றன.போட்டான் போன்ற சில ஆதாரத் துகள்களுக்கு மட்டும் ஜோடி கிடையாது .கடைக்கு சென்று பெல்ட்டைத் தனியாக வாங்குகிறோம் அல்லவா?அது போல! IOW, போட்டானின் எதிர்த்துகள் போட்டானே தான்! அலி என்றும் சொல்லலாம்.ஆண் பெண் இருமையைக் கடந்த கடவுள் என்றும் சொல்லலாம்!

கடவுளுக்கும் ஒளிக்கும் உள்ள ஆச்சரியமான ஒற்றுமைகளை அவ்வப்போது ௮-௮-௮ வில் சொல்லி வந்திருக்கிறோம்.அதில் ஒன்று :ஒளிக்கு எதிர் இருட்டு அல்ல! ஒளியே தான் :) அது போல கடவுளுக்கு எதிர் கடவுளே தான்! உலகில் உள்ள பெரும்பாலான மதங்கள் (கிறிஸ்துவம், இஸ்லாம் போன்ற) கடவுளுக்கு எதிராக 'சாத்தான்' என்ற சக்தியை உருவகித்து வைத்துள்ளன.ஆனால் இப்படிப்பட்ட ஒரு (நிரந்தரமான) எதிர் சக்தியை உருவகம் செய்யாத ஒரே மதம் இந்து மதம் ( என்று நான் சொல்லவில்லை. 'ஓஷோ' சொல்கிறார்) (Ref:நான் விரும்பும் இந்தியா) கடவுளுக்கு எப்படி எதிர் சக்தி இருக்க முடியும்? அப்படியே இருந்தாலும் அதுவும் கடவுளாகத் தானே இருக்க முடியும்? [இந்து மதத்தில் அவ்வப்போது 'ராவணன்' போன்ற தற்காலிக வில்லன்கள் வருவார்களே தவிர கடவுளுக்கு எதிராக நிரந்தர வில்ல சக்தி கிடையாது]

பிரபஞ்சம் கடவுளால் படைக்கப்பட்டது என்பதை இயற்பியல் ஒத்துக்கொள்கிறதோ இல்லையோ பிரபஞ்சம் ஒளியால் படைக்கப்பட்டது என்பதை (ஓரளவு) ஒத்துக் கொள்கிறது.பிரபஞ்சம் வெடித்த போது (BIG BANG)அதில் அவ்வளவாக பொருள் (matter ) இல்லை. ஆனால் அதீதமான ஆற்றல் இருந்தது. ஆற்றல் துகள்கள் (போட்டான்கள்) ஒன்றுடன் ஒன்று
மோதிக்கொள்ளும் போது பொருளும் அதன் எதிர்ப்பொருளும் பிறக்கின்றன. இந்தப் பொருளும் எதிர்பொருளும் மீண்டும் சந்தித்து மறைந்து மீண்டும் தூய ஆற்றலை வெளியிடுகின்றன.பிரபஞ்சம் தோன்றிய போது அது மிகச் சிறியதாக இருந்ததால் இந்த ஆற்றல்-பொருள் குழப்பம் அதிகமாக இருந்தது. ஒரு நொடியில் ஆற்றலாக இருந்தது மறுநொடியில் பொருளாகவும்
ஒரு நொடியில் பொருளாக இருந்தது மறுநொடியில் ஆற்றலாகவும் மாறிக் குழம்பியது.இந்தக் குழப்பம் பிரபஞ்சம் தோன்றி சுமார் மூன்று லட்சம் வருடங்களுக்கு நீடித்தது என்கிறார்கள்.பிறகு பிரபஞ்சம் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு விரிவடைந்து விட்டதால் போட்டான்களின் ஆற்றல் பெருமளவு குறைந்து அவை மேலும் அதிக துகள்களை உருவாக்க இயலாது போயிற்று. இந்த சமயத்தில் ஆற்றல்(போட்டான்கள்) பொருளிடம் (ஹைட்ரஜன்) (தன் எதிர் இணையுடன் சேர்ந்து அழிந்து போகாத சில எலெக்ட்ரான்களும் ப்ரோடான்களும் இணைந்து சைக்கிள் கேப்பில் ஹைட்ரஜன் அணுக்களை அதாவது நாமெல்லாம் வருவதற்குத் தேவையான ஆதி உயிர் சூப்பை உருவாக்கி விட்டிருந்தன!) இருந்து பிரிந்து தன் போக்கில் விரியும் பிரபஞ்சத்துடன் பயணிக்க ஆரம்பித்தது. இந்த முக்கியமான நிகழ்வை PHOTON DECOUPLING என்கிறார்கள். இப்படி புறப்பட்ட ஆற்றல் கதிர் பிரபஞ்சம் விரிவடைய விரிவடைய ஆற்றல் குறைந்து இன்று நாம் காணும் (உணரும்) சொற்ப ஆற்றல் காஸ்மிக் மைக்ரோவேவ் பின்புலமாக (CMBR)மாறி உள்ளது.அதாவது நாமெல்லாம் வருவதற்குத் தேவையான மூலப்பொருட்களை உருவாக்கித் தந்த மூலகர்த்தாவான ஒளி இன்னும் நம்மிடையே மெளனமாக இருந்து கொண்டிருக்கிறது. நம் கொள்ளு கொள்ளு கொள்ளு ஆதித் தாத்தா சாகாமல் ஹீனமாக இன்னும் படுக்கையில் படுத்துக் கொண்டிருப்பது போல!

சரி

பிரபஞ்சம் பெரும்பாலும் பொருளால் ஆக்கப்பட்டிருப்பதைக் கண்டு விஞ்ஞானிகள் சற்றே வியப்படைகிறார்கள். சல்லடை போட்டுத் தேடினாலும் பிரபஞ்சத்தில் எதிர்பொருள் கிடைப்பதில்லை.[பமீலா என்ற செயற்கைக்கோள் இன்று வரை பிரபஞ்சத்தில் எதிர்பொருளைத் தேடி வருகிறது] செயற்கையாக , துகள் முடுக்கிகளில் அதிவேக மோதல்களின் போது எதிர்பொருள் மருந்தளவு கிடைக்கிறது. [எதிர்பொருளை செய்வது தான் இப்போதைக்கு உலகிலேயே காஸ்ட்லியான விஷயம் என்று சொல்லியிருந்தோம்] எதிர்பொருளை ஏன் இவ்வளவு மெனக்கெட்டு தேட வேண்டும் அல்லது செய்ய வேண்டும் என்றால் அது நம் விண்மீன்களுக்கு இடையேயான பயணங்களுக்கு (Inter stellar travel)இனி வரும் காலங்களில் ஒரு சிறந்த எரிபொருளாக இருக்கும் என்கிறார்கள். எதிர்பொருள்(உதாரணம் :பாசிட்ரான்) என்ற ராஜ குமாரியை தனியாக ராக்கெட்டின் ஒரு கொள்கலனில் அடைத்து வைத்து விட்டு பொருள் என்ற வீரர்களை கட்டுப்படுத்தி (பெண்ணின் உடலில் நடக்கும் கருமுட்டை -விந்து அணுக்கள் ஓட்டப்பந்தயம் போல) சீராக உள்ளே அனுப்ப வேண்டியது. இரண்டும் ஒன்றுடன் ஒன்று மோதிக்கொண்டு அபாரமான ஆற்றல் வெளியீடு கிடைக்கும்.அதை வைத்து ராக்கெட்டை செலுத்தலாம்.இந்த எதிர்ப்பொருளை சேமித்து வைப்பது கதிரியக்கத் தனிமங்களை சேமித்து வைப்பதை விட ஆபத்தானது.(அக்கினிக் குஞ்சு!) இதற்கு பிரத்யேகமான Penning trap என்ற கொள்கலன் வேண்டும். (ராஜகுமாரிக்கு என்ன ஒரு பாதுகாப்பு!) இந்த கொள்கலன் ஒரு வலுவான காந்தப்புலத்தின் உதவியால் எதிர்ப்பொருள் பொருளுடன் (கொள்கலனின் சுவருடன்) சேராமல் தற்காலிகமாகத் தடுக்கும்.

இப்போது நாம் பயன்படுத்தும் ராக்கெட்டுகள் , தீபாவளி டைப்! வேதியியல் எரிபொருட்கள்! இதை ஒரு விறகு அடுப்புடன் ஒப்பிடலாம். அடுத்து அணுகுண்டை வெடித்து விண்கலங்களை இயக்குவது. இதை நம் காஸ் அடுப்புடன் ஒப்பிடலாம். இதில் பொருளின் ஒரு மிகச் சிறிய பகுதி மட்டுமே ஆற்றலாக மாறுகிறது. இந்த எதிர்ப்பொருள் ராக்கெட் என்பது மைக்ரோவேவ் ஓவன் போல மிகவும் ஆற்றல் வாய்ந்தது. முழுப் பொருளும் அழிந்து ஆற்றலாக மாறுவதால் நாலே நாலு மில்லி கிராம் பாசிட்ரானை வைத்துக் கொண்டு நம்மால் ஒரு சில தினங்களில் செவ்வாயை அடைந்து விட முடியுமாம்.ஆனால் இந்த அளவு கணிசமான எதிர்பொருள்கள் நம் துகள் முடுக்கிகளில் (PARTICLE ACCELERATOR)கிடைக்காது.(துகள் முடுக்கிகள் ஆராய்ச்சிக்காக மட்டும் தான்). எனவே பிரபஞ்சத்தில் இந்த அபூர்வ எ.பொ ராஜகுமாரி எங்கெல்லாம் இயற்கையாக கிடைக்கிறாள் என்று தேட வேண்டி இருக்கிறது. அவள் கிடைத்து விட்டால் போதும். வீரர்களுக்கா பஞ்சம்?

சரி

பிரபஞ்சம் படைப்பில் ஒரு சமச் சீர்மையை (symmetry ) கொண்டிருந்தது என்று பார்த்தோம். அப்படியென்றால் உலகில் உள்ள ஒவ்வொரு பொருளும் அதன் எதிர்பொருளுடன் சேர்ந்தே படைக்கப்பட்டிருக்க வேண்டும். அப்படியென்றால் ஏன் பிரபஞ்சத்தில் எதிர்பொருள் சுலபமாக தட்டுப்படுவதில்லை? Sex -ratio மிக மிக அதிகமாக இருக்கிறதே? ஒரு மின்சாரம் பாயும் ஒயரை எடுத்துக் கொண்டால் சாதாரணமாக அதில் கோடி கோடி கோடி எலக்ட்ரான்கள் இருக்கும். ஆனால் ஒரு நாலு மில்லிக்ராம் பாசிட்ரானை (எலக்ட்ரானின் எதிர்) கண்ணால் பார்க்க நாம் நாலு தலைமுறைக்கான சொத்தை எழுதி வைக்க வேண்டும்!

வாழைப்பழ ஜோக் நினைவுக்கு வருகிறது.

ஒண்ணு இங்க இருக்கு? அப்ப இன்னொண்ணு எங்க? -அதான் இது என்று செந்தில் லெவலுக்கு பதில் சொல்ல முடியாது. 'அதான் இது' என்பது ஒரு வேதாந்தமான பதிலாக இருக்கலாம்.தத்வமஸி! இயற்பியலில் கூட இது இருக்கிறது. இயற்பியல் எந்த ஒரு சாத்தியக்கூறையும் விட்டு வைக்கவில்லை. அதாவது One electron Universe ! ஒற்றை எலக்ட்ரான் பிரபஞ்சம்.
பிரபஞ்சத்தில் ஒரே ஒரு எலக்ட்ரான் தான் இருக்கிறதாம் ( ரொம்ப போர் அடிக்காதா அதற்கு?).அது தான் நானாக நீயாக நாயாக நரியாக ஹைட்ரஜனாக நைட்ரஜனாக ஹீரோவாக வில்லனாக ஆணாக பெண்ணாக மாறி மாறி திருக்காட்சி அளிக்கிறதாம். அத்வைதத்தின் உச்ச நிலை!!

இதை விளக்க நாம் மீண்டும் குவாண்டம் இயற்பியலிலும் ஃபெயின்மென்னின் வரைபடங்களுக்குள்ளும் நுழைய வேண்டி இருக்கிறது. அதற்கு முன்பு ஒரு சின்ன தகவல்: 'வேறுபாடு' என்பது பெரிய பொருட்களில் அதிகமாக இருக்கிறது. கார் பாக்டரியில் இருந்து வெளிவரும் இரண்டு கார்கள் என்னதான் ஒரேமாதிரி உரித்துவைத்தது போல இருந்தாலும் இரண்டுக்கும் இடையே ஆறு வித்தியாசம் என்ன ஆயிரம் வித்தியாசம் கண்டுபிடிக்கலாம், இந்த வித்தியாசங்கள் உள்ளே செல்லச் செல்ல குறைகின்றன. கடைசியாக எலக்ட்ரான் லெவலுக்கு வரும்போது ஒரு எலெக்ட்ரான் இன்னொன்றை அப்படியே 3D ஜெராக்ஸ் எடுத்தது போல இருக்கிறது. இரண்டும் கிட்டத்தட்ட ஒன்று தான் என்று தாராளமாக சொல்லலாம்.

மேலும் பாசிட்ரான் என்பது கடந்த காலத்துக்குள் நுழையும் ஒரு எலெக்ட்ரான் என்று நம்பப்படுகிறது .அதாவது பொருள் ஒன்று கடந்த காலப்பயணம் செய்யும் போது அதன் எதிர்பொருள் தோன்றுகிறது.



ஃபெயின்மேனின் நோபல் பரிசு ஏற்புரையில் இருந்து:

"அன்று எனக்கு ஜான் வீலர் டெலிபோன் செய்திருந்தார். அப்போது தான் ஒரு ஆச்சரியமான விஷயம் என்னை உறுத்திக் கொண்டிருந்தது. டைராக்கின் சமன்பாடுகளில் துகளின் மின்சுமையையும் (charge ) காலத்தையும் (time ) ஒருசேர திருப்பிய போது சமன்பாடுகள் மாறாமல் அப்படியே இருந்தன.அதாவது இரண்டு மைனஸ்களும் கான்சல் செய்து கொண்டன. காலத்தில் முன்னோக்கிப் பயணிக்கும் பாசிட்ரானும் காலத்தில் பின்னோக்கிப் பயணிக்கும் எலக்ட்ரானும் ஒன்று தான் என்று தோன்றியது.வீலர் போனில் 'பெயின்மன் , எல்லா எலக்ட்ரான்களும் ஏன் ஒரே மாதிரி இருக்கின்றன என்று நான் கண்டுபிடித்துவிட்டேன்" என்றார். 'ஏன்?' என்று கேட்டதற்கு 'ஏன் என்றால் அவை எல்லாம் ஒரே எலக்ட்ரான் தான் (?!)' என்றார்"


அது எப்படி ஒரே எலக்ட்ரான் என்று பார்க்கலாம் காத்திருங்கள். அதற்கு முன்னர் ஃபெயின்மனின் மேற்கோள்கள் இயற்பியலில் மிகவும் பிரசித்தி பெற்றவை. அவற்றைப் பற்றி கொஞ்சம் அடுத்த அத்தியாயத்தில் பார்ப்போமா?

சமுத்ரா.