ചില കണങ്ങള്‍ പ്രകാശത്തേക്കാള്‍ വേഗത്തില്‍ സഞ്ചരിക്കുന്നതായി ചില ശാസ്ത്രഞ്ജര്‍ സംശയം പ്രകടിപ്പിച്ചത് ഇതിനോടകം എല്ലാവരും കേട്ടിരിക്കും. ലാര്‍ജ് ഹട്രോണ്‍ കോളയിടര്‍ നടത്തിപ്പോരുന്ന സേണ്‍ (CERN) എന്ന സ്ഥാപനത്തിലെ ശാസ്ത്രഞ്ജര്‍ ആണ് ഈ ഗവേഷണ ഫലം പുറത്തു വിട്ടിരിക്കുന്നത്. OPERA എന്ന് അറിയപ്പെടുന്ന ഈ പരീക്ഷണത്തിലൂടെ CERN -ല്‍ നിന്നും മ്യുയോണ്‍ ന്യൂട്രിനോകള്‍ (muon neutrino) എന്നറിയപ്പെടുന്ന കണങ്ങളെ 740 കിലോമീറ്റര്‍ അകലെ ഇറ്റലിയിലെ ഗ്രാന്‍ സാസ്സോ ഭൂഗര്‍ഭ ലബോറട്ടറിയില്‍ സ്ഥാപിച്ചിട്ടുള്ള ഡിടക്ടറിലേക്ക് പ്രവഹിപ്പിച്ചു. ഈ ദൂരം സഞ്ചരിക്കുവാന്‍ മ്യുയോണ്‍ ന്യൂട്രിനോകള്‍ക്ക് പ്രകാശത്തേക്കാള്‍ ഏകദേശം 60 നാനോ സെക്കന്റുകള്‍ (സെക്കന്റിന്റെ പത്തു കോടിയില്‍ ഒരംശം) കുറച്ചു മാത്രമേ വേണ്ടി വന്നുള്ളൂ. അതായത് ഈ ന്യൂട്രിനോകള്‍ ഒരു സെക്കന്റില്‍ പ്രകാശത്തേക്കാള്‍ ഏകദേശം 7500 മീറ്ററുകള്‍ അധികം സഞ്ചരിക്കുന്നു. രണ്ടായിരത്തി ഒന്‍പതു മുതല്‍ മൂന്നു വര്‍ഷം നടത്തിയ പരീക്ഷണ ഫലങ്ങള്‍ ആണ് ഇപ്പോള്‍ പുറത്തു വന്നിരിക്കുന്നത്. OPERA പരീക്ഷണത്തെ കുറിച്ചുള്ള കൂടുതല്‍ വിവരങ്ങള്‍ ഇവിടെ ലഭിക്കും. ഇന്നേ വരെ നടത്തിയിട്ടുള്ള ഒരു പരീക്ഷണത്തിലും പ്രകാശത്തേക്കാള്‍ വേഗതയില്‍ സഞ്ചരിക്കുന്ന ഒരു കണതെയും കണ്ടെത്തുവാന്‍ കഴിഞ്ഞിട്ടില്ല.
OPERA പരീക്ഷണ ഫലം ശരിയാണോ എന്നറിയുവാന്‍ മറ്റു പല സ്വതന്ത്ര പരീക്ഷണങ്ങളും ആവശ്യമാണ്. കാരണം പ്രകാശത്തിന്റെ വേഗതയെ ആശ്രയിച്ചാണ്‌ ഐയിന്സ്ടയിന്‍ സ്പെഷ്യല്‍ റിലേറ്റിവിറ്റി ആവിഷ്കരിച്ചിരിക്കുന്നത്. ഈ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ അടിസ്ഥാന പ്രമാണം പ്രകാശത്തിന്റെ വേഗത എല്ലാ നിരീക്ഷകര്‍ക്കും ഒരു പോലെ ആണെന്നതാണ്. ന്യൂട്ടോനിയന്‍ (Newtonian ) ഭൌതിക ശാസ്ത്രത്തിനു വിശദീകരിക്കുവാന്‍ കഴിയാത്ത പല ഭൌതിക പ്രതിഭാസങ്ങളേയും കൃത്യമായി വിശദീകരിച്ചതിലൂടെ സ്പെഷ്യല്‍ റിലേറ്റിവിറ്റിയും അതിനു വേണ്ടി ഐയിന്സ്ടയിന്‍ ഉപയോഗിച്ച അടിസ്ഥാനതത്ത്വങ്ങളും പരക്കെ അംഗീകരിക്കപ്പെട്ടു. ഒരു വസ്തുവിനും പ്രകാശ വേഗതയില്‍ കൂടുതല്‍ സഞ്ചരിക്കുവാന്‍ കഴിയില്ല ഏന്നതും പിണ്ട്ടമുള്ള പദാര്‍ഥങ്ങള്‍ പ്രകാശതെക്കാളും താഴ്ന്ന വേഗതയിലെ സഞ്ചരിക്കൂ എന്നതും ആപേക്ഷികത വാദത്തിന്റെ ഒരു കണ്ടെത്തലാണ്. ന്യുട്രീനോ ആന്തോളന പരീക്ഷണങ്ങള്‍ പ്രസ്തുത കണങ്ങള്‍ക്ക് ഒരു പിണ്ട്ടമുന്ടെന്നു വ്യക്തമാക്കിയിട്ടുണ്ട് . അതിനാല്‍ ആപേക്ഷികത സിദ്ധാന്തം മൂലം പ്രകാശവേഗത്തെ മറികടക്കാന്‍ ഈ കണങ്ങള്‍ക്ക് ആവില്ല. ഈ കണ്ടെത്തലിന്റെ നില നില്‍പ്പാണ് OPERA പരീക്ഷണത്തിലൂടെ ചോദ്യം ചെയ്യപ്പെട്ടിരിക്കുന്നത്.
ഈ പരീക്ഷണ ഫലം ചോദ്യം ചെയ്യപ്പെടുന്നതിന് നിരവധി കാരണങ്ങള്‍ ഉണ്ട്. ഇന്നോളം നടത്തിയിട്ടുള്ള ഒരു പരീക്ഷണത്തിലും പ്രകാശത്തേക്കാള്‍ വേഗത്തില്‍ സഞ്ചരിക്കുന്ന കണങ്ങളെ കണ്ടെത്തിയിട്ടില്ല എന്ന് മുകളില്‍ സൂചിപ്പിച്ചു. എന്നാല്‍ മറ്റൊരു പ്രധാപ്പെട്ട തെളിവ് ആയിരത്തി തൊള്ളായിരത്തി എണ്‍പത്തി ഏഴില്‍ ലാര്‍ജ് മെഗല്ലനിക് ക്ലൌഡ് എന്ന ഗ്യലക്സിയില്‍ ഉണ്ടായ SN 1987A സൂപ്പര്‍ നോവ നിരീക്ഷിച്ചതിലൂടെ ആണ്. നക്ഷത്രങ്ങളുടെ അവസാന ഘട്ടത്തില്‍ അവ പൊട്ടി തെറിക്കുന്ന പ്രതിഭാസമാണ് സൂപ്പര്‍ നോവ എന്നറിയപ്പെടുന്നത്. സുപ്പര്‍ നോവകള്‍ രണ്ടു തരത്തില്‍ ഉണ്ട്. അവയില്‍ SN 1987A ഉള്‍പ്പെടുന്ന 'ടൈപ്പ് രണ്ട്' (Type II ) വിഭാഗത്തില്‍ പെടുന്ന സുപ്പര്‍ നോവകള്‍ ടൈപ്പ് ഒന്ന് വിഭാഗത്തേക്കാള്‍ കൂടുതല്‍ ന്യൂട്രിനോകള്‍ ഉണ്ടാക്കുന്നു. സൂപ്പര്‍ നോവകളിലെ ന്യൂട്രിനോ ഉല്‍പ്പാദനത്തിന് കാരണമായ പ്രതിഭാസം (ഷോക്ക്‌ തരംഗങ്ങള്‍) പ്രകാശം പുറപ്പെടുവിക്കുന്നതിന് അല്‍പ്പം മുന്‍പ് സംഭവിക്കുന്നു. (സൂപ്പര്‍ നോവകളെ കുറിച്ച് മറ്റൊരു ലേഖനത്തില്‍ വിശദീകരിക്കാം) അതായത് സൂപ്പര്‍ നോവകളില്‍ നിന്നും ആദ്യം ഉത്ഭവിക്കുന്നത് ന്യൂട്രിനോകള്‍ ആണ്. SN 1987A ലേക്കുള്ള ദൂരം ഏകദേശം അന്‍പത് കിലോ പാര്‍ സെക് ആണ്. അപ്പോള്‍ ന്യൂട്രിനോകളുടെ വേഗത പ്രകാശത്തിനു തുല്യമായാല്‍ പോലും സൂപ്പര്‍ നോവയില്‍ നിന്നും വരുന്ന പ്രകാശത്തിനു ഏകദേശം ഒരു വര്‍ഷം മുന്നേ എങ്കിലും ന്യൂട്രിനോകള്‍ ഭൂമിയില്‍ എത്തിച്ചേരും. എന്നാല്‍ ജപ്പാനിലെ കാമിയോകാ ഒബസര്‍വേറ്ററിയില്‍ നടത്തിയ നിരീക്ഷണത്തില്‍ ന്യൂട്രിനോകളുടെ സാനിദ്ധ്യം കണ്ടെത്തുകയും അവയും പ്രകാശവും ഭൂമിയില്‍ എത്തിച്ചേര്‍ന്നത് ഏകദേശം ഒരേ സമയത്താണ് എന്ന് മനസിലാകുകയും ചെയ്തു. ഇതില്‍ നിന്നും ന്യൂട്രിനോകളുടെ വേഗത പ്രകാശത്തിനെക്കാള്‍ കൂടുതല്‍ അല്ല എന്ന അനുമാനത്തില്‍ എത്തിച്ചേരുകയും ചെയ്തു. എന്നിരുന്നാലും ഭൌതിക സിദ്ധാന്തങ്ങളുടെ നിലനില്‍പ്പ്‌ തെളിയിക്കപ്പെടെണ്ടത് പരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെ ആയതിനാല്‍ OPERA പരീക്ഷണ ഫലം ഭൌതിക ശാസ്ത്ര ലോകം വളരെ ഗൌരവത്തോടെ ആണ് വീക്ഷിക്കുന്നത്. OPERA പരീക്ഷണ ഫലം ശരിയാണെന്ന് തെളിഞ്ഞാലും അല്ലെങ്കിലും അത് ഭൌതിക ശാസ്ത്രത്തിനു വളരെ വലിയ സംഭാവയാണ് നല്‍കുവാന്‍ പോകുന്നത്.
ഭൌതിക ശാസ്ത്രത്തിന്റെ ഗതി മാറ്റി വിടാന്‍ ഒരുപക്ഷെ കാരണമായേക്കാവുന്ന ഈ പ്രശ്നത്തിന് ശാസ്ത്രലോകം ഇപ്പോള്‍ തന്നെ ഒരുപാട് ഉത്തരങ്ങള്‍ മുന്‍പോട്ടു വച്ചിട്ടുണ്ട്. ശാസ്ത്രലോകത്തിലെ ഏറിയ പങ്കും വിശ്വസിക്കുന്നത് OPERA പരീക്ഷണഫലങ്ങളില്‍ തെറ്റുകള്‍ കടന്നു കൂടിയിട്ടുണ്ട് എന്നാണ്. അങ്ങനെയെങ്കില്‍ ആ തെറ്റുകള്‍ കണ്ടെത്തേണ്ടിയിരിക്കുന്നു. മറ്റൊരു പരിഹാരം ആപേക്ഷികത സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ ഒരു അടിസ്ഥാന തത്വം പരിഷകരിക്കുക എന്നതാണ്. ഇതിന്‍ പ്രകാരം പ്രകാശത്തെക്കാള്‍ അധികമായ വേഗത്തില്‍ സഞ്ചരിക്കുന്ന ഏതോ ഒരു കണത്തിന്റെ വേഗത എല്ലാ നിരീക്ഷകര്‍ക്കും ഒരു പോലെയാണ് എന്നയൊരു അടിസ്ഥാന പ്രമാണം ഉപയോഗിച്ച് ആപേക്ഷികത വാദം രൂപപെടുത്തുക എന്നതാണ്. അങ്ങനെയെങ്കില്‍ പ്രകാശവും ന്യുട്രീനോയും മറ്റും ഈ കണികയെക്കള്‍ സാവധാനത്തിലാണ് സഞ്ചരിക്കുന്നത് എന്ന് സ്വാഭാവികമായി ഉരിത്തിരിയും. പക്ഷെ ആപേക്ഷികത സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ പല പരീക്ഷണ നിരീക്ഷണങ്ങളും അതോടെ വിശദീകരിക്കാന്‍ പറ്റാതെ വരും. സ്ഥാന നിര്‍ണയത്തിന് മൊബൈലില്‍ മറ്റും ഉപയോഗിക്കുന്ന GPS സംവിധാനം അങ്ങനെയെങ്കില്‍ ഒരിക്കലും കൃത്യമായി പ്രവര്‍ത്തിക്കുകയില്ലായിരുന്നു. ഇതൊന്നുമല്ല കാരണം, മറിച്ച് ന്യുട്രീനോകള്‍ പുതിയൊരു സ്ഥല മാനത്തിലൂടെ(space dimension ) സഞ്ചരിച്ചു ലക്ഷ്യസ്ഥാനത്ത് എത്തുന്നു എന്നും ഒരു വാദഗതിയുണ്ട്. ഇത് ഒരു പന്തിന്റെ ഒരു ബിന്ദുവില്‍ നിന്ന് മറ്റൊരു ബിന്ദുവില്‍ എത്തുവാന്‍ അതിന്റെ പ്രതലത്തിലൂടെ സഞ്ചരിക്കുന്നതിനു പകരം അതിന്റെ ഉള്ളിലൂടെ (ഒരു ടണല്‍ വഴി പോകുന്നത് പോലെ ) പോയാല്‍ കുറച്ചു ദൂരം മതി എന്നത് പോലെയാണ്. പക്ഷെ ഇതിനും വ്യക്തമായ സൈദ്ധാന്തിക പിന്തുണ ഇല്ല. ഇതൊന്നുമല്ല നുട്രീനോകള്‍ പ്രകാശത്തെക്കാള്‍ വേഗത്തില്‍ ചലിക്കുന്ന ടാക്കിയോനുകള്‍ ആണെന്ന വാദവും വളെരെ നേരത്തെ തന്നെ ഉന്നയിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്‌. വിഖ്യാത മലയാളീ ശാസ്ത്രഞ്ജന്‍ ആയ ഇ സി ജി സുദര്‍ശന്‍ ആണ് ടാക്കിയോനുകളുടെ അസ്ഥിത്വം ആദ്യമായി പ്രവചിച്ചത്. ഇത് ശരിയെങ്കില്‍ ഭൌതിക ശാസ്ത്രത്തില്‍ മാറ്റത്തിന്റെ ഒരു കൊടുംകാറ്റു പ്രതീക്ഷിക്കാവുന്നതാണ്. ഇതിനോടൊപ്പം തന്നെ ആപേക്ഷികത വാദം മാറ്റങ്ങള്‍ക്കു വിധേയമാക്കണം എന്നതിന്റെ സൂചനയാണ് ഈ പരീക്ഷണം എന്നും കരുതുന്നവര്‍ ഉണ്ട്. ഭൌതിക ശാസ്ത്രത്തില്‍ അടിസ്ഥാന തത്വങ്ങളില്‍ മാറ്റം വരുത്തിയാലെ ഇതിനു സാധിക്കുകയുള്ളൂ.
ചുരുക്കത്തില്‍ OPERA പരീക്ഷണം ഭൌതിക ശാസ്ത്രത്തെ ശക്തമായ ധര്‍മ സങ്കടത്തില്‍ എത്തിച്ചിരിക്കുകയാണ്. ഇതിനെ സാധൂകരിക്കുവാന്‍/തള്ളിക്കളയുവാന്‍ അമേരിക്കയിലെ ഫെര്‍മി ലാബും കൂടുതല്‍ പരീക്ഷണങ്ങളിലേക്ക് കടക്കുകയാണ്. കൂടുതല്‍ ഫലങ്ങള്‍ പുറത്തു വരുവാന്‍ ഏകദേശം 2012 വരെ കാത്തിരിക്കേണ്ടി വരും. അതിനായി ആകാംഷയോടെ കാത്തിരിക്കുകയാണ് ഭൌതിക ശാസ്ത്ര ലോകം.
Dear Author,
ReplyDeleteI think relativity doesn't prevent the existence of the particle which travel faster than light. It only says that light velocity is same in all the reference frame. Even the existence of tachyon comes from the relativistic equation with a complex mass. I have read that the observed mass of muon neutrino is less than that of theoretically predicted value. If that is true the complex part of the mass contribute the missing portion. I think the experiment probably be right and the particle might be a tachyon. There are theoretical works saying like this much before this experiment. I think that lead them to do this specific experiment by spending millions of Euros.
This comment has been removed by the author.
ReplyDeleteDear Kizhakkeveli
ReplyDeleteEven if your explanation is true, it is something really new in fundamental physics.