ആദ്യത്തെ വിഭാഗമാണ് ഗുരുത്വാകർഷണശക്തി. ഇതൊരു സാർവ്വലൗകികശക്തിയാണ്. അതായത് ഓരോ അണുവിനും അതിന്റെ പിണ്ഡം അഥവാ ഊർജ്ജത്തിന്റെ തോതനുസരിച്ച് ഗുരുത്വാകർഷണശക്തി അനുഭവപ്പെടുന്നു. നാലു ശക്തികളിൽ ഏറ്റവും ബലം കുറഞ്ഞത്, അതും വലിയ വ്യത്യാസത്തിൽ, ഗുരുത്വാകർഷണശക്തിയാണ്. അത്രയും ബലഹീനമായ അതിനെ നാം ശ്രദ്ധിക്കുന്നത് അതിന്റെ രണ്ടു സവിശേഷതകൾകൊണ്ടാണ്ഃ അതിന്റെ പ്രഭാവം അതിവിദൂരതയിലേക്ക് നീളുന്നു എന്നതും അത് എല്ലായ്പ്പോഴും ആകർഷണശക്തിയാണ് എന്നതും. ഇതിനർത്ഥം, സൂര്യനും ഭൂമിയും പോലുളള വലിയ ഗോളങ്ങളിലെ ഓരോ ചെറിയ കണികകൾ തമ്മിലുളള ബലഹീനമായ ഗുരുതാകർഷണശക്തികൾ കൂടിച്ചേർന്ന് ബലവത്തായ ഒരു ശക്തിയായി തീരാമെന്നതാണ്. മറ്റ് മൂന്ന് ശക്തികൾ, ഒന്നുകിൽ ചെറിയ ദൂരം വ്യാപ്തിയുളളതോ അല്ലെങ്കിൽ ചിലപ്പോൾ ആകർഷണവും മറ്റ് ചിലപ്പോൾ വികർഷണവുമാവുന്നതോ ആണ്. അതിനാൽ അവ പരസ്പരം ഇല്ലാതാവാനുളള സാധ്യതയുണ്ട്. ഊർജ്ജകണബലതന്ത്രത്തിന്റെ രീതിയിൽ ഗുരുത്വാകർഷണശക്തിയെ കാണുകയാണെങ്കിൽ, രണ്ടു ദ്രവ്യ കണികകൾ തമ്മിലുളള ബലം 2 ചക്രണമുളള ഗ്രാവിറ്റോൺ എന്ന കണിക വഹിക്കുന്നതായാണ് വിഭാവനം ചെയ്യുന്നത്. ഇതിന് അതിന്റേതായ പിണ്ഡമില്ല എന്നതിനാൽ അതിന്റെ ശക്തിക്ക് വിദൂരമായ വ്യാപ്തിയുണ്ട്. സൂര്യനും ഭൂമിയും തമ്മിലുളള ഗുരുത്വാകർഷണശക്തി ഈ രണ്ട് ഗോളങ്ങളിലടങ്ങിയ കണികകളെല്ലാം തമ്മിൽ ഗ്രാവിറ്റോണുകൾ കൈമാറുന്നതുമൂലമാണെന്നാണ് കരുതപ്പെടുന്നത്. കൈമാറ്റപ്പെടുന്ന കണികകൾ മായികമാണെങ്കിൽ അവ ഗണ്യമായ പ്രഭാവം സൃഷ്ടിക്കുന്നുണ്ട്. അവ ഭൂമിയെ സൂര്യനു ചുറ്റും കറക്കുന്നു! യഥാർത്ഥ ഗ്രാവിറ്റോൺ എന്നത് ക്ലാസിക്കൽ ഭൗതിമശാസ്ത്രജ്ഞൻമാർ പറയുന്ന പോലെ ഗുരുത്വാകർഷണതരംഗങ്ങളാണ്. എന്നാൽ അവ വളരെ ദുർബ്ബലനും കണ്ടുപിടിക്കാൻ അതിദുഷ്കരവുമായതിനാൽ ഇതുവരെ കണ്ടെത്താൻ സാധിച്ചിട്ടില്ല.
അടുത്ത വിഭാഗമാണ് വൈദ്യുതകാന്തശക്തി. ഇത് ഇലക്ട്രോണുകളും കാർക്കുകളും പോലുളള വൈദ്യുതചാർജ്ജുളള കണികകളുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നു. എന്നാൽ, ഗ്രാവിറ്റോൺ പോലുളള ചാർജില്ലാത്തവയുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നുമില്ല. ഇത് ഗുരുത്വാകർഷണശക്തിയേക്കാൾ വളരെയധികം ശക്തി കൂടിയതാണ്ഃ രണ്ട് ഇലക്ട്രോണുകൾ തമ്മിലുളള വൈദ്യുതകാന്തശക്തി, ഗുരുത്വാകർഷണശക്തിയേക്കാൾ കോടി കോടി കോടി കോടി (ഒന്നിനുശേഷം 42 പൂജ്യം) മടങ്ങ് ശക്തികൂടിയതാണ്. പക്ഷെ വൈദ്യുത ചാർജ്ജ് രണ്ടു തരമുണ്ട്, ധനവും ഋണവും. രണ്ട് ധനചാർജ്ജുകൾ തമ്മിലുളള ശക്തി വികർഷണമാണ്. രണ്ടു ഋണ ചാർജ്ജുകൾ തമ്മിലുളള ശക്തിയും അതുപോലെതന്നെ. പക്ഷെ ഒരു ധനചാർജ്ജും ഋണചാർജ്ജും തമ്മിലുളള ശക്തി ആകർഷണമാണ്. ഭൂമിയെപ്പോലെയോ സൂര്യനെപ്പോലെയോ ഉളള ഒരു വലിയ വസ്തുവിൽ ഏതാണ്ട് തുല്യ എണ്ണം ധന ഋണ ചാർജ്ജുകൾ ഉണ്ടായിരിക്കും. അങ്ങനെ ഓരോരോ കണികയുടേയും ധന ഋണ ചാർജ്ജുകൾ മിക്കവാറും പരസ്പരം ഇല്ലാതാവുന്നതിനാൽ വളരെ ചെറിയ മിച്ചവൈദ്യുതകാന്തശക്തിയെ ഉണ്ടാവുകയുളളൂ. എങ്കിലും, അണുക്കളുടേയും തന്മാത്രകളുടേയും പോലെ സൂക്ഷ്മ തലത്തിൽ വൈദ്യുതകാന്തശക്തി അധീശത്വം പുലർത്തുന്നു. ഋണചാർജ്ജുളള ഇലക്ട്രോണുകളും ധന ചാർജ്ജുളള പ്രോട്ടോണും തമ്മിലുളള വൈദ്യുതകാന്ത ആകർഷണ ശക്തി, ഗുരുത്വാകർഷണ ശക്തി ഭൂമിയെ സൂര്യനു ചുറ്റും ഭ്രമണം ചെയ്യിക്കുന്നതുപോലെ, ഇലക്ട്രോണുകളെ അണുകേന്ദ്രത്തിനു ചുറ്റും കറക്കുന്നു. ഈ വൈദ്യുതകാന്ത ആകർഷണം ഫോട്ടോൺ എന്നു വിളിക്കുന്ന പിണ്ഡരഹിതമായ 1 ചക്രണമുളള നിരവധി മായിക കണികകളുടെ കൈമാറ്റം മൂലമാണെന്നാണ് വിഭാവനം ചെയ്യപ്പെടുന്നത്. വീണ്ടും, കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്ന ഫോട്ടോണുകൾ മായിക കണികകൾ മാത്രമാണ്. എന്നാൽ, ഒരു ഇലക്ട്രോൺ അതിനനുവദിക്കപ്പെട്ട ഭ്രമണപഥത്തിൽ നിന്നും അണുകേന്ദ്രത്തിന് കൂടുതൽ അടുത്തുളള മറ്റൊരു പഥത്തിലേക്ക് മാറുമ്പോൾ ഊർജ്ജവും, അങ്ങനെ ഒരു യഥാർത്ഥ ഫോട്ടോണും പുറത്തുവിടപ്പെടുന്നു. ഇത് ശരിയായ തരംഗദൈർഘ്യത്തിലാണെങ്കിൽ മനുഷ്യ നേത്രങ്ങൾ കൊണ്ടുതന്നെ കാണാവുന്ന പ്രകാശമായി നിരീക്ഷിക്കാവുന്നതാണ്, അതല്ലെങ്കിൽ ഫോട്ടോഗ്രാഫിക് ഫിലിം പോലുളള ഫോട്ടോൺ ഡിറ്റക്ടർ ഉപയോഗിച്ച് കാണാവുന്നതാണ്. അതേപോലെതന്നെ ഒരു യഥാർത്ഥ ഫോട്ടോൺ ഒരു അണുവുമായി കൂട്ടിമുട്ടുകയാണെങ്കിൽ അത് ഒരു ഇലക്ട്രോണിനെ അതിന്റെ ഭ്രമണപഥത്തിൽനിന്നും അണുകേന്ദ്രത്തിൽ നിന്ന് കൂടുതൽ അകലെയുളള ഭ്രമണപഥത്തിലേക്ക് മാറ്റുന്നു. ഇത് ഫോട്ടോണിന്റെ ഊർജ്ജം ഉപയോഗിച്ച് തീർക്കുന്നു. അതിനാൽ അത് ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു.
മൂന്നാമത്തെ വിഭാഗത്തിലുളളതിനെ ദുർബ്ബല അണുശക്തി (weak nuclear force) എന്നു വിളിക്കുന്നു. റേഡിയോ ആക്ടീവതക്ക് കാരണമായ ഇത്, 1&2 ചക്രണമുളള എല്ലാ ദ്രവ്യ കണികകളിലും പ്രവർത്തിക്കുകയും 0,1,2 ചക്രണങ്ങളുളള ഫോട്ടോൺ, ഗ്രാവിറ്റോൺ പോലുളള കണികകളിൽ പ്രവർത്തിക്കാതിരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. 1967ൽ ലണ്ടനിലെ ഇംപീരിയൽ കോളേജിലെ അബ്ദുസലാമും ഹാർവാഡിലെ സ്റ്റീവൻ വീൻബർഗ്ഗും, അതിന് നൂറുകൊല്ലം മുമ്പ് മാക്സ്വെൽ വൈദ്യുതിയേയും കാന്തശക്തിയേയും ഏകോപിച്ച പോലെ, ഈ പ്രതിപ്രവർത്തനം വൈദ്യുതകാന്ത ശക്തിയുമായി ഏകോപിച്ചു കൊണ്ടുളള സിദ്ധാന്തങ്ങൾ മുന്നോട്ട് വെക്കുന്നതുവരെ ദുർബ്ബല അണുശക്തിയെപ്പറ്റി ശരിയായി മനസ്സിലാക്കപ്പെട്ടിരുന്നില്ല. ഫോട്ടോണിനു പുറമേ ദുർബ്ബല അണുശക്തി വഹിക്കുന്ന മാസിവ് വെക്ടർ ബോസണുകൾ എന്നു കൂട്ടത്തോടെ വിളിക്കുന്ന മറ്റ് മൂന്ന് 1 ചക്രണങ്ങളുളള കണികകളുണ്ടെന്നു അവർ നിർദ്ദേശിച്ചു. ഇവയെ ഡബ്ലിയു+, ഡബ്ലിയു-, സെഡ്0 എന്നിങ്ങനെ വിളിക്കുന്നു. ഇവക്കോരോന്നിനും ഏകദേശം 100GEV (ജീവ് എന്നത് ഗിഗാ ഇലക്ട്രോൺ വോൾട്ട് അഥവാ നൂറ് കോടി ഇലക്ട്രോൺ വോൾട്ട്) പിണ്ഡമുണ്ട്. വിൻബർഗ്ഗ്-സലാം സിദ്ധാന്തം സ്വതസ്ഫൂർത്ത സമമിതിഭഞ്ഞ്ജനം എന്നൊരു സ്വഭാവവിശേഷം പുറത്തുകൊണ്ടു വന്നു. ഇതിനർത്ഥം, താഴ്ന്ന ഊർജ്ജത്തിൽ തീർത്തും വ്യത്യസ്തമായ പല കണികകളായി തോന്നുന്നവയെല്ലാം വാസ്തവത്തിൽ ഒരേ കണികയുടെ വ്യത്യസ്ത അവസ്ഥ മാത്രമാണെന്നാണ്. ഉയർന്ന ഊർജ്ജത്തിൽ ഇവയെല്ലാം ഒരേ സ്വഭാവമാണ് പ്രകടിപ്പിക്കുന്നത്. ഇത് ഏതാണ്ട് ഒരു റൂലറ്റ് ചക്രത്തിലെ പന്ത് പോലെയാണ്. ഉയർന്ന ഊർജ്ജത്തിൽ (ചക്രം അതിവേഗം കറക്കുമ്പോൾ) പന്തിന്റെ പ്രവൃത്തി മുഖ്യമായും ഒന്ന് മാത്രമാണ്- അത് ചുറ്റും കറങ്ങിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നു. പക്ഷെ ചക്രം സാവധാനത്തിലാവുമ്പോൾ പന്തിന്റെ ഊർജ്ജം കുറയുകയും, ഒടുവിൽ, അത് ചക്രത്തിലെ മുപ്പത്തിയേഴ് കുഴികളിലൊന്നിൽ വീഴുകയും ചെയ്യുന്നു. മറ്റൊരു വിധത്തിൽ പറഞ്ഞാൽ, താഴ്ന്ന ഊർജ്ജത്തിൽ പന്തിന് മുപ്പത്തിയേഴ് വ്യത്യസ്ത അവസ്ഥയിൽ സ്ഥിതിചെയ്യാനാവും. ഇനി എന്തെങ്കിലും കാരണവശാൽ നമുക്ക് താഴ്ന്ന ഊർജ്ജനിലയിൽ മാത്രമേ പന്ത് വീക്ഷിക്കാനാവുന്നുളളുവെങ്കിൽ നാം മുപ്പത്തിയേഴ് വ്യത്യസ്ത തരത്തിലുളള പന്തുകളുണ്ടെന്ന് കരുതിയെന്നും വരും.
വീൻബർഗ്ഗ്- സലാം സിദ്ധാന്തത്തിൽ 100 ജീവ്യേക്കാൾ വളരെ ഉയർന്ന ഊർജ്ജനിലയിൽ ഈ പുതിയ മൂന്നു കണികകളും ഫോട്ടോണും ഒരേ സ്വഭാവം പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു. പക്ഷെ, മിക്ക സാധാരണ അവസ്ഥകളിലുമുളള താഴ്ന്ന ഊർജ്ജത്തിൽ ഈ സമമിതി ഭഞ്ഞ്ജിക്കപ്പെടും. ഡബ്ലിയു+, ഡബ്ലിയു, സെഡ്0 എന്നിവ പിണ്ഡം ആർജ്ജിക്കുകയും അവ വഹിക്കുന്ന ബലത്തിന്റെ പരിധി വളരെ ചുരുങ്ങുകയും ചെയ്യും. സലാമും വിൻബർഗ്ഗും അവരുടെ ഈ സിദ്ധാന്തം മുന്നോട്ട് വെച്ചപ്പോൾ ആരും അത് വിശ്വസിച്ചില്ല. കണികാത്വരണിയന്ത്രങ്ങൾക്കു ഡബ്ലിയു+, ഡബ്ലിയു, സെഡ്0 എന്നിവ സൃഷ്ടിക്കുവാൻ വേണ്ട 100 ജീവ്ക്ക് മുകളിലുളള ഊർജ്ജം ഉല്പാദിപ്പിക്കുവാനുളള ശക്തിയുണ്ടായിരുന്നതുമില്ല. എന്നിരുന്നാലും, അടുത്ത പത്ത് വർഷക്കാലത്തിനിടയ്ക്കുളള പരീക്ഷണ ഫലങ്ങൾ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ താഴ്ന്ന ഊർജ്ജ നിലയെ സംബന്ധിച്ച മറ്റു പ്രവചനങ്ങളുമായി വളരെയധികം ഒത്തുവന്നതിനാൽ 1979 ൽ സലാമിനും വിൻബർഗ്ഗിനും, ഒപ്പം വൈവദ്യുതകാന്തശക്തിയും ദുർബ്ബല അണുശക്തിയും കൂടി ഏകോപിച്ച് സദൃശമായ സിദ്ധാന്തം നിർദ്ദേശിച്ച ഹാർവാർഡിലെത്തന്നെയുളള ഷെൽഡൺ ഗ്ലാഷോവിനും ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിനുളള നോബൽ സമ്മാനം ലഭിച്ചു. 1983ൽ CERN (European Centre for Nuclear Research) ൽ ഫോട്ടോണിന്റെ മൂന്ന് പിണ്ഡാകാരമായ പങ്കാളികളെ, അവയുടെ പ്രവചിക്കപ്പെട്ട കൃത്യമായ പിണ്ഡവും മറ്റ് സവിശേഷതകളുമടക്കം കണ്ടുപിടിച്ചത് നോബൽ സമിതിയെ ഒരു അബദ്ധത്തിന്റെ നാണക്കേടിൽ നിന്ന് രക്ഷപ്പെടുത്തി. ഈ കണ്ടുപിടുത്തം നടത്തിയ അനേകശതം ശാസ്ത്രജ്ഞ്ഞരുടെ സംഘത്തെ നയിച്ച കാർലോ റുബ്ബിയയ്ക്കും ഇതിനുപയോഗിച്ച പ്രതിദ്രവ്യ സംഭരണ സംവിധാനം വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത സൈമൺ വാൻ ഡെർമീർ എന്ന സെർനിലെത്തന്നെയുളള എഞ്ചിനീയർക്കും 1984ൽ നോബൽ സമ്മാനം ലഭിച്ചു. (ഇക്കാലത്ത്, നാം മുമ്പേ തന്നെ ഏറ്റവും മുൻപന്തിയിലല്ലെങ്കിൽ പരീക്ഷണാത്മക ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൽ ശ്രദ്ധേയമായ ഒരു വ്യക്തിമുദ്ര പതിപ്പിക്കുക വളരെ ദുഷ്ക്കരമാണ്).
നാലാമത്തെ വിഭാഗമാണ് ബലിഷ്ഠ അണുശക്തി. ഇത് പ്രോട്ടോണിലേയും ന്യൂട്രോണിലേയും കാർക്കുകളേയും ബന്ധിപ്പിച്ചു നിർത്തുന്നു. പുറമെ, അണുകേന്ദ്രത്തിലെ പ്രോട്ടോണുകളേയും ന്യൂട്രോണുകളേയും ബന്ധിപ്പിച്ചു നിർത്തുന്നു. ഗ്ലൂവോൺ എന്ന് പറയുന്ന 1 ചക്രണമുളള മറ്റൊരു കണികയാണ് ഈ ശക്തി വഹിക്കുന്നത് എന്നാണ് കരുതപ്പെടുന്നത്. ഇത് സ്വയവും മറ്റു കാർക്കുകളുമായും മാത്രമേ പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുകയുളളൂ. ബലിഷ്ഠ അണുശക്തിക്ക് വിചിത്രമായ ബന്ധനാവസ്ഥ എന്നൊരു സ്വഭാവ വിശേഷമുണ്ട്. ഇത് എല്ലായ്പ്പോഴും കണികകളെ ഒരു വർണ്ണരഹിത സംയോഗമായി ബന്ധിപ്പിച്ചു നിർത്തുന്നു. ഒരു കാർക്കിനെ ഒറ്റക്കായി ഒരിക്കലും കാണുകയില്ല. കാരണം, അതിനൊരു നിറമുണ്ട് (ചുവപ്പ്, പച്ച, അല്ലെങ്കിൽ നീല). പകരം ഒരു ചുവപ്പ് കാർക്ക് പച്ചയും നീലയും കാർക്കുകളുമായി ഗ്ലൂവോണിന്റെ ഒരു ചരട് കൊണ്ട് ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കും.
(ചുവപ്പ് + പച്ച + നീല = വെളള) ഇത്തരം ഒരു മുക്കൂട്ടടങ്ങിയതാണ് ഒരു പ്രോട്ടോൺ അല്ലെങ്കിൽ ഒരു ന്യൂട്രോൺ. മറ്റൊരു സാധ്യത ഒരു കാർക്കും പ്രതികാർക്കും ചേർന്ന ഒരു ജോഡിയാണ്. (ചുവപ്പ് + പ്രതിചുവപ്പ്, പച്ച +പ്രതി പച്ച, നീല + പ്രതിനീല = വെളള) ഇത്തരം കൂട്ടുകളെയാണ് മെസോൺ എന്നുപറയുന്നത്. ഇവ അസ്ഥിരങ്ങളാണ്, കാരണം, കാർക്കും പ്രതികാർക്കും പരസ്പരം റദ്ദായി ഇലക്ട്രോണുകളും മറ്റു കണികകളുമാവുന്നു. അതുപോലെത്തന്നെ ബന്ധനാവസ്ഥ ഗ്ലൂവോണിനെ ഒറ്റക്ക് കിട്ടാനും തടസ്സമാവുന്നു. കാരണം ഗ്ലൂവോണിനും നിറമുണ്ട്. പകരം നിറമെല്ലാം ചേർന്ന് വെളളയാവുന്ന വിധത്തിലുളള ഗ്ലൂവോണുകളുടെ ഒരു ശേഖരം മാത്രമേ ലഭിക്കുകയുളളൂ. അത്തരമൊരു ശേഖരമാണ് ഗ്ലൂബോൾ എന്ന അസ്ഥിരകണികയാവുന്നത്.
ബന്ധനാവസ്ഥ എന്ന സ്വഭാവവിശേഷം ഒറ്റപ്പെട്ട കാർക്കിനേയോ ഗ്ലൂവോണിനേയോ കാണാൻ തടസ്സമാകുന്നു എന്ന വസ്തുത കാർക്ക് ഗ്ലൂവോൺ കണികകൾ എന്ന ആശയം തന്നെ വെറും താത്വികം മാത്രമാണെന്ന് തോന്നിപ്പിച്ചേക്കാം. എന്നാൽ, ബലിഷ്ഠ അണുശക്തിക്ക് കാർക്ക്, ഗ്ലൂവോൺ കണികകൾ എന്ന ആശയം കൃത്യമാണെന്ന് സ്ഥാപിക്കുന്ന അസിംപ്ടോടിക് സ്വാതന്ത്ര്യം എന്ന മറ്റൊരു സവിശേഷതയുണ്ട്. സാധാരണ ഊർജ്ജത്തിൽ ബലിഷ്ഠ അണുശക്തി തികച്ചും ശക്തം തന്നെയാണ്. അതു കാർക്കുകളെ മുറുകെ ബന്ധിപ്പിച്ചു നിർത്തുന്നു. എന്നാൽ വലിയ കണികാത്വരണയന്ത്രങ്ങളുപയോഗിച്ചുളള പരീക്ഷണങ്ങൾ ഉയർന്ന ഊർജ്ജത്തിൽ ബലിഷ്ഠ ശക്തി വളരെ ദുർബ്ബലമാവുമെന്നും കാർക്കുകളും ഗ്ലൂവോണുകളും ഏതാണ്ട് സ്വതന്ത്ര കണികകളെപ്പോലെ പെരുമാറുമെന്നും സൂചിപ്പിക്കുന്നു. ചിത്രം 5.2 ൽ ഉയർന്ന ഊർജ്ജത്തിലുളള പ്രോട്ടോണും പ്രതിപ്രോട്ടോണും തമ്മിലുളള സംഘർഷണത്തിന്റെ ഫോട്ടോ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. മിക്കവാറും സ്വതന്ത്രമായ നിരവധി കാർക്കുകൾ ഉണ്ടാവുകയും അവ പ്രധാരകൾ പോലുളള പാതകൾ സൃഷ്ടിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
Generated from archived content: samayam13.html Author: stephen_hoking
Click this button or press Ctrl+G to toggle between Malayalam and English