ഭാവി കോളൈഡർ ഭൗതികശാസ്ത്ര വിപ്ലവം

പ്രപഞ്ചത്തിൻ്റെ കാണാതായ 95% അനാവരണം ചെയ്യാനുള്ള അന്വേഷണം: കണികാ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൽ ഒരു പുതിയ യുഗം

സ്വിറ്റ്‌സർലൻഡിലെ ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും പ്രശസ്തമായ കണികാ ആക്സിലറേറ്ററിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞർ, ഇതിലും വലുതും നൂതനവുമായ ഒരു സൂപ്പർകോളൈഡറിനായുള്ള നിർദ്ദേശവുമായി ഭൗതികശാസ്ത്രത്തെ ഒരു പുതിയ അതിർത്തിയിലേക്ക് കൊണ്ടുപോകാൻ ലക്ഷ്യമിടുന്നു. ഈ പുതിയ യന്ത്രം, ഗ്രീൻലൈറ്റ് ചെയ്താൽ, നിലവിലുള്ള ഭൗതികശാസ്ത്ര സിദ്ധാന്തങ്ങൾ അവശേഷിപ്പിച്ച വിടവുകൾ നികത്താൻ കഴിയുന്ന കണങ്ങളെ കണ്ടെത്തി പ്രപഞ്ചത്തെക്കുറിച്ചുള്ള നമ്മുടെ ഗ്രാഹ്യത്തിൽ വിപ്ലവം സൃഷ്ടിക്കും. പദ്ധതിക്ക് വലിയ വാഗ്ദാനമുണ്ടെങ്കിലും, 12 ബില്യൺ പൗണ്ട് അതിൻ്റെ പ്രവചനച്ചെലവ് ഈ വൻ സാമ്പത്തിക നിക്ഷേപം ന്യായമാണോ എന്നതിനെക്കുറിച്ചുള്ള ഒരു പ്രധാന ചർച്ചയ്ക്ക് തുടക്കമിട്ടു.

ഒരു പുതിയ സൂപ്പർകോളൈഡർ: ദി ഫ്യൂച്ചർ സർക്കുലർ കൊളൈഡർ

നിലവിൽ യൂറോപ്യൻ ഓർഗനൈസേഷൻ ഫോർ ന്യൂക്ലിയർ റിസർച്ചായ CERN-ൽ സ്ഥാപിച്ചിട്ടുള്ള ലാർജ് ഹാഡ്രോൺ കൊളൈഡറിനേക്കാൾ (LHC) വളരെ വലുതും ശക്തവുമായ രൂപകൽപന ചെയ്തതാണ് നിർദിഷ്ട സൂപ്പർകോളൈഡർ ഫ്യൂച്ചർ സർക്കുലർ കൊളൈഡർ (FCC) എന്നറിയപ്പെടുന്നത്. 27 കിലോമീറ്റർ ഭൂഗർഭ വൃത്താകൃതിയിലുള്ള തുരങ്കത്തിനുള്ളിൽ LHC പ്രവർത്തിക്കുന്നത് സ്വിറ്റ്സർലൻഡിൻ്റെയും ഫ്രാൻസിൻ്റെയും അതിർത്തിക്കടുത്താണ് CERN സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നത്. 2008 മുതൽ പ്രവർത്തനമാരംഭിച്ച ഈ സൗകര്യം 2012ൽ ഹിഗ്സ് ബോസോൺ കണികയുടെ തകർപ്പൻ കണ്ടെത്തലോടെ വാർത്തകളിൽ ഇടംനേടി. എന്നിരുന്നാലും, പ്രപഞ്ചത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ഏറ്റവും ഗഹനമായ ചില ചോദ്യങ്ങൾക്ക് ഉത്തരം നൽകുന്നതിൽ LHC ഇതുവരെ വിജയിച്ചിട്ടില്ല, പ്രത്യേകിച്ചും പ്രപഞ്ചത്തിൻ്റെ 95% വരുന്ന നിഗൂഢ ശക്തികളായ ഡാർക്ക് മാറ്റർ, ഡാർക്ക് എനർജി എന്നിവയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട്.

ഉത്തരം കിട്ടാത്ത ഈ ചോദ്യങ്ങളിലേക്ക് കൂടുതൽ ആഴത്തിൽ കടക്കാനാണ് എഫ്സിസി ലക്ഷ്യമിടുന്നത്. CERN ൻ്റെ ഡയറക്ടർ ജനറൽ പ്രൊഫസർ ഫാബിയോള ഗിയാനോട്ടി പറയുന്നതനുസരിച്ച്, പ്രപഞ്ചത്തിൻ്റെ അടിസ്ഥാന പ്രവർത്തനങ്ങളെ മനസ്സിലാക്കുന്നതിൽ മനുഷ്യരാശിയെ കാര്യമായ മുന്നേറ്റം നടത്താൻ അനുവദിക്കുന്ന ഒരു “മനോഹരമായ യന്ത്രം” ആയിരിക്കും FCC. ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ ഏറ്റവും സങ്കീർണ്ണമായ ചില പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കുന്നതിന്, FCC പോലുള്ള കൂടുതൽ ശക്തമായ ഉപകരണങ്ങൾ ആവശ്യമാണെന്ന് അവർ ഊന്നിപ്പറഞ്ഞു.

കണികാ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൻ്റെ ഇപ്പോഴത്തെ അവസ്ഥ

ലാർജ് ഹാഡ്രോൺ കൊളൈഡർ ആധുനിക ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൽ ഒരു മാറ്റം വരുത്തി. 1964-ൽ ബ്രിട്ടീഷ് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ പീറ്റർ ഹിഗ്‌സ് പ്രവചിച്ച ഉപആറ്റോമിക് കണികയായ ഹിഗ്സ് ബോസോണിൻ്റെ കണ്ടുപിടിത്തമാണ് അതിൻ്റെ ഏറ്റവും ആഘോഷിക്കപ്പെട്ട നേട്ടം. കണിക ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൻ്റെ സ്റ്റാൻഡേർഡ് മോഡൽ സ്ഥിരീകരിക്കുന്നതിൽ ഹിഗ്സ് ബോസൺ നിർണായകമായിരുന്നു. ഈ കണ്ടെത്തൽ കണികാ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ വലിയ വിടവ് നികത്തിയെങ്കിലും, നിലവിലെ മാതൃക ഇപ്പോഴും ഇരുണ്ട ദ്രവ്യവും ഡാർക്ക് എനർജിയും കണക്കിലെടുക്കുന്നില്ല, നേരിട്ടുള്ള കണ്ടെത്തൽ ഒഴിവാക്കിയ രണ്ട് പ്രധാന ശക്തികൾ.

ഗുരുത്വാകർഷണത്തെ എതിർക്കുന്ന ഒരു ശക്തിയാണ് ഡാർക്ക് എനർജി, ഗാലക്സികളും മറ്റ് ആകാശ വസ്തുക്കളും ത്വരിതഗതിയിൽ പരസ്പരം അകന്നുപോകാൻ കാരണമാകുന്നു. മറുവശത്ത്, ഇരുണ്ട ദ്രവ്യം, പ്രകാശം പുറപ്പെടുവിക്കുകയോ ആഗിരണം ചെയ്യുകയോ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുകയോ ചെയ്യാത്ത ദ്രവ്യത്തിൻ്റെ ഒരു രൂപമാണെന്ന് വിശ്വസിക്കപ്പെടുന്നു, ഇത് പരമ്പരാഗത മാർഗങ്ങളിലൂടെ അത് കണ്ടെത്താനാവില്ല. നക്ഷത്രങ്ങളും ഗാലക്സികളും പോലുള്ള ദൃശ്യ ദ്രവ്യത്തിൽ ഗുരുത്വാകർഷണ സ്വാധീനത്തിൽ നിന്നാണ് ഇതിൻ്റെ അസ്തിത്വം അനുമാനിക്കുന്നത്. ഈ ശക്തികൾ ചേർന്ന് പ്രപഞ്ചത്തിൻ്റെ 95% വരും, പ്രപഞ്ചത്തിൻ്റെ 5% മാത്രമേ സാധാരണ ദ്രവ്യങ്ങളാൽ നിർമ്മിതമായിട്ടുള്ളൂ.

എഫ്സിസിയുടെ സാധ്യത

അംഗീകാരം ലഭിച്ചാൽ, എഫ്സിസി രണ്ട് വ്യത്യസ്ത ഘട്ടങ്ങളിലായി നിർമ്മിക്കും. 2040-കളുടെ മധ്യത്തോടെ പ്രവർത്തനം ആരംഭിക്കാൻ നിശ്ചയിച്ചിരിക്കുന്ന ആദ്യ ഘട്ടത്തിൽ, കൂടുതൽ പഠനത്തിനായി വലിയ അളവിൽ ഹിഗ്സ് കണികകൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കുക എന്ന ലക്ഷ്യത്തോടെ ഉയർന്ന ഊർജ്ജ തലങ്ങളിൽ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ കൂട്ടിയിടി ഉൾപ്പെടുന്നു. 2070-കളിൽ ആരംഭിക്കുന്ന രണ്ടാം ഘട്ടത്തിന്, ഇനിയും കണ്ടുപിടിച്ചിട്ടില്ലാത്ത നൂതന കാന്തങ്ങൾ ആവശ്യമായി വരും. ഈ കാന്തങ്ങൾ ഭാരമേറിയ പ്രോട്ടോണുകളെ ഒരുമിച്ച് തകർക്കാൻ കൊളൈഡറിനെ പ്രാപ്തമാക്കും, ഇത് പൂർണ്ണമായും പുതിയ കണങ്ങളുടെ കണ്ടെത്തലിലേക്ക് നയിച്ചേക്കാം.

എഫ്‌സിസി എൽഎച്ച്‌സിയുടെ ഏകദേശം മൂന്നിരട്ടി വലുപ്പമുള്ളതായിരിക്കും, 91 കിലോമീറ്റർ ചുറ്റളവും ഇരട്ടി ആഴവുമാണ്. എഫ്സിസിയുടെ വലിയ വലിപ്പവും മെച്ചപ്പെടുത്തിയ കഴിവുകളും ഇരുണ്ട ദ്രവ്യവും ഇരുണ്ട ഊർജവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട കണങ്ങളെ കണ്ടെത്തുന്നതിന് ആവശ്യമായി കണക്കാക്കുന്നു. പ്രൊഫസർ ജിയാനോട്ടിയുടെ അഭിപ്രായത്തിൽ, ഈ അവ്യക്തമായ കണങ്ങളെ കണ്ടെത്തുന്നത് പ്രപഞ്ചത്തെക്കുറിച്ചുള്ള പുതിയതും കൂടുതൽ പൂർണ്ണവുമായ സിദ്ധാന്തത്തിലേക്ക് നയിച്ചേക്കാം, ഇത് ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൻ്റെ അടിത്തറ തന്നെ മാറ്റിയെഴുതാൻ സാധ്യതയുണ്ട്.

പദ്ധതിയെ ചുറ്റിപ്പറ്റിയുള്ള സന്ദേഹവാദവും വിമർശനവും

വാഗ്ദാനമായ സാധ്യതകൾ ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, എഫ്സിസിയെ സാർവത്രികമായി സ്വാഗതം ചെയ്തിട്ടില്ല. ഗവേഷകർ പ്രതീക്ഷിക്കുന്ന ഫലങ്ങൾ പുതിയ കൊളൈഡർ നൽകിയേക്കില്ലെന്നാണ് വിമർശകർ വാദിക്കുന്നത്. മ്യൂണിച്ച് സെൻ്റർ ഫോർ മാത്തമാറ്റിക്കൽ ഫിലോസഫിയിലെ ഗവേഷകയായ ഡോ. സബിൻ ഹോസെൻഫെൽഡർ, എൽഎച്ച്‌സി പരാജയപ്പെട്ടിടത്ത് എഫ്‌സിസി വിജയിക്കുമെന്ന ഉറപ്പിൻ്റെ അഭാവത്തെക്കുറിച്ച് ആശങ്ക പ്രകടിപ്പിച്ചു. ന്യൂക്ലിയർ ഗവേഷണത്തിൽ നിന്ന് ഉത്ഭവിച്ചതിനാൽ കണികാ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന് ചരിത്രപരമായി നല്ല ധനസഹായം ലഭിച്ചിട്ടുണ്ടെന്ന് അവർ വാദിക്കുന്നു, എന്നാൽ അതിൻ്റെ സാമ്പത്തിക പിന്തുണ തിരിച്ചുപിടിക്കാനുള്ള സമയമാണിതെന്ന് അവർ വാദിക്കുന്നു. ഗവേഷണ മേഖല കൂടുതൽ ന്യായമായ വലുപ്പത്തിലേക്ക് ചുരുങ്ങേണ്ടതുണ്ടെന്ന് അവർ അഭിപ്രായപ്പെടുന്നു, ഒരുപക്ഷേ ഇന്നത്തെതിൻ്റെ പത്തിലൊന്ന്.

പദ്ധതിയുടെ ഏകദേശ ചെലവ് 12 ബില്യൺ പൗണ്ട് എന്നത് ശാസ്ത്ര സമൂഹത്തിലും പൊതുജനങ്ങളിലും ആശങ്ക ഉയർത്തിയിട്ടുണ്ട്. ഈ കണക്ക് പ്രാരംഭ നിർമാണച്ചെലവ് മാത്രമാണ് ഉൾക്കൊള്ളുന്നത്, യുകെ ഉൾപ്പെടെയുള്ള അംഗരാജ്യങ്ങളിൽ ഇത് വരുത്തിയേക്കാവുന്ന സാമ്പത്തിക ബാധ്യതയെക്കുറിച്ച് ആശങ്കയുണ്ട്. ആഗോള പ്രശ്‌നങ്ങൾ, പ്രത്യേകിച്ച് കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനത്തിനെതിരായ പോരാട്ടത്തിൽ, ഈ ഫണ്ടുകൾ കൂടുതൽ നന്നായി ഉപയോഗിക്കാമെന്ന് ചില വിദഗ്ധർ വാദിക്കുന്നു.

മുൻ യുകെ ഗവൺമെൻ്റ് ചീഫ് സയൻ്റിഫിക് അഡ്വൈസറായ പ്രൊഫസർ സർ ഡേവിഡ് കിംഗ് എഫ്‌സിസി പ്രോജക്റ്റിൻ്റെ കടുത്ത വിമർശകനായിരുന്നു. ഒരു പുതിയ കണികാ കൊളൈഡറിനായി കോടിക്കണക്കിന് ചെലവഴിക്കുന്ന ആശയം “അശ്രദ്ധ” എന്ന് അദ്ദേഹം വിവരിക്കുന്നു, പ്രത്യേകിച്ചും ലോകം നിലവിൽ നേരിടുന്ന പാരിസ്ഥിതിക വെല്ലുവിളികൾ കണക്കിലെടുക്കുമ്പോൾ. ഡാർക്ക് മാറ്ററിൻ്റെയും ഡാർക്ക് എനർജിയുടെയും നിഗൂഢതകളിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നതിനുപകരം, കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനത്തിൻ്റെ പ്രത്യാഘാതങ്ങൾ ലഘൂകരിക്കാനും മനുഷ്യരാശിക്ക് സുസ്ഥിരമായ ഭാവി സൃഷ്ടിക്കാനും സഹായിക്കുന്ന ഗവേഷണങ്ങളിലേക്കും സാങ്കേതികവിദ്യകളിലേക്കും വിഭവങ്ങൾ എത്തിക്കണമെന്ന് സർ ഡേവിഡ് വിശ്വസിക്കുന്നു.

ഒരു സർക്കുലർ കൊളൈഡറിനുള്ള ഇതരമാർഗങ്ങൾ

എല്ലാ കണികാ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞരും എഫ്സിസിയുടെ രൂപകൽപ്പനയെക്കുറിച്ച് യോജിപ്പില്ല. ഒരു വൃത്തത്തേക്കാൾ നേർരേഖയിലുള്ള കണങ്ങളെ ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്ന ഒരു ലീനിയർ കൊളൈഡർ കൂടുതൽ ചെലവ് കുറഞ്ഞതും പ്രായോഗികവുമായ പരിഹാരമാകുമെന്ന് ചിലർ വാദിക്കുന്നു. ഗ്ലാസ്‌ഗോ യൂണിവേഴ്‌സിറ്റിയിലെ പ്രൊഫസർ എയ്ഡൻ റോബ്‌സൺ പറയുന്നതനുസരിച്ച്, ഒരു ലീനിയർ കൊളൈഡർ ഘട്ടം ഘട്ടമായി നിർമ്മിക്കാം, പ്രാരംഭ ഘട്ടത്തിൽ ചെറിയ സാമ്പത്തിക പ്രതിബദ്ധത ആവശ്യമാണ്, മുഴുവൻ പ്രോജക്റ്റും വേഗത്തിൽ പൂർത്തിയാക്കും.

എന്നിരുന്നാലും, ഈ ബദൽ നിർദ്ദേശങ്ങൾ ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, CERN അതിൻ്റെ വൃത്താകൃതിയിലുള്ള കൊളൈഡറിൻ്റെ കാഴ്ചപ്പാടിൽ പ്രതിജ്ഞാബദ്ധമാണ്. ലോകമെമ്പാടുമുള്ള ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞരുമായി സംഘടന വിപുലമായ കൂടിയാലോചനകൾ നടത്തി, കണികാ ഭൗതിക ഗവേഷണത്തിൽ മുന്നോട്ടുപോകാനുള്ള ഏറ്റവും നല്ല ഓപ്ഷൻ FCC ആണെന്ന് നിഗമനം ചെയ്തു.

ഉപസംഹാരത്തിൽ, ദി ഫ്യൂച്ചർ സർക്കുലർ കൊളൈഡർ, പ്രപഞ്ചത്തിൻ്റെ അദൃശ്യവും നിഗൂഢവുമായ 95% പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുമെന്ന് വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്ന, കണികാ ഭൗതികലോകത്തിലെ ധീരമായ ഒരു പുതിയ സംരംഭത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. ഇരുണ്ട ദ്രവ്യത്തിൻ്റെയും ഡാർക്ക് എനർജിയുടെയും രഹസ്യങ്ങൾ അൺലോക്ക് ചെയ്യാനുള്ള അതിൻ്റെ കഴിവ് പ്രപഞ്ചത്തെക്കുറിച്ചുള്ള നമ്മുടെ ധാരണയിൽ വിപ്ലവം സൃഷ്ടിക്കുകയും പുതിയ ശാസ്ത്രീയ സിദ്ധാന്തങ്ങൾക്ക് വഴിയൊരുക്കുകയും ചെയ്യും. എന്നിരുന്നാലും, പദ്ധതിയുടെ ഭീമമായ ചെലവും അനിശ്ചിതത്വമുള്ള ഫലങ്ങളും ശാസ്ത്ര സമൂഹത്തിലും പൊതുമണ്ഡലത്തിലും കാര്യമായ ചർച്ചകൾ സൃഷ്ടിച്ചു. പല ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞരും എഫ്സിസിയുടെ വികസനത്തെ പിന്തുണയ്ക്കുമ്പോൾ, മറ്റുള്ളവർ ഇന്ന് നാം അഭിമുഖീകരിക്കുന്ന ആഗോള വെല്ലുവിളികൾ കണക്കിലെടുത്ത് കൂടുതൽ എളിമയോ ബദൽ സമീപനങ്ങളോ വാദിക്കുന്നു. ആത്യന്തികമായി, ഈ അഭിലാഷ പദ്ധതിയുമായി മുന്നോട്ട് പോകാനുള്ള തീരുമാനം നമ്മുടെ കാലത്തെ ധാർമ്മികവും സാമ്പത്തികവുമായ പരിഗണനകളുമായി സാദ്ധ്യതയുള്ള ശാസ്ത്ര മുന്നേറ്റങ്ങളെ സന്തുലിതമാക്കുന്നതിനെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കും.