ஒளியின் வேகத்தை விஞ்சும் நியூட்ரினோ சோதனை ஆபத்தா? - ஆதனூர் சோழன்

ஐன்ஸ்டீன் கோட்பாடு தவறாகிறதா?

நமது பிரபஞ்சத்தின் ரகசியத்தை அம்பலப்படுத்திய பேரண்ட வெடிப்புக் கோட்பாடு இப்போது கேள்விகுறியாகி இருக்கிறது.

1905 ஆம் ஆண்டு மக்கள் விஞ்ஞானி என்று அழைக்கப்படும் ஐன்ஸ்டீன் இந்தக் கோட்பாட்டை முன்வைத்தார்.

E=mc2 என்ற அவருடைய கோட்பாடு நமது பிரபஞ்சம் உருவான விதத்தை மிக எளிமையாக விளக்கியது.

நமது பிரபஞ்சத்தில் ஒளியைக் காட்டிலும் வேகமாக பயணிக்கக் கூடிய வேறு எதுவும் இல்லை என்று அவர்தான் சொன்னார்.

உலகம் இதுவரை அதுதான் உண்மை என்று ஏற்றுக் கொண்டிருந்தது. இப்போது ஏன் அந்த உண்மை கேள்விக் குறியாகிறது?

ணி என்பது எனர்ஜி. அதாவது ஆற்றல் அல்லது சக்தி. னீ என்பது மேட்டர் அல்லது பொருள் அல்லது அதன் அடர்த்தி. நீ என்பது வெற்றிடத்தில் ஒளியின் வேகம். அதாவது ஐன்ஸ்டீன் கோட்பாட்டின்படி வெற்றிடத்தில் ஒளியின் வேகம் வினாடிக்கு 3 லட்சம் கிலோமீட்டர்.

காற்று, கண்ணாடி ஆகியவற்றின் ஊடாக செல்லும்போது ஒளியின் வேகம் இதைவிட குறையும்.

இருந்தாலும், பிரபஞ்சத்தில் வேறு எந்த ஆற்றலும், பொருளும், தகவலும் இந்த வேகத்தைக் காட்டிலும் அதிகமாக பயணிக்க முடியாது.

ஐன்ஸ்டீனின் கோட்பாட்டை விளங்கிக் கொள்ள ஒரு எளிய வழி இருக்கிறது.

பொருள் என்பதும், ஆற்றல் என்பதும் ஒரே விஷயத்தின் இருவேறுபட்ட வடிவங்கள். அதாவது, பொருள் என்பதை ஆற்றலாகவும், ஆற்றலை பொருளாகவும் மாற்றமுடியும்.

உதாரணத்துக்கு ஹைடிரஜன் அணுவை எடுத்துக் கொள்வோம். அடிப்படையில் அது தனி புரோட்டானால் ஆனது. இந்த அணுத் துகளின் அடர்த்தி என்ன தெரியுமா?

0.000 000 000 000 000 000 000 000 001 672 கிலோ.

இத்தனைக்கும் அது ஒரு துளியூண்டு அடர்த்தி. ஆனால், அன்றாட வாழ்க்கையில் ஏராளமான பொருட்களும் அணுக்களும் உள்ளன. 

உதாரணத்துக்கு, ஒரு கிலோ சுத்தமான தண்ணீரில் ஹைடிரஜன் அணுக்களின் அடர்த்தி வெறும் 111 கிராம் மட்டும்தான். அதாவது, 0.111 கிலோ.

ஐன்ஸ்டீனின் பார்முலா என்ன சொல்கிறது தெரியுமா?

இந்த அடர்த்தியை திடீரென ஆற்றலாக மாற்றினால் எவ்வளவு கிடைக்கும் என்பதைத்தான் கணக்கிடுகிறது.

அந்த ஆற்றலின் அளவை கண்டுபிடிக்க, பொருளின் அடர்த்தியை ஒளியின் வேகத்தை இருமடங்காக்கி பெருக்க வேண்டும். 

அது எப்படி?

=0.111 x 300 000 000 x 300 000 000

=10, 000,000,000,000 ஜூல்ஸ். இது மிகப்பெரிய ஆற்றல். ஒரு ஜூல் என்பது ஒரு புத்தகத்தை கையிலிருந்து தரையில் போடும்போது வெளிப்படும் ஆற்றல்தான்.

ஆனால், 30 கிராம் ஹைடிரஜன் அணுக்களில் உள்ள ஆற்றல், பல நூறாயிரம் காலன்கள் பெட்ரோலை எரிப்பதால் உண்டாகும் ஆற்றலுக்கு சமமானது.

அப்படியானால், ஒரு கிலோ தண்ணீரில் உள்ள மொத்த அடர்த்தியான 111 கிராம் அணுக்களின் மொத்த ஆற்றல் எவ்வளவு சக்திமிக்கதாக இருக்கும்?

அதுவும் அந்த 111 கிராமில் ஹைடிரஜன் அணுக்கள் மட்டுமின்றி, ஆக்ஸிஜன் அணுக்களும் அடங்கியிருக்கின்றன. எனவே, அந்த அணுக்கள் மொத்தமும் ஆற்றலாக வெளிப்பட்டால், 1 கோடி காலன்கள் பெட்ரோல் எரிவதற்கு சமமாகும்.

இந்த ஆற்றல் முழுவதையும் வெளிப்படுத்த முடியுமா? அது சாத்தியமா?

ஒரு கிலோ தண்ணீரும் முற்றாக அழிக்கப்படும்போது அது சாத்தியம்தான்.

முற்றாக அழிக்கப்படுவது என்றால்...?

நாம் இப்போது தெரிந்து கொள்ள வேண்டிய விஷயத்துக்கு அப்பாற்பட்டது அது. எனவே, அதை விட்டுவிடுவோம்.

விஷயத்துக்கு வருவோம்.

ஐன்ஸ்டீன் வகுத்த E=mc2 கோட்பாடுதான் பிரபஞ்சம் உருவான ரகசியத்தின் அடிப்படையாக கருதப்பட்டது. நவீன இயற்பியல் அதன் அடிப்படையில்தான் இயங்குகிறது.

இந்நிலையில் அந்த கோட்பாடே தவறாகும் நிலை உருவாகி இருக்கிறது. அப்படி தவறானால் இதுவரை நாம் படித்த இயற்பியல் முழுமையும் மாறக்கூடும்.

பேரண்ட வெடிப்பு காரணமாகவே பிரபஞ்சம் உருவானது. பிரபஞ்சத்தில் நமது சூரிய மண்டலமும், அது உள்ளடங்கிய பால்வீதியும், அதுபோல் ஏராளமான பால்வீதிகளும் உருவாகின. இன்னும் ஏராளமான பால்வீதிகள் உருவாகிக்கொண்டே போவதாகவும் அறிவியலாளர்கள் கூறுகிறார்கள்.

நமது சூரிய மண்டலத்தில் சூரியனை நடுநாயகமாகக் கொண்டு 8 கோள்களும் இன்னும் ஏராளமான விண்கற்களும் சுற்றுகின்றன. அதேசமயம் நமது சூரிய மண்டலத்தைத் தாண்டி பால்வீதியில் இன்னும் ஏராளமான சூரிய மண்டலங்கள் இருக்கின்றன.

சுமார் 20 ஆயிரம் கோடி முதல் 40 ஆயிரம் கோடி நட்சத்திரங்கள் வரை நமது பால்வீதியில் இருக்கக்கூடும் என்று மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது.

அதுபோல, நமது பிரபஞ்சத்தில் சுமாராக 50 ஆயிரம் கோடி பால்வீதிகள் இருக்கலாம் என்று ஜெர்மனியில் உள்ள சூப்பர் கம்ப்யூட்டர் மதிப்பிட்டுள்ளது.

அந்த பால்வீதிகள் ஒவ்வொன்றிலும் ஆயிரக்கணக்கான கோடி நட்சத்திரங்கள் இருக்கலாம். இவற்றில் பல மிகச் சிறிய பால்வீதிகளாகவும் இருக்கின்றன. அவற்றில் நட்சத்திரங்களின் எண்ணிக்கை குறைவாக இருக்கும். அல்லது, நட்சத்திரங்களே இல்லாமலும் போகலாம். 

பேரண்ட வெடிப்பு எப்படி நிகழ்ந்திருக்கும்?

இதை அறிந்து கொள்வதில் எப்போதுமே விஞ்ஞானிகளுக்கு ஆர்வம் அதிகம். வெற்றிடத்தில் ஒரு அணுவை வெடிக்கச் செய்தால் அது எப்படிப்பட்ட விளைவுகளை ஏற்படுத்தும் என்பதை சோதனை செய்ய நீண்டகாலமாகவே அவர்கள் திட்டமிட்டனர்.

இதற்காக ஸ்விட்சர்லாந்தில் உள்ள ஜெனிவாவில் ஐரோப்பிய நுண் துகள்கள் ஆராய்ச்சிக் கூடம் கட்டப்பட்டது. ஐரோப்பிய நாடுகளின் பங்களிப்புடனும், ரஷ்யா, அமெரிக்கா, இந்தியா உள்ளிட்ட உலக நாடுகளைப் பார்வையாளர்களாகவும் கொண்டு இந்தத் திட்டம் தொடங்கப்பட்டது.

பூமிக்கடியில் 100 மீட்டர் ஆழத்தில் இந்த ஆராய்ச்சிக் கூடம் கட்டப்பட்டது. இங்கு அணுவை மோதவிட்டு, அணுத்துகள்களை ஆராய்ச்சி செய்தார்கள். நியூட்ரினோக்கள் எனப்படும் இந்த அணுத்துகள்களுக்கு சொந்தமாக அடர்த்தி எதுவும் கிடையாது. எனவே, அவற்றை எந்த ஒரு பொருளும் உள்வாங்கிக் கொள்ள முடியாது.

அதாவது, எதனூடும் இந்த நியூட்ரினோக்கள் ஊடுருவி பயணிக்க முடியும்.

நியூட்ரினோக்களில் மூன்று வகை இருக்கின்றன.

எலெக்ட்ரான் நியூட்ரினோ, மியோன் நியூட்ரினோ, டவ் நியூட்ரினோ.

செர்ன் ஆய்வுக் கூடத்தில் நியூட்ரினோக்களின் பயண வேகத்தை தீர்மானிக்க முடிவு செய்யப்பட்டது. இதற்காக செர்ன் ஆய்வுக் கூடத்தில் உருவாக்கப்பட்ட 1 கிலோமீட்டர் நீளமுள்ள சுரங்கக் குழாய் வழியாக இத்தாலியில் உள்ள கிரான் சாஸோ என்ற இடத்தில் உள்ள ஆய்வுக் கூடத்துக்கு நியூட்ரினோக்கள் செலுத்தப்பட்டன.

அந்த நியூட்ரினோக்கள் பூமிக்கடியில் 11.4 கிலோமீட்டர் ஆழத்தில் பாறைகளை ஊடுருவி கிரான் சாஸோ ஆய்வுக் கூடத்தை அடைந்தன. அவற்றின் பயண வேகத்தை பதிவு செய்த விஞ்ஞானிகள் வியப்பும் அதிர்ச்சியும் அடைந்தனர்.

செர்ன் ஆய்வுக் கூடத்திலிருந்து கிரான் சாஸோ ஆய்வுக் கூடம் அமைந்துள்ள 732 கிலோமீட்டர் தூரத்தை இந்த நியூட்ரினோக்கள் 0.0024 வினாடிகளில் கடந்தன. இது ஒளியின் வேகத்தைக் காட்டிலும் 60.7 நானோ வினாடிள் அதிகமாகும். விஞ்ஞானிகளுக்கு தங்கள் முடிவு சரிதானா என்பதில் குழப்பம் ஏற்பட்டது.

சுமார் இரண்டு ஆண்டுகள் அடுத்தடுத்து ஆயிரக்கணக்கான முறை இந்த ஆராய்ச்சியை தொடர்ந்தார்கள். எல்லா முடிவும் ஒரே மாதிரியாகவே இருந்தன.

ஐன்ஸ்டீன் உருவாக்கிய கோட்பாடு இப்போது தவறாகிறதே என்பதால் அவர்கள் தங்கள் முடிவை இறுதியானதாக அறிவிக்கவில்லை. தங்கள் முடிவை அவர்கள் விஞ்ஞானிகள் மத்தியில் பொது விவாதத்துக்கு விட்டுள்ளனர்.

நானோ வினாடிகள் என்றால் என்ன?

ஒரு வினாடியை நூறு கோடியாக பிரித்து அதில் 60.7 வினாடிகள். அடேங்கப்பா இந்த நுண்ணிய வேக வேறுபாடு ஐன்ஸ்டீன் கோட்பாட்டை தவறாக்குகிறது.

இதற்காக அவர் உயிரோடு இருந்தாலும் வருத்தப்பட மாட்டார்.

அறிவியலின் முன்னேற்றமும் துல்லியமும் அவரை மகிழ்ச்சியடையவே செய்திருக்கும்.

(2018 மே 12 ஆம் தேதி நக்கீரனுக்காக நான் எழுதியது.)