പെന്റാക്വാര്ക്ക് - പുതിയൊരു കണം കൂടി

Share the Knowledge

സേണിലെ ലാര്ജ് ഹാഡ്രോണ് കൊളൈഡര്ല് നടത്തിയ കണികാ പരീക്ഷണത്തിനിടയിലാണ്(LHCb Experiment) അവിചാരിതമായി പെന്റാക്വാര്ക്ക് (pentaquark) എന്ന സബ്ആറ്റമിക കണത്തെ കണ്ടെത്തിയത്. അവിചാരിതമെന്നു പറയുന്നതിന് കാരണമുണ്ട്. ഈ കണികയുടെ അസ്തിത്വം തെളിയിക്കുന്നതിനു വേണ്ടിയുള്ള പരീക്ഷണമായിരുന്നില്ല സേണില് നടത്തിയത്. പ്രതികണങ്ങളുമായി (Anti particles) ബന്ധപ്പെട്ടു നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങള്ക്കിടയിലാണ് ഈ കണികയുടെ സാന്നിധ്യം തിരിച്ചറിഞ്ഞത്. നാലു ക്വാര്ക്കുകളും ഒരു പ്രതിക്വാര്ക്കും (Anti quark) ചേര്ന്നാണ് ഭാരമേറിയ കണികയായ പെന്റാക്വാര്ക്ക് നിര്മ്മിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നത്.

ഒരിക്കലും കണ്ടെത്താന് കഴിയില്ലെന്നു കരുതിയ സബ്ആറ്റമിക കണികയാണ് പെന്റാക്വാര്ക്ക്. രണ്ട് അപ് ക്വാര്ക്കും , ഒരു ഡൗണ് ക്വാര്ക്കും , ഒരു ചാം ക്വാര്ക്കും , ഒരു ആന്റി ചാം ക്വാര്ക്കും (uudcc) ചേര്ന്നാണ് ഈ ദൂരൂഹ കണം നിര്മ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്. ക്വാര്ക്കുകളുടെ ബേര്യോണ് നമ്പര് +1/3 ഉം, ആന്റിക്വാര്ക്കിന്റേത് -1/3 ഉം ആണ്. അക്കാരണത്താല് പെന്റാക്വാര്ക്കിന്റം ആകെ ബാര്യോണ് നമ്പര് 1 ആണ്. സൂഷ്മ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ അധികമാനങ്ങളില് മറഞ്ഞിരിക്കുന്ന ഇത്തരം കണികകളെ കണ്ടെത്തുന്നതിന് സ്ഥൂല പ്രപഞ്ചത്തിലെ പരീക്ഷണ ഉപകരണങ്ങള്ക്ക് കഴിയില്ലെന്നാണ് കരുതിയിരുന്നത്. ഭാരക്കൂടുതല് കാരണം പെന്റാക്വാര്ക്ക് അസ്ഥിരമാണ്. എന്നാല് ഈ ഭാരക്കൂടുതല് സൂചിപ്പിക്കുന്നത് നമുക്ക പരിചിതമായ ഏറ്റവും ശക്തവും ദൃഢവുമായ ലോഹങ്ങളേക്കാള് കരുത്തുള്ള നിര്മ്മിതികള് ഉണ്ടാകാനിടയുണ്ടെന്നാണ്. കൂടാതെ വലിയ നക്ഷത്രങ്ങള് അവയുടെ ജീവിതാന്ത്യത്തില് പൊട്ടിത്തകരുകയും (Supernova) നക്ഷത്രക്കാമ്പ് ഗുരുത്വ വലിവുകാരണം സങ്കോചിച്ച് അത്യധികം സാന്ദ്രമായ ദ്രവ്യപിണ്ഡമായി അവശേഷിക്കുകയും ചെയ്യുമെന്നാണ് ആപേക്ഷികതാ പ്രമാണങ്ങള് പറയുന്നത്. ന്യൂട്രോണ് താരങ്ങള് എന്നാണീ ഖഗോള പ്രതിഭാസങ്ങള് അിറയപ്പെടുന്നത്. ഇത്തരം മൃത നക്ഷത്രക്കാമ്പുകള് നിര്മിക്കാന് പെന്റാക്വാര്ക്ക് ഉപയോഗിച്ചിട്ടുണ്ടാകുമെന്നാണ് കരുതുന്നത്. ഒരു ന്യൂട്രോണ് താരത്തിലുള്ള ദ്രവ്യത്തെ ഒരു ടീസ്പൂണില് എടുക്കുന്നതായി സങ്കല്പിച്ചാല് അതിന്റെ ഭാരം ഈഫല് ഗോപുരത്തിന്റെയത്ര ഉണ്ടാകും എന്നുപറയുമ്പോള് അതിലെ ത•ാത്രകള് അടുക്കിവച്ചിരിക്കുന്നതിന്റെ സാന്ദ്രത ഊഹിക്കാമല്ലോ. ക്വാര്ക്കുകളെക്കുറിച്ച് പഠിക്കുന്ന ശാസ്ത്രശാഖയായ ക്വാണ്ടം ക്രോമോഡൈനമിക്സിന്റെ പാതയില് പുതിയ വെളിച്ചമായിരിക്കും ഈ കണികയുടെ കണ്ടെത്തല് പ്രദാനം ചെയ്യുന്നത്. പരസ്പരം അകന്നു പോകാതെ ക്വാര്ക്കുകളെ യോജിപ്പിച്ചുനിര്ത്തി ദ്രവ്യരൂപീകരണം സാധ്യമാക്കുന്ന ശക്ത ന്യൂക്ലിയര് ബലത്തിന്റെ പ്രവര്ത്തനങ്ങളെക്കുറിച്ച് നിലവിലുള്ള സിദ്ധാന്തങ്ങള്ക്ക് ഊര്ജ്ജം പകരുന്നതിനും പുതിയ കണ്ടെത്തല് സഹായിക്കുമെന്ന് കരുതുന്നു.

2003 ല് ജപ്പാനിലെ ശാസ്ത്രജ്ഞര് നടത്തിയ ലെപ്സ് (LEPS)പരീക്ഷണത്തില് പെന്റാക്വാര്ക്ക് കണ്ടെത്തിയതായി അവകാശപ്പെട്ടിരുന്നു. 2000 നും 2010 നും ഇടയില് നടത്തിയ നിരവധി കണികാ പരീക്ഷണങ്ങളില് ഈ കണികയെ കണ്ടെത്തിയതായി റിപ്പോര്ട്ട് ചെയ്യപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. എന്നാല് ഈ അവകാശവാദങ്ങളൊന്നും അംഗീകരിക്കപ്പെട്ടില്ല. ഊര്ജ്ജനില കുറഞ്ഞ കണികാ ത്വരത്രങ്ങളില് പരീക്ഷണം നടത്തിയതും, ദുര്ബലമായ സ്ഥിതിവിവരക്കണക്കുകളും പരീക്ഷണത്തിന്റെ സാധുത ചോദ്യം ചെയ്തു. എന്നാല് ലാര്ജ് ഹാഡ്രോണ് കൊളൈഡര് പോലയുള്ള ശക്തമായ കണികാ ത്വരത്രങ്ങളില് നടത്തുന്ന പരീക്ഷണങ്ങള്ക്ക് വിശ്വാസ്യത കൂടുതലാണ്. 2015 ജൂലൈ 13 ന് നടത്തിയ എല്.എച്ച്. സി. ബി. പരീക്ഷണത്തിലാണ് ഈ സൈദ്ധാന്തിക കണത്തിന്റെ അസ്തിത്വം അസന്നിഗ്ദമായി തെളിയിക്കപ്പെടുന്നത്. എന്നാല് ഇവയെ നേരിട്ടു കാണാന് കഴിയുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കരുത്. ഇവയുടെ പ്രതിപ്രവര്ത്തനഫലമായി സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്ന ബോട്ടം ലാംഡ ബേര്യോണുകളുടെ ജീര്ണന നിരക്ക് അപഗ്രഥിക്കുമ്പോഴാണ് പെന്റാക്വാര്ക്ക് എന്ന കണികയുടെ സാന്നിധ്യം സ്ഥികരിക്കുന്നത്.

ക്വാര്ക്കുകള്

ഇന്നത്തെ അറിവുകളനുസരിച്ച് പ്രപഞ്ചത്തിലെ മൗലിക കണങ്ങളിലൊന്നാണ് ക്വാര്ക്ക്. ക്വാര്ക്കുകള്കൊണ്ട് നിര്മിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന വലിയ കണികകളെ ഹാഡ്രോണുകള് എന്നാണ് വിളിക്കുന്നത്. അണുകേന്ദ്രത്തിലുള്ള പ്രോട്ടോണുകളും ന്യൂട്രോണുകളും ക്വാര്ക്കുകള് കൊണ്ടു നിര്മിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന ഹാഡ്രോണുകളാണ്. എന്നാല് ഇലക്ട്രോണ് ക്വാര്ക്കുകള് കൊണ്ട് നിര്മിച്ചതല്ല. അതൊരു മൗലിക കണമാണ്. ആറു തരത്തിലുള്ള ക്വാര്ക്കുകളെ കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ട് അപ് (u), ഡൗണ് (d), സ്ട്രേഞ്ച് (s), ചാം (c), ബോട്ടം(b), ടോപ് (t) എന്നിവയാണവ. ക്വാര്ക്കുകള്ക്ക് പ്രതി ക്വാര്ക്കുകളുമുണ്ടാകും. ഇങ്ങനെ ആറ് ക്വാര്ക്കുകളും ആറ് പ്രതിക്വാര്ക്കുകളും ചേര്ന്ന് പന്ത്രണ്ട് ക്വാര്ക്കുകളുണ്ട്. ഇവ കൂടിച്ചേര്ന്ന് ധാരാളം കണികകള് ഉണ്ടാകാന് സാധ്യതയുണ്ടെങ്കിലും ഭാരം കൂടുമ്പോള് കണങ്ങള് അസ്ഥിരമാകുന്നതിനാല് അങ്ങനെ സംഭവിക്കുന്നില്ല.

ക്വാര്ക്കുകള്ക്ക് പിണ്ഡവും, വൈദ്യുത ചാര്ജും, കളര് ചാര്ജുമുണ്ട്. പിന്നെ ഫ്ളേവര് എന്ന മറ്റൊരു ഗുണവുമുണ്ട്. ഫ്ളേവറുകളെ ആധാരമാക്കിയാണ് ക്വാര്ക്കുകള്ക്ക് അപ്, ഡൗണ്, സ്ട്രേഞ്ച്, ചാം, ബോട്ടം, ടോപ് എന്നിങ്ങനെ പേരു നല്കിയിരിക്കുന്നത്. നീല, ചുമപ്പ്, പച്ച എന്നിങ്ങനെയാണ് കളര് ചാര്ജുകള്. എന്നാല് ഇവ നിത്യജീവിതത്തില് നമുക്കു പരിചിതമായ നിറങ്ങളല്ല. ക്വാര്ക്കുകള്ക്ക് സ്വതന്ത്രമായി നിലനില്ക്കാന് കഴിയില്ല. അവ കൂടിച്ചേര്ന്ന് ഹാഡ്രോണുകള്(Hadrons) നിര്മിക്കുന്നു. ക്വാര്ക്കും പ്രതിക്വാര്ക്കും കൂടിച്ചേര്ന്ന് നിര്മിക്കുന്ന കണമാണ് മെസോണുകള്(Mesons). മൂന്ന് ക്വാര്ക്കുകള് കൂടിച്ചേര്ന്ന് നിര്മിക്കുന്ന കണികകളാണ് ബേര്യോണുകള്. ഇത്തരം സ്വാഭാവിക കണികളെയും, അവയിലുള്ള ക്വാര്ക്കുകളുടെ വിന്യാസവും നിലവിലുള്ള വ്യവസ്ഥാപിത നിയമങ്ങളനുസരിച്ച് നിര്വചിക്കാന് കഴിയും. എന്നാല് ക്വാര്ക്കുകളുടെ അസാധാരണ വിന്യാസം വഴി സൃഷ്ടിക്കപ്പെടാനിടയുള്ള കണികകളുടെ സാധ്യത തള്ളിക്കളയാനുമാകില്ല. രണ്ടു ക്വാര്ക്കുകളും, രണ്ട് പ്രതിക്വാര്ക്കുകളും ചേര്ന്ന് നിര്മിക്കുന്ന ടെട്രാക്വാര്ക്കും, നാല് ക്വാര്ക്കുകളും ഒരു പ്രതിക്വാര്ക്കും ചേര്ന്നുണ്ടാകുന്ന പെന്റാക്വാര്ക്കും അത്തരത്തില് പെട്ടകണികളാണ്. uudcc എന്ന സിംബലാണ് പെന്റാക്വാര്ക്കിനെ സൂചിപ്പിക്കുന്നതിന് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ഇതില് u അപ് ക്വാര്ക്കിന്റെയും, d ഡൗണ് ക്വാര്ക്കിന്റെയും ര ചാം ക്വാര്ക്കിന്റെയും സൂചകങ്ങളാണ്. മറ്റെല്ലാ സവിശേഷതകളും സമാനമാവുകയും കളര് ചാര്ജ് വിപരീതമാവുകയും ചെയ്യുമ്പോഴാണ് പ്രതിക്വാര്ക്കുകള് ഉണ്ടാകുന്നത്. റെഡ് കളര് ചാര്ജുള്ള ഒരു ക്വാര്ക്കിന്റെ പ്രതിക്വാര്ക്കിന്റെ കളര്ചാര്ജ് ആന്റി റെഡ് ആയിരിക്കും. സമാന സവിശേഷതകളുള്ള മൂന്ന് ക്വാര്ക്കുകള് പരസ്പരം വികര്ഷിക്കാതെ കൂടിച്ചേര്ന്ന് ബേര്യോണുകള് നിര്മിക്കാന് കാരണം അവയുടെ കളര് ചാര്ജുകള് വ്യത്യസ്തമായതിനാലാണ്. ഒരു ബേര്യോണിലുള്ള ക്വാര്ക്കുകളുടെ കളര് ചാര്ജ് ചുമപ്പ്, നീല, പച്ച എന്നിങ്ങനെയായിരിക്കും. ക്വാണ്ടം ക്രോമോഡൈനമിക്സ് എന്ന ശാസ്ത്രശാഖയുടെ വികാസത്തോടുകൂടിയാണ് ക്വാര്ക്കുകളെപ്പറ്റി നാം കൂടുതല് മനസിലാക്കാന് ആരംഭിച്ചത്.

By  Sabu Jose

Palathully

Palathully

ഇന്റര്‍നെറ്റില്‍നിന്നുംശേഖരിക്കുന്നഇത്തരംപോസ്റ്റുകളുടെയഥാര്‍ത്ഥരചയിതാവിന്‍റെപേര്അവസാന ഭാഗത്ത്‌ഉണ്ടാവും . തെറ്റെങ്കില്‍ juliuskuthukallen@gmail.com എന്നവിലാസത്തില്‍അറിയിക്കുക .
Palathully
Image

ഒരു അഭിപ്രായം പറയൂ