હિગ્સ-બોઝોન વિશે ડૉ. પંકજ જોશીની મુલાકાત – માધવી મહેતા

[ બ્રહ્માંડની ગતિવિધિઓ અને વિજ્ઞાનજગતનો પરિચય કરાવનારા ‘ડૉ. પંકજ જોશી’ના નામથી વાચકો પરિચિત છે. તેઓ વિશ્વકક્ષાના વૈજ્ઞાનિક છે. આઈન્સ્ટાઈનના ગુરુત્વાકર્ષણના સિદ્ધાંત ઉપર પી.એચ.ડી. પ્રાપ્ત કરી છે. હાલ તેઓ મુંબઈની ટાટા ઈન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ફન્ડામેન્ટલ રિસર્ચમાં પ્રોફેસર તરીકે સંશોધનકાર્ય કરી રહ્યા છે. તારાઓના ગુરુત્વીય ભંગાણ અને વિલય વિશેની એમની ફાયરબોલ થિયરીની આંતરરાષ્ટ્રીય ધોરણે નોંધ લેવાઈ છે. ‘ગોર્ડ પાર્ટિકલ’ શું છે ? એના અસ્તિત્વનો પુરાવો મળી ગયો છે ? આ ક્યો કણ છે જેની શોધના આશ્ચર્યની ચારેકોર ચર્ચા ચાલી રહી છે ? હિગ્સ-બોઝોન જ ગોડ-પાર્ટિકલ છે ? સર્ન-યુરોપિયન ઓર્ગેનાઈઝેશન ફોર ન્યુક્લિયર રિસર્ચના મહત્વાકાંક્ષી મહાપ્રયોગની મહત્વની શોધ વિશે ખગોળવિજ્ઞાની ડૉ. પંકજ જોશીની પ્રસ્તુત છે વિશેષ મુલાકાત – ‘નવનીત સમર્પણ’ ઓગસ્ટ-2012માંથી સાભાર.]

માધવી : હિગ્સ-બોઝોન અથવા એના જેવા કણની શોધને વિશ્વના વૈજ્ઞાનિકોએ સમર્થન આપ્યું છે. આ કણને શા માટે ‘ગોડ પાર્ટિકલ’ કહેવાય છે ?

પંકજભાઈ : ‘ગોર્ડ પાર્ટિકલ’ નામ કંઈક ગેરમાર્ગે દોરનારું છે. આ શોધ ઈશ્વરના અસ્તિત્વનો પુરાવો કે એવું કશું નથી. પરંતુ હા, પાર્ટિકલ ફિઝિક્સના સંશોધનમાં અતિ મહત્વના કણની શોધ થઈ છે. અણુમાં જે ઈલેક્ટ્રોન, પ્રોટોન વગેરે કણો છે તેને ફર્મીઓન કહેવાય છે જે વજન ધરાવતા કણો છે. પાર્ટિકલ ફિઝિક્સમાં બીજા એવા કણો છે જે તેની વચ્ચેનાં બળોનું પરિવહન કરે છે. આ કણોને બોઝોન કહેવાય છે. આ કણો પદાર્થ કણને વજન આપે છે. પીટર હિગ્સ નામના બ્રિટિશ ભૌતિકશાસ્ત્રીએ 1964માં આવા પદાર્થ કણ અને તેના ઊર્જા ક્ષેત્રના અસ્તિત્વની થિયરી મૂકી હતી. પરંતુ જે કણ કે ક્ષેત્રની શોધ કરી રહ્યા હતા તે અત્યાર સુધી મળતો નહોતો. સર્નના લાર્જ હેડ્રોન કોલાઈડરના પ્રયોગ દ્વારા મહત્વના પાર્ટિકલનું અસ્તિત્વ મળ્યું છે. આ શોધ પાર્ટિકલ ફિઝિક્સના વિજ્ઞાનના પાયાનો ભાગ છે.

આપણે થોડું કોસ્મોલોજી સમજવું પડશે. 14 અબજ વર્ષ પહેલાં જ્યારે બ્રહ્માંડની ઉત્પત્તિ થઈ ત્યારે તે પ્રકાશમય હતું. તેમાં દ્રવ્ય હતું જ નહિ. આ પ્રકાશ એકદમ ઊંચા ઉષ્ણતામાને અગ્નિરૂપે હતો. તે અગ્નિ જ્યારે થોડો ઠંડો પડ્યો ત્યારે એમાં થોડા કણોની રચના થઈ. તે કણોને બિલકુલ વજન નહોતું. આજે આપણે જે વિશ્વ જોઈએ છીએ તેમાં તો ઘણા કણો ઈલેક્ટ્રોન, પ્રોટોન અને બીજાં તત્વો છે. પાર્ટિકલ ફિઝિક્સની થિયરી સમમિતિ (symmetry)ની થિયરી છે. તે થિયરી પ્રમાણે બધા જ કણોનું વજન એક સરખું હોવું જોઈએ. પણ વાસ્તવમાં બધા કણોને જુદા ગુણધર્મો અને વજન હોય છે. જેમ કે પ્રોટોન ઈલેકટ્રોન કરતાં ભારે છે. હિગ્સ બોઝોન કણ આ સમમિતિને તોડે છે અને કણોને વજન આપે છે. પાર્ટિકલ ફિઝિક્સનો આ મૂળભૂત કણ હોઈ લીઓન લેડેર્મેન નામના વૈજ્ઞાનિકે તેને ‘ગોડ પાર્ટિકલ’ કહ્યો. આ નામ લોકોમાં જલદી પ્રચલિત થયું અને જિજ્ઞાસા ઉત્પન્ન કરી. અચ્છા, આ કણ એકદમ જ મળી ગયો છે તેમ ન કહી શકાય. પરંતુ તે કે એના જેવો જ મળ્યો છે તે કહી શકાય. હજુ વૈજ્ઞાનિક જગતમાંથી તો તેના અસ્તિત્વના પુરાવા પર પ્રશ્નો ઊઠશે જ. પરંતુ એક નવા વિજ્ઞાનની શરૂઆત ચોક્કસ થઈ છે.

પ્રશ્ન : આ શોધને આપણે ઈતિહાસની કોઈ મહાન વૈજ્ઞાનિક શોધ સાથે સરખાવી શકીએ ખરા ? જેમ કે આઈન્સ્ટાઈનનો સાપેક્ષવાદ ?

ઉત્તર : એવું કહેતાં પહેલાં હું થોડી રાહ જોવાનું પસંદ કરીશ. કારણ કે સાપેક્ષવાદ ભૌતિકશાસ્ત્રની ખૂબ જ પાયાની શોધ છે. એનું હું કારણ આપતા કહીશ કે – સર્નના લાર્જ હેડ્રોન કોલાઈડરના પ્રયોગમાં પ્રોટોનના કણો (ઘન વીજભાર કણ)ની અથડામણોમાં જે નવો કણ મળ્યો છે તે હિગ્સ અથવા હિગ્સ જેવો છે તે સાચું છે. પરંતુ તેમાં આપણે હજુ ઘણું બધું સંશોધન કરવાનું બાકી છે. ખરેખર એ હિગ્સ છે ? અને જો એ હિગ્સ હોય તો આપણને સ્ટાન્ડર્ડ મોડેલની એક ખૂટતી કડી મળશે. જે અત્યાર સુધી આપણને નહોતી મળી. તેની સરખામણી માટે થોડી રાહ જોવી પડશે.

પ્રશ્ન : પંકજભાઈ, ઘણા વાચકોનો કદાચ શાળા પછી ભૌતિકશાસ્ત્ર સાથે સંબંધ ઓછો થઈ ગયો હોઈ શકે. પરંતુ આ વિષયને સમજવા તમે થોડા મૂળ સિદ્ધાંતો જેમ કે અણુ અને પાર્ટિકલ ફિઝિક્સ પર પ્રકાશ પાડી શકો ?

ઉત્તર : જરૂર. અણુ એ પરમાણુનો બનેલો છે. બધાં તત્વો પરમાણુનાં બનેલાં છે. જેમ કે ગોલ્ડ, કોપર વગેરે. સમજવા માટે આપણે સાદો દાખલો પાણીનો લઈશું. H2O એટલે કે પાણી. બે હાઈડ્રોજન અને એક ઑક્સિજનના ત્રણ પરમાણુ ભેગા થાય ત્યારે પાણીનો એક અણુ બને. એટલે પાણીનો અણુ બન્યો છે ત્રણ પરમાણુનો. પરમાણુઓ પોતે જ પાર્ટિકલ્સના બનેલ છે. તેને ફંડામેન્ટલ પાર્ટિકલ્સ કહેવાય.

પ્રશ્ન : અણુની શોધ ક્યારે થઈ ? અને તેની શોધના ઉત્ક્રાંતિના તબક્કાઓ ક્યા ?

ઉત્તર : ઓગણીસમી સદીની શરૂઆતમાં કણવાદ અસ્તિત્વમાં આવ્યો. દ્રવ્ય ખરેખર શેનું બનેલું છે તે વિષયે વિજ્ઞાનીઓએ શોધ શરૂ કરી. વીસમી સદીની શરૂઆતમાં જે.જે. થોમ્પસન જેવા વૈજ્ઞાનિકોએ અણુ અને પરમાણુનું વિજ્ઞાન શરૂ કર્યું. પછી તેના નિયમો વડે 1920થી 30ની વચ્ચે ક્વોન્ટમ થિયરી શોધી. ક્વોન્ટમ થિયરી દ્વારા અણુ-પરમાણુના વિજ્ઞાન વિષે સંશોધન કર્યું. 1940 પછી એટલે કે છેલ્લાં પચાસ વર્ષથી પાર્ટિકલ ફિઝિક્સનું અસ્તિત્વ છે.

પ્રશ્ન : સર્નના લાર્જ હેડ્રોન કોલાઈડરના પ્રયોગ વિશે થોડું કહેશો ?

ઉત્તર : ફ્રાંસ અને સ્વિટ્ઝરલેન્ડની સીમા ઉપરમાં લાર્જ હેડ્રોન કોલાઈડર નામનું એક્સિલરેટર, 27 કિલોમીટરનું બોગદું જમીનમાં 70 મીટર ઊંડું બનાવવામાં આવ્યું છે. તેમાં ચુંબકો ગોઠવવામાં આવ્યાં છે. જ્યારે આ ટનલમાં પ્રોટોનના કણોની ભયંકર વેગ સાથે અથડામણ કરવામાં આવે છે ત્યારે તેમાંથી અનેક કણો છૂટા પડે છે. એમાંથી પ્રકાશના કણો પણ છૂટા પડે છે. હિગ્સ જે છે તે બહુ જ ઊંચી અથડામણ પર જોવા મળે છે. આ કશું નરી આંખે નથી દેખાતું, આ બધું કોમ્પ્યુટરમાં રેકોર્ડ થાય છે. તે માહિતીના પૃથક્કરણમાં એવું તારણ નીકળ્યું છે કે આ બોઝોન હોવો જોઈએ. આ પૃથ્વી પર થયેલો મહાપ્રયોગ છે.

પ્રશ્ન : બ્રહ્માંડની ઉત્પત્તિ માટે વૈજ્ઞાનિકોમાં બે થિયરી પ્રવર્તે છે. બીગબેંગ અને સ્ટેડીસ્ટેટ. હિગ્સ કણની શોધ કઈ થિયરીને ટેકો આપે છે ?

ઉત્તર : હજી એમ કહેવા માટે વહેલું છે. આપણે થોડી રાહ જોવી પડશે. બીગબેંગ થિયરીને આ કણની શોધથી ઘણો મોટો ટેકો મળ્યો છે. આ કણ અત્યાર સુધી મળતો જ નહોતો. અને એ ન મળે તો આખી થિયરી અને પાર્ટિકલ ફિઝિક્સનું સ્ટાન્ડર્ડ મોડેલ આગળ કેવી રીતે ચાલે ? અત્યાર સુધી ફ્કત એક ધારણા પર આખી ચાલતી હતી કે આવો એક કણ હોવો જોઈએ. પરંતુ આ કણની શોધથી બીગબેંગને સમર્થન મળી રહ્યું છે.

પ્રશ્ન : આ બ્રહ્માંડનાં ગૂઢ રહસ્યોનો તાગ મેળવવાની શરૂઆત છે કે અંત ? શું આ શોધથી ગૂઢ રહસ્યોનો તાગ માનવીને મળી શકશે ?

ઉત્તર : બ્રહ્માંડના રહસ્યનો તાગ મેળવવાનું એક પગથિયું છે. અતિ અગત્યનું પગથિયું છે. પણ એટલે બ્રહ્માંડનાં બધાં રહસ્યો આપણે શોધી કાઢ્યાં એવું નથી. તેનું કારણ સમજાવું. બ્રહ્માંડનાં ચાર મૂળ બળો છે. વિદ્યુત ચુંબકીય, આણ્વિક, નિર્બળ અને ગુરુત્વાકર્ષણ. પાર્ટિકલ ફિઝિક્સમાં ફક્ત પહેલાં ત્રણ બળોનો જ અભ્યાસ કરવામાં આવે છે. ગુરુત્વાકર્ષણની વાત હજુ આગળ લાવવાની બાકી છે. ‘સાયન્ટિફિક અમેરિકન’ મેગેઝિનમાં મેં કવોન્ટમ ગ્રેવિટીનો વિષય આવર્યો છે.

પ્રશ્ન : ક્વોન્ટમ ગ્રેવિટી એટલે શું ?

ઉત્તર : ગુરુત્વાકર્ષણ અને પાર્ટિકલ ફિઝિક્સ જ્યાં મળે છે તે. કારણ કે એ નિયમ આપણી પાસે નથી. તારાઓ અને પૃથ્વીનાં રહસ્યો જાણવાં એ શોધનું કામ આપણે કરવાનું રહેશે. તારાઓ ગુરુત્વાકર્ષણના કારણે કોલેપ્સ થાય તો તેના છેલ્લા સમયમાં તે બ્લેક હોલ બને તેવી જ માન્યતા હતી. પરંતુ તે ફાયર બોલ બને તેવી પણ થિયરી આવી. જે આખું કોસ્મિક એક્સપ્લોઝન છે ત્યાં ક્વોન્ટમ ગ્રેવિટી કામ કરે છે. પાર્ટિકલ ફિઝિક્સની કડી મળી છે પરંતુ હજુ ઘણા આગળ જવાનું છે.

પ્રશ્ન : શું આ શોધથી ભૌતિકશાસ્ત્રની થિયરીઓમાં મહત્વનો બદલાવ આવશે ?
ઉત્તર : આ અગત્યનો પડાવ છે.

પ્રશ્ન : આનાથી પદાર્થવિજ્ઞાનની કોઈ થિયરી હમણાં પડકારાશે ?

ઉત્તર : ના. ઊલટું હમણાંની થિયરીને ટેકો મળ્યો છે. હવે આપણે આગળ વધારે આત્મવિશ્વાસથી આગળ વધી શકીશું. અત્યાર સુધી શંકા હતી કે આ હિગ્સ બોઝોન છે કે નહિ ? કારણ કે મળતો નહોતો. હજુ તો કેટલીય ચર્ચા આની પર ચાલશે. પરંતુ એ તો નક્કી જ છે કે હિગ્સ નહિ તો એનો ભાઈ હશે. પણ કૈંક તો છે.

પ્રશ્ન : આ શોધ પછીની હવે ભવિષ્યની દિશા કઈ રહેશે ?
ઉત્તર : આપણે કવોન્ટમ ગ્રેવિટીમાં જવાનું રહેશે.

પ્રશ્ન : આપનું વૈયક્તિક મંતવ્ય આ વિષય પર ?

ઉત્તર : આ એક ખૂબ રસપ્રદ ડેવલપમેન્ટ છે. મારો પોતાનો ઊંડો રસ છે કવોન્ટમ ગ્રેવિટી. મારું એમ માનવું છે કે એટલા ખર્ચાળ પ્રોજેક્ટ કરવા એના કરતાં ટેલિસ્કોપની મદદથી નિરીક્ષણ કરીએ તો આ તારાઓ જ એક્સિલરેટરની ગરજ સારે છે. આકાશમાં ઘણાં રહસ્યો છુપાયેલાં છે. કુદરતે આપણને જે આપ્યું છે તેનું પહેલા નિરીક્ષણ કરવું જોઈએ. પૃથ્વી પર બનાવી બનાવીને કેટલું બનાવશું ? કારણ કે આપણી શક્તિ અને સાધનો મર્યાદિત છે. નહિ તો પૃથ્વી પરથી તમે આ બ્રહ્માંડની વિશાળતાને કેવી રીતે પૂર્ણ સમજી શકો.

પ્રશ્ન : તમારી વાત એકદમ સાચી છે. જ્યારે કુદરતે ખજાનો મૂક્યો છે તો આપણે અપ્રાકૃતિક રસ્તાઓનો ઉપયોગ શા માટે કરવો ?

ઉત્તર : ના બંને હોવું જોઈએ. પણ છેવટે તો આમાં જ જવું પડશે એવું લાગે છે. કારણ કે વિજ્ઞાન જીવનથી જૂદું નથી. આપણને જાતને સમજવી છે તેથી તો આ પ્રશ્નો કરીએ છીએ. કેવા બ્રહ્માંડના આપણે ભાગરૂપ છીએ તે જાણવાની આપણને જિજ્ઞાસા છે. નહિ તો શા માટે આપણે આ ચર્ચા કરીએ છીએ ?

પ્રશ્ન : આ આપણી existential quest છે, નહિ ?
ઉત્તર : ખૂબ જ સાચી વાત છે.

આ ગહન વિષયને તમે ખૂબ સરળતાથી સમજાવ્યો માટે આપનો આભાર.


આપના અમુલ્ય પ્રતિભાવ આપ અહીં આપી શકો છો. http://wp.me/P41Pnx-1R

Advertisements