దైవకణం కథ

అది అన్ని కణాలకూ ద్రవ్యరాశిని సంతరింపజేస్తుంది. దీని గురించి 1960ల్లోనే తెలిసినా 50 ఏళ్ల తర్వాత గానీ ఉనికి బయటపడలేదు. ప్రపంచంలోనే అతి పెద్ద, అతి సంక్లిష్ట యంత్రం సాయం తీసుకుంటే తప్ప అది సాధ్యం కాలేదు. ఎలక్ట్రాన్లు, క్వార్క్‌, ఫొటాన్లు లేదా న్యూట్రినోల వంటి ప్రాథమిక కణాల్లో ఒకటైన అదేంటో తెలుసా? హిగ్స్‌ బోసన్‌. దైవకణం, గాడ్‌ పార్టికల్‌గానూ పేరొందింది. దీన్ని గుర్తించిన భౌతిక శాస్త్రవేత్త పీటర్‌ హిగ్స్‌ గౌరవార్థం ఆ పేరు పెట్టారు. ఇటీవల ఆయన మరణంతో మరోసారి దైవకణం కథ ప్రస్తావనలోకి వచ్చింది.

విశ్వం రహస్యాలను తెలుసుకోవటానికి శాస్త్రవేత్తలు నిరంతరం ప్రయత్నిస్తూనే వస్తున్నారు. ప్రస్తుతానికి నమ్ముతున్న సిద్ధాంతం ప్రకారం మహా విస్ఫోటనం(బిగ్‌ బ్యాంగ్‌)తో విశ్వం ఆవిర్భవించింది. బిగ్‌ బ్యాంగ్‌ జరిగిన కొద్ది సెకండ్ల కాలంలో విశ్వమంతా ప్రాథమిక మూలకాలతో నిండిపోయింది. ఇవి రకరకాల ప్రాకృతిక బలాలను మోసుకెళ్లే రేణువుల సాయంతో ఒకదాంతో మరోటి ఢీకొంటూ ద్రవ్యరాశిని సృష్టించాయి. ఈ పాకృత్రిక బలాలన్నింటినీ మోసుకెళ్లేది బోసన్‌. బ్రిటన్‌కు చెందిన భౌతిక శాస్త్రవేత్త పీటర్‌ హిగ్స్‌ గుర్తించింది దీన్నే. అందుకే ఆయన పేరు మీద దీనికి హిగ్స్‌ బోసన్‌ అని పేరు పెట్టారు. హిగ్స్‌ సరే. మరి బోసన్‌ ఏంటి? అది మనదేశానికి చెందిన ప్రముఖ భౌతిక శాస్త్రవేత్త ఎస్‌.ఎన్‌. బోస్‌ గౌరవార్థం పెట్టిన పేరు. పదార్థానికి సంబంధించిన కొత్త స్థితిని గుర్తించింది ఆయనే. అదే బోస్‌-ఐన్‌స్టీన్‌ కండెన్‌సేట్స్‌గా పేరొందింది. ఈ స్థితిలో లక్షలాది అణువులన్నీ కలిసి ఒక పెద్ద అణువుగా మారతాయి. ఇదొక తరంగంలా ప్రవర్తిస్తుంది. ఈ నియమాన్ని అనుసరించే రేణువులన్నింటికీ కలిపి బోస్‌ గౌరవార్థం బోసన్స్‌ అని పేరు పెట్టారు. అందుకే బోస్‌ను ‘ఫాదర్‌ ఆఫ్‌ ద గాడ్‌ పార్టికల్‌’ అనీ వర్ణిస్తారు. అంటే హిగ్స్‌ బోసన్‌ కణాన్ని గుర్తించటానికి నిర్వహించిన ప్రయోగాలకు పునది వేసింది బోసే అన్నమాట. హిగ్స్‌ బోసన్‌ కణం అంతుచిక్కని ధోరణే శాస్త్రవేత్తలను ఆకట్టుకుంది.

స్టాండర్డ్‌ మోడల్‌కు అనుగుణంగా

పార్టికల్‌ ఫిజిక్స్‌లో స్టాండర్డ్‌ మోడల్‌కు చాలా ప్రాధాన్యముంది. ఇది ఎలక్ట్రాన్లు, ప్రోటాన్లతో పాటు విద్యుదయస్కాంత శక్తి, గురుత్వాకర్షణ లేదా అణు బలాల వంటి అన్నింటి ప్రమాణాలను నిర్వచిస్తుంది. హిగ్స్‌ బోసన్‌ కణం వీటన్నింటితోనూ సరిపోయింది. దీన్ని గుర్తించటానికి శాస్త్రవేత్తలు నాలుగు దశాబ్దాలుగా ప్రయత్నిస్తూనే వచ్చారు. ఎట్టకేలకు 2012లో స్వీడన్‌లోని సెర్న్‌లో నెలకొల్పిన లార్జ్‌ హ్యాడ్రన్‌ కొలైడర్‌ (ఎల్‌హెచ్‌సీ) యంత్రం ద్వారా గుర్తించారు. అప్పటికి అత్యంత శక్తిమంతమైన, అతి పెద్ద పార్టికల్‌ యాక్సిలరేటర్‌ యంత్రం ఇదే. అప్పట్లోనే 900 కోట్ల అమెరికా డాలర్లు ఖర్చయ్యింది. నెలకొల్పిన నాలుగేళ్లలోనే హిగ్స్‌ బోసన్‌ను గుర్తించింది. శాస్త్రరంగంలో ఎనలేని ఖ్యాతిని మూటగట్టుకుంది. హిగ్స్‌కూ విశిష్టమైన కీర్తిని తెచ్చిపెట్టింది. నోబెల్‌ బహుమతినీ అందించింది.

ద్రవ్యరాశి రహస్యం

ప్రాకృతిక ప్రాథమిక బలాలను మోసుకెళ్లే రేణువుల కుటుంబాన్ని బోసన్‌ అని పిలుచుకుంటారు. ఉదాహరణకు- విద్యుదయస్కాంత శక్తినే తీసుకుందాం. దీన్ని మోసుకెళ్లేది ఫొటోన్‌. అంటే ఇదొక బోసన్‌ అన్నమాట. పదార్థ రేణువులైన ఎలక్ట్రాన్‌ లేదా ప్రొటాన్లు ఫెర్మియోన్స్‌ రకం కిందికి వస్తాయి. హిగ్స్‌ బోసన్‌ గొప్పతనమేంటంటే- ప్రతీ ప్రాథమిక రేణువుకు ద్రవ్యరాశిని చేకూర్చటం. నిజానికి ద్రవ్యరాశి అనేది పదార్థం అంతర్గత అంశం కాదు. ఎలక్ట్రాన్లు, ప్రోటాన్ల వంటి పదార్థ రేణువులకు సొంతంగా ద్రవ్యరాశి ఉండదు. బోసన్‌ కణమే ద్రవ్యరాశిని కల్పిస్తుంది. స్టాండర్డ మోడల్‌ సిద్ధాంతం రూపుదిద్దుకుంటున్న సమయంలోనే రేణువులకు అంతర్గతంగా ద్రవ్యరాశి లేకపోతే ఈ సూత్రాలు పనిచేయమని శాస్త్రవేత్తలు గుర్తించారు. దీన్ని పరిష్కరించటానికే హిగ్స్‌, ఇతర శాస్త్రవేత్తలు దృష్టి సారించారు. బిగ్‌ బ్యాంగ్‌ సిద్ధాంతం గట్టిగా స్థిరపడిన 1964లోనే విడిగా కొత్త ప్రతిపాదనను తెరమీదికి తెచ్చారు. విద్యుత్‌ క్షేత్రం లేదా అయస్కాంత, గురుత్వ క్షేత్రాల్లో ద్రవ్యరాశి రహిత రేణువు ద్రవ్యరాశిని పొందుతుందనేది దీనిలోని కీలకాంశం. దీనికి సంబంధించిన గణిత సూత్రాన్ని హిగ్స్‌ ఒక్కరే ప్రతిపాదించారు. ఇది భౌతికంగా వాస్తవమైతే రేణువు పుట్టుకొస్తుందనేది ఆయన నమ్మకం. అదే హిగ్స్‌ బోసన్‌. హిగ్స్‌ క్షేత్రంలో చర్య జరిపే రేణువులు అవి తమ క్షేత్రాన్ని మారటం లేదా క్షేత్రం ప్రభావంతో అవి మారటం గానీ చేస్తాయి. ఈ క్రమంలోనే వాటికి ద్రవ్యరాశి చేకూరుతుంది. ఎంత ఎక్కువగా ఢీకొట్టే అంత ఎక్కువ ద్రవ్యరాశి లభిస్తుంది. ఈ క్షేత్రంలో వేర్వేరు రేణువులు వేర్వేరుగా చర్య జరుపుతాయి. కాబట్టే వేర్వేరు ద్రవ్యరాశులను పొందుతాయి. కాంతి రేణువైన ఫోటాన్‌ తన క్షేత్రంతో చర్య జరపదు. అందువల్ల దానికి ద్రవ్యరాశి ఉండదు. ఇలాంటి ద్రవ్యరాశి రహిత రేణువులు ఇంకా చాలానే ఉన్నాయి. కానీ ఎలక్రాన్లు, ప్రోటాన్ల వంటి రేణువులు ఢీకొంటాయి కాబట్టి ద్రవ్యరాశిని కలిగుంటాయి. హిగ్స్‌ బోసన్‌ తన క్షేత్రంతో ఢీకొంటుంది. అందువల్ల ద్రవ్యరాశిని పొందుతుంది. ప్రకృతి ప్రవర్తన తీరును అర్థం చేసుకోవటానికి హిగ్స్‌ క్షేత్రం, హిగ్స్‌ పార్టికల్‌ ప్రాథమిక భావనలుగా ఉపయోగపడుతున్నాయి.

పేరుతోనే ఆసక్తి

హిగ్స్‌ బోసన్‌ కణం మీద సామాన్యులకు ఆసక్తి పెరగటానికి కారణం దీన్ని దైవ కణమని అభివర్ణించటమే. నోబెల్‌ బహుమతి గ్రహీత, భౌతిక శాస్త్రవేత్త లియాన్‌ లెడర్‌మ్యాన్‌ తొలిసారిగా దైవ కణమని నామకరణం చేశారు. హిగ్స్‌ బోసన్‌ అన్వేషణలో భాగంగా ఆయన 1990లో రాసిన ఒక పుస్తకానికి గాడ్‌ పార్టికల్‌ అని పేరు పెట్టారు. నిజానికి హిగ్స్‌ బోసన్‌కు అంతు చిక్కని గుణం ఉండటం వల్ల దానికి ప్రతీకాత్మకంగా ఆయన పుస్తకానికి ‘ద గాడమ్న్‌ పార్టికల్‌’ అని పేరు పెట్టారు. అయితే ప్రచురణకర్తలు గాడ్‌ పార్టికల్‌ పేరు పెట్టాలని భీష్మించారు. చివరికి దాన్నే ఖాయం చేశారు. ఇది మత పరమైన భావనలను స్ఫురిస్తుందని కొందరు శాస్త్రవేత్తలు వ్యతిరేకించారు కూడా.