ഒടുവില്‍ പിണ്ഡമില്ലാത്ത കണം ശാസ്ത്രലോകം കണ്ടെത്തി

വെള്ളി, 24 ജൂലൈ 2015 (11:16 IST)
ശാസ്ത്ര ലോകത്തിന് വലിയ വിപ്ലവം സൃഷ്ടിക്കാന്‍ പോകുന്ന വമ്പന്‍ കണ്ടുപിടുത്തം നടന്നിരിക്കുന്നു. അതായത് ദ്രവ്യമാനമില്ലാത്ത കണത്തിനെ ശാസ്ത്രലോകം കണ്ടെത്തിയിരിക്കുന്നു. എല്ലാ പദാര്‍ഥങ്ങളും നിര്‍മ്മിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നത് അടിസ്ഥാന പരമായി കണങ്ങള്‍ കൊണ്ടാണ് എന്ന് ശാസ്ത്രലോകം വളരെ നേരത്തെ കണ്ടെത്തിയതാണ്. എന്നാല്‍ കണങ്ങള്‍ക്കെല്ലാം ദ്രവ്യം അഥവാ പിണ്ഡം ഉണ്ടെന്നാണ് ശാസ്ത്രലോകം കരുതിയിരുന്നത്. എന്നാല്‍ അതില്ലാത്ത കണങ്ങളും ഉണ്ടെന്ന കണ്ടെത്തല്‍ ടെക്നോളജി മേഖലകളില്‍ വലിയ വിപ്ലവങ്ങള്‍ക്ക് വഴിവയ്കൂന്നതാണ്.

ദ്രവ്യം ഇല്ല എന്നുപറഞ്ഞാല്‍ ഒരു കണത്തിന്‍ ദ്രവ്യമാനം പൂജ്യമായിരിക്കുക എന്നാണ് അര്‍ഥമാക്കുന്നത്. അതായത് ഒരു കണത്തിന് ഒരേസമയം ദ്രവ്യമായും പ്രതിദ്രവ്യമായും ( matter and anti-matter ) പെരുമാറാന്‍ കഴിയുന്നു എന്നാണ്. ഈ കണത്തിന് ശാസ്ത്രലോകം 'വെയ്ല്‍ ഫെര്‍മിയോണ്‍' എന്നാണ് ശാസ്ത്രലോകം വിളിക്കുന്നത്. വാസ്തവത്തില്‍ ഇത്തരമൊരു കണത്തിന്റെ സാധ്യത എട്ടര പതിറ്റാണ്ടുകള്‍ക്ക് മുമ്പേ പ്രവചിക്കപ്പെട്ടതാണ്. രണ്ടാം ന്യൂട്ടനെന്ന് വിശേഷിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന ബ്രിട്ടീഷ് ഗവേഷകന്‍ പോള്‍ ഡിറാക് തന്റെ വിഖ്യാതമായ 'ഇലക്ട്രോണ്‍ സമവാക്യം' 1928 ല്‍ പ്രസിദ്ധീകരിക്കുന്നതോടെയാണ് ഈന്‍ കണത്തിന്റെ സാധ്യത ശാസ്ത്രലോകത്തിനു മുന്നിലെത്തുന്നത്.

നെഗറ്റീവ് ചാര്‍ജുള്‍ല ഇലക്ട്രോണിന് പ്രതികണമായ പോസിട്രോണ്‍ ഉണ്ടാകാമെന്നാണ് ഈ സമവാക്യത്തില്‍ അദ്ദേഹം സമര്‍ഥിച്ചത്. തൊട്ടുപിന്നാലെ ജര്‍മന്‍ ഗണിതശാസ്ത്രജ്ഞന്‍ ഹെര്‍മാന്‍ വെയ്ല്‍ 1929 ല്‍ 'ഡിറാക് സമവാക്യ'മുപയോഗിച്ച് മറ്റൊരു പ്രവചനം നടത്തി. ദ്രവ്യമാനമില്ലാത്ത 'വെയ്ല്‍ ഫെര്‍മിയോണുകളെ'ക്കുറിച്ചുള്ളതായിരുന്നു ആ പ്രവചനം. എന്നാല്‍ 1932 ആയപ്പോഴേക്കും 1932 ല്‍ അമേരിക്കന്‍ ഗവേഷകനായ കാള്‍ ആന്‍ഡേഴ്‌സണ്‍ പൊസിട്രോണ്‍ കണ്ടെത്തി. പിന്നാലെ ഒരു വര്‍ഷത്തിന് ശേഷം ന്യൂട്രിനോ എന്ന ദ്രവ്യമാനമില്ലാത്ത കണത്തെക്കുറിച്ച് വൂള്‍ഫാങ് പൗളി പ്രവചിച്ചു. അമേരിക്കന്‍ ഗവേഷകരായ ഫ്രെഡറിക് റീനിസ്, ക്ലൈഡ് കൊവാന്‍ എന്നിവര്‍ ചേര്‍ന്ന് 1957 ല്‍ ന്യൂട്രിനോ കണ്ടുപിടിച്ചതോടെ പൗളിയുടെ പ്രവചനം ശരിയായി.

പൊസിട്രോണും ന്യൂട്രിനോയും കണ്ടെത്തിയെങ്കിലും, വെയ്ല്‍ ഫെര്‍മിയോണ്‍ ശാസ്ത്രത്തിന് പിടികൊടുക്കാതെ ദുരൂഹമായി തുടര്‍ന്നു. ആ ദുരൂഹതയ്ക്കാണ് ശാസ്ത്രലോകം ഇപ്പോള്‍ അന്ത്യം കുറിച്ചിരിക്കുന്നത്. വെയ്ല്‍ ഫെര്‍മിയോണ്‍ ശരിയാണെന്ന് തെളിയിച്ചിരിക്കുന്നത് യു.എസില്‍ പ്രിന്‍സ്റ്റണ്‍ സര്‍വകലാശാലയിലെ ഗവേഷകന്‍ എം.സാഹിദ് ഹസന്‍ ആണ്. 'ടാന്റലം അഴ്‌സനൈഡ്' ( tantalum arsenide ) എന്നു പേരുള്ള ഒരു അര്‍ധലോക ക്രിസ്റ്റലായിരുന്നു കണ്ടുപിടിത്തത്തിനുപയോഗിച്ച മാധ്യമം.

ഉന്നതോര്‍ജ ഫോട്ടോണ്‍ ധാരകളെ ക്രിസ്റ്റലുകള്‍ക്കുള്ളിലൂടെ കടത്തിവിട്ടായിരുന്നു പരീക്ഷണം. വെയ്ല്‍ ഫെര്‍മിയോണുകള്‍ അതിലുണ്ടെന്ന്, ക്രിസ്റ്റലിലൂടെ കടന്നെത്തിയ ഫോട്ടോണ്‍ ധാരകള്‍ തെളിവുനല്‍കി. 'ക്വാസികണങ്ങള്‍' ( quasiparticles ) എന്ന വിഭാഗത്തിലാണ് വെയ്ല്‍ ഫെര്‍മിയോണുകള്‍ പെടുന്നത്. ക്രിസ്റ്റല്‍ പോലുള്ള ഒരു ഖരവസ്തുവിനുള്ളില്‍ മാത്രമേ അവയ്ക്ക് നിലനില്‍ക്കാനാകൂ. വെയ്ല്‍ ഫെര്‍മിയോണുകളെ നിരീക്ഷിച്ചതിന്റെ ഫലങ്ങള്‍ രണ്ട് അന്തരാഷ്ട്ര ഗവേഷണസംഘങ്ങള്‍ വെവ്വേറെ പ്രബന്ധങ്ങളായി 'സയന്‍സ് ജേര്‍ണലി'ന്റെ പുതിയ ലക്കത്തില്‍ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചിട്ടുണ്ട്.

ഇത് വെറുമൊരു കണത്തിന്റെ കണ്ടെത്തലോ സ്ഥിരീകരണമോ അല്ലെന്ന്, കണ്ടെത്തലിന് നേതൃത്വം നല്‍കിയവര്‍ പറഞ്ഞു. ഇതിന് സ്ഥിരീകരണങ്ങള്‍ ഇനിയും ആവശ്യമാണ്. എങ്കിലും പുതിയ കണം സത്യമായിരിക്കാം എന്നതിന് തെളിവുകളുണ്ട്. അതേസമയം കൂടുതല്‍ ക്ഷമതയേറിയ ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളുടെ വരവിനും, പുതിയ തരം ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിങിനും ഇത് വഴിതെളിക്കും. ഇലക്ട്രോണുകള്‍ പോലെ ദ്രവ്യത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനഘടകങ്ങളാണ് ഫെര്‍മിയോണുകള്‍; ഫോട്ടോണുകള്‍പോലെ ബലങ്ങള്‍ക്ക് അടിസ്ഥാനമായവ ബോസോണുകളും.

നിലവിലുള്ള ഇലക്ട്രോണിക്‌സിന്റെ നട്ടെല്ല് ഇലക്ട്രോണുകളാണ്. പക്ഷേ, പരസ്പരം ഇടിച്ച് ചിതറുന്ന സ്വഭാവമുള്ളതിനാല്‍ ഇലക്ട്രോണുകള്‍ പ്രവഹിക്കുമ്പോള്‍ ഊര്‍ജം നഷ്ടപ്പെടുകയും ചൂടുണ്ടാവുകയും ചെയ്യും. ഇലക്ട്രോണുകളെ അപേക്ഷിച്ച് ഏറെ അച്ചടക്കത്തോടെ പ്രവഹിക്കാന്‍ ദ്രവ്യമാനമില്ലാത്ത ഫെര്‍മിയോണുകള്‍ക്ക് സാധിക്കുമെന്നാണ് ഗവേഷകര്‍ പറയുന്നത്. ഇതോടെ ഇലക്ട്രോണിക്‌സില്‍ നമ്മള്‍ അനുഭവിക്കുന്ന ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ട്രാഫിക് ജാം പഴങ്കഥയാക്കാന്‍ വെയ്ല്‍ ഫെര്‍മിയോണുകള്‍ക്ക് കഴിയും-വെയ്ല്‍ട്രോണിക്‌സ്' ( 'Weyltronics' ) എന്ന പുതിയ ഇലക്ട്രോണിക്‌സ് വിഭാഗം തന്നെ ആരംഭിക്കാന്‍ ഈ കണ്ടെത്തല്‍ വഴിതുറക്കുമെന്നാണ് ഗവേഷകര്‍ പറയുന്നത്.

വെബ്ദുനിയ വായിക്കുക