உலகின் மிகவும் பரிசுத்தமான துகள் மோதிப்பெட்டி தனது அடுத்த கட்டத்துக்குள் நுழைகிறது
CERN, கிட்டத்தட்ட 18 ஆண்டுகளான செயல்பாட்டிற்குப் பிறகு பெரிய ஹாட்ரான் கொளுத்தியை நிறுத்தியுள்ளது. இதன் மூலம் நவீன இயற்பியலின் ஒரு அத்தியாயம் முடிவடைகிறது; அதே நேரத்தில், அடுத்த தசாப்தம் வரை இயந்திரத்தின் அறிவியல் ஆயுளை நீட்டிக்க நோக்கமுடைய ஒரு பெரும் மறுகட்டமைப்பு தொடங்குகிறது. இந்த கொளுத்தி சாதாரண பொருளில் ஓய்வுபெறவில்லை. மாறாக, அது உயர்-ஒளியொளிப்பு LHC-ஆக மறுசீரமைக்கப்படுகிறது; மேம்படுத்தப்பட்ட இந்த பதிப்பு 2030-இல் செயல்பாட்டைத் தொடங்கவுள்ளது, தற்போதைய இயந்திரத்தின் ஒளியொளிப்பை விட 10 மடங்கு அதிகமாக இருக்கும் என எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.
அதனால், இந்த நிறுத்தம் ஒரு முடிவாக அல்ல, ஒரு மூலதன இடைநிறுத்தமாகவே பார்க்கப்படுகிறது. 2008 முதல் ஆராய்ச்சியாளர்கள் அறிந்திருந்த LHC-இலிருந்து கணிசமாக மேம்படுத்தப்பட்ட, மிக அதிக துகள் மோதல்களை உருவாக்கி அவற்றிலிருந்து மிக அதிக தரவுகளை சேகரிக்கக்கூடிய கருவிக்குச் செல்லும் மாற்றமாக இந்த தருணத்தை CERN அதிகாரிகள் விவரிக்கின்றனர். நூற்றாண்டின் மிகப் பெரிய அறிவியல் கண்டுபிடிப்புகளில் ஒன்றில் ஏற்கனவே மையப் பங்கு வகித்த ஒரு இயந்திரத்திற்கு இது குறிப்பிடத்தக்க மாற்றுப்பொறுப்பு.
ஏன் CERN இப்போது நிறுத்துகிறது
மூல உரை, கொளுத்தியின் பிரான்ஸ்-சுவிட்சர்லாந்து எல்லை ஓரமாக அமைந்துள்ள 17 மைல், அல்லது 27 கிலோமீட்டர், வளையத்தின் உள்ளே விரிவான வன்பொருள் மேம்பாட்டை மையமாகக் கொண்ட நான்கு ஆண்டு மேம்பாட்டு காலமாக இந்த நடவடிக்கையை விவரிக்கிறது. தொழிலாளர்கள் புரோட்டான் கதிர்களை மேலும் துல்லியமாகக் குவிக்க வடிவமைக்கப்பட்ட அடுத்த தலைமுறை காந்தங்களை நிறுவுவார்கள். அந்த மாற்றத்தின் நோக்கம் மோதல் விகிதத்தை, அல்லது ஒளியொளிப்பை, பெரிதும் அதிகரிப்பதே. கொளுத்தி இயற்பியலில், அது காலப்போக்கில் பரிசோதனைகள் எத்தனை தொடர்புகளை கவனிக்க முடியும் என்பதை நிர்ணயிக்கிறது.
அதிக ஒளியொளிப்பு என்றால், LHC-ஐ முற்றிலும் வேறொரு சுரங்கம் அல்லது புதிதான தளத்துடன் மாற்றுவது அல்ல. வளையம் அதேபோலவே இருக்கும். மாற்றமடைவது அதற்குள் உள்ள அமைப்புகளின் நுட்பத்தன்மையும், நிகழ்வுகளின் அதிக அடர்த்தியான ஓட்டத்தைக் கையாள வேண்டிய கண்டறிதல் உள்கட்டமைப்பும் ஆகும். CERN அதிகாரிகள், இந்த இயந்திரத்தின் செயல்திறன் எல்லைகளை மீண்டும் கட்டமைத்துக்கொண்டே, முதன்மை கொளுத்தியை சாத்தியமாக்கிய பரந்த கட்டமைப்பை பாதுகாக்கின்றனர்.
இந்த மேம்பாடு LHC-இன் முக்கிய கண்டறிதல்களுக்கும் விரிவடைகிறது. மூல உரையின் படி, ATLAS மற்றும் CMS கண்டறிதல்கள் வினாடிக்கு 5 பில்லியனுக்கும் அதிகமான தொடர்புகளை கண்காணிக்கவும், மிகுந்த சுவாரசியமுள்ள மோதல்களை ஆழ்ந்த பகுப்பாய்வுக்காகத் தேர்ந்தெடுக்கவும் மறுகட்டமைக்கப்படும். அதிக மோதல்கள் என்றாலே அது அறிவியல் ரீதியாக பயனுள்ளதாக மாறாது; உருவாகும் தரவு வெள்ளத்தை கருவிகள் விரைவாகவும் நம்பகமாகவும் வகைப்படுத்த முடிந்தால்தான் அது சாத்தியம்.
முதலாவது LHC-இன் மரபு
செயல்பாடுகளை நிறுத்தும் இந்த முடிவு, LHC ஏற்கனவே எட்டிய சாதனைகளால் அபூர்வமான சின்னார்த்தப் பாரத்தை ஏந்துகிறது. 2008-இல் முதன்முதலில் தொடங்கியதிலிருந்து, இந்த கொளுத்தி அந்த காலத்தின் வரையறை வகுக்கும் அறிவியல் கருவிகளில் ஒன்றாக இருந்தது. அது இயற்பியலாளர்களுக்கு தீவிரமான சூழ்நிலைகளிலும் முன்னெப்போதுமில்லாத ஆற்றல்களிலும் பொருளை ஆய்வு செய்யும் வழியைக் கொடுத்தது; துணைஅணுத் துகள்களின் நடத்தை மற்றும் ஆரம்ப பிரபஞ்சம் பற்றிய புதிய பார்வைகளைத் திறந்தது.
இதன் மிகவும் பிரசித்தமான சாதனை 2012-இல் வந்தது, அப்போது விஞ்ஞானிகள் Higgs boson-க்கான ஆதாரங்களை முன்வைத்தனர். Higgs துகள் நீண்ட காலமாக கோட்பாட்டில் கணிக்கப்பட்டிருந்தது; ஆனால் அதை கண்டறிய LHC வழங்கக்கூடிய ஆற்றலும் துல்லியமும் தேவைப்பட்டது. அந்த கண்டுபிடிப்பு, துகள்கள் நிறை பெறுவதுடன் தொடர்புடைய Higgs புலத்தின் இயந்திரத்தை உறுதிப்படுத்த உதவியது; துகள் இயற்பியலின் Standard Model முன்கணித்திருந்த கடைசி அடிப்படை துகளையும் அது நிரப்பியது.
அந்த முன்னேற்றம் LHC-ஐ உயர்தரத் தோற்றமுடைய ஒரு ஆராய்ச்சி இயந்திரத்தை விட அதிகமாக மாற்றியது. அரசுகளும் நிறுவனங்களும் பல தசாப்தங்களாக ஒரு பேராசையான திட்டத்தை நிலைத்திருக்கும் வகையில் ஆதரிக்கும்போது, பெரிய அளவிலான சர்வதேச அறிவியல் எதைச் சாதிக்க முடியும் என்பதற்கான சின்னமாக அது மாறியது. மூல உரை மேலும் கூறுவதுபடி, இந்த கொளுத்தி quark-gluon plasma போன்ற நிகழ்வுகளை ஆய்வு செய்யப் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளது; இது Big Bang-க்கு உடனடியான பிந்தைய சூழ்நிலைகளுக்கு ஒத்ததாக கருதப்படுகிறது, மேலும் பிரபஞ்சத்தில் பொருள் மற்றும் எதிர்ப்பொருள் இடையேயான சமநிலையின்மையையும் ஆராய்ந்துள்ளது.
இந்த சாதனைகள் காரணமாகவே CERN-இன் அறிவிப்பு ஒரு விழாக்கால நுட்பத்தை ஏந்துகிறது. CERN-இன் ஆக்ஸலரேட்டர்கள் மற்றும் தொழில்நுட்பத்துக்கான இயக்குநர் Oliver Bruning, LHC எதிர்பார்ப்புகளை மீறி, கிட்டத்தட்ட இரண்டு தசாப்தங்கள் பிரபஞ்சத்தைப் பற்றிய புரிதலை மாற்றியதாக கூறினார். செய்தி கடந்தகாலத்தையும் எதிர்காலத்தையும் நோக்குகிறது: தற்போதைய இயந்திரம் தனது வாக்குறுதியை நிறைவேற்றியது, மேலும் மேம்பாடு அந்த அறிவியல் பயணத்தை முடிப்பதற்குப் பதிலாக விரிவாக்குவதற்காக உருவாக்கப்படுகிறது.
அதிக ஒளியொளிப்பு என்ன திறக்கப் போகிறது
High-Luminosity LHC-இன் மைய வாக்குறுதி ஒரு உறுதியான ஒரே கண்டுபிடிப்பு அல்ல; மாறாக, மிகவும் செழுமையான பரிசோதனைச் சூழல். அதிக மோதல்கள் என்றால் அரிதான செயல்முறைகளை கவனிக்கும் வாய்ப்புகள் அதிகம், மேலும் அறியப்பட்ட நிகழ்வுகளை இன்னும் அதிக துல்லியத்துடன் அளவிடும் சாத்தியமும் அதிகம். நடைமுறையில், இது Higgs boson பற்றிய ஆய்வை ஆழப்படுத்த விஞ்ஞானிகளுக்கு உதவ வேண்டும்; Standard Model எங்கு வெற்றிகரமாக உள்ளது, எங்கு அது போதாமையாக இருக்கலாம் என்பதைச் சோதிக்க இது மிக முக்கியமான நுழைவுப் புள்ளிகளில் ஒன்றாக உள்ளது.
மேம்படுத்தப்பட்ட கொளுத்தி Higgs எப்படி செயல்படுகிறது என்பதைப் பற்றிய அவர்களின் புரிதலை பெரிதும் அதிகரிக்கும் என விஞ்ஞானிகள் எதிர்பார்க்கிறார்கள் என்று மூல உரை கூறுகிறது. அது மட்டும் கூட குறிப்பிடத்தக்கதாக இருக்கும். Higgs boson ஏற்கனவே கண்டுபிடிக்கப்பட்டிருந்தாலும், அதன் பண்புகளை விரிவாகப் புரிந்துகொள்வது இன்னும் தொடரும் திட்டமே; அந்த விவரங்கள் முக்கியமானவை, ஏனெனில் கோட்பாட்டு எதிர்பார்ப்புகளிலிருந்து விலகல்கள் புதிய இயற்பியலுக்கான சுட்டுக்களை வழங்கக்கூடும்.
Standard Model-ஐத் தாண்டிய ஆதாரங்களை வெளிப்படுத்த High-Luminosity LHC உதவும் என்றும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் நம்புகின்றனர். மூல உரை குறிப்பாக supersymmetry மற்றும் exotc dark matter துகள்களின் சாத்தியத்தை குறிப்பிடுகிறது. Standard Model-க்கு கணிப்புத்திறன் மிகுந்தாலும், அது அனைத்து முக்கியக் கேள்விகளுக்கும் விடையளிக்கவில்லை என்பதால், இவை துகள் இயற்பியலாளர்களுக்கான நீண்டநாள் இலக்குகளாக உள்ளன. உதாரணமாக, அது dark matter-ஐ முழுமையாக விளக்கவில்லை; மேலும் பிரபஞ்சத்தின் பல ஆழமான கட்டமைப்புச் சிறப்புகளுக்கு இறுதி விளக்கத்தையும் தரவில்லை.
அதிக ஒளியொளிப்பு என்பது, அந்த திறந்த சிக்கல்களை வெளிச்சமிட்டு காட்டக்கூடிய மிக அரிதான நிகழ்வுகளைப் பிடிக்கும் வாய்ப்பை உயர்த்துகிறது. அது மிகப் பெரிய தரவுத் தொகுப்புகளை உருவாக்குவதன் மூலம் நுண்ணிய விளைவுகளை புள்ளியியல் ரீதியில் சோதிப்பதையும் எளிதாக்குகிறது. அந்த வகையில், இந்த மேம்பாடு இப்போது முற்றிலும் வேறொரு கொளுத்தியை கட்டுவதற்குப் பதிலாக, தற்போதைய கொளுத்தியையே அதிகமாகவும் தொலைவாகவும் இயக்குவதன் மூலம் அடுத்த பெரிய முன்னேற்றங்கள் வரக்கூடும் என்ற ஒரு முதலீட்டு முடிவாகும்.
நீண்ட இடைநிறுத்தம், நீண்ட எதிர்காலம்
நான்கு ஆண்டு நிறுத்தம் குறிப்பிடத்தக்கது; 2030 இலக்கு பெரிய அறிவியல் உள்கட்டமைப்பு எவ்வளவு மெதுவாக நகர்கிறது என்பதையும் காட்டுகிறது. ஆனால் இந்த கால அளவு இப்படியான சிக்கலான கருவிக்கு இயல்பானதே. காந்தங்கள், கண்டறிதல்கள், கதிர்க் கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகள், மற்றும் பகுப்பாய்வு செயல்முறைகள் அனைத்தும் மிகுந்த துல்லியத்துடன் மறுவடிவமைக்கப்பட்டு நிறுவப்பட வேண்டும். அதன் விளைவாக, இந்த நிறுத்தக் காலமே பரிசோதனையின் அறிவியல் பயணத்தின் ஒரு பகுதியாக மாறுகிறது; ஓட்டங்களுக்கு இடையிலான சோம்பல் காலமாக மட்டும் இல்லை.
CERN-க்கான சவால், உலகின் மிகவும் பிரசித்தமான கொளுத்தி புதிய மோதல் தரவுகளை உருவாக்காத காலத்தில், பொதுமக்கள் மற்றும் அரசியல் ஆதரவைத் தக்கவைத்துக் கொள்வதுதான். அதற்கு நிறுவனம் தரும் பதில், அதே வளையத்திற்குள் அமையும் இன்னும் திறமையான வாரிசுக்கான தயாரிப்பாக இந்த இடைநிறுத்தத்தை சித்தரிப்பதாகும். எனவே High-Luminosity LHC ஒரு புதிய இயந்திரமாகவே காட்டப்படுகிறது, அதே பழைய இயந்திரத்திலிருந்தே நேரடியாக வளர்ந்திருந்தாலும்.
அந்த framing நம்பகமாகத் தோன்றுகிறது, ஏனெனில் அறிவியல் குதிப்பு உண்மையாகவே குறிப்பிடத்தக்கதாகத் தெரிகிறது. அசல் இயந்திரத்தின் ஒளியொளிப்பை விட 10 மடங்கு அதிகமாக இயங்கும் கொளுத்தி என்பது சிறிய புதுப்பிப்பு அல்ல. அது ஏற்கனவே வரலாற்றுச் சிறப்புமிக்க ஒரு கருவியை இன்னும் கூர்மையான, இன்னும் உற்பத்திவாய்ந்த அடிப்படை இயற்பியல் ஆய்வாக மாற்றும் திட்டமிட்ட முயற்சியாகும்.
அடுத்து என்ன
முதலாவது பெரிய ஹாட்ரான் கொளுத்தி Higgs boson-ஐ உறுதிப்படுத்த உதவியது, மேலும் யதார்த்தத்தின் துணைஅணுக் கட்டமைப்பை சோதிக்கும் மனிதகுலத்தின் திறனையும் விரிவாக்கியது. அடுத்த பதிப்பு இன்னும் மேலே செல்லுமாறு கட்டமைக்கப்படுகிறது: அதிக மோதல்களைப் பிடிக்க, இன்னும் துல்லியமாக அளக்க, மேலும் தற்போதைய இயந்திரம் தெளிவாக தீர்க்க முடியாத நிகழ்வுகளை வெளிப்படுத்தக்கூடும். அது முற்றிலும் புதிய துகள்களை கண்டுபிடித்தாலும் சரி, அல்லது கோட்பாடுகளை இன்னும் இறுக்கமாகக் கட்டுப்படுத்தினாலும் சரி, இந்த மேம்படுத்தப்பட்ட கொளுத்தி 2030களில் துகள் இயற்பியலை வடிவமைக்கும்.
இப்போது CERN-இன் செய்தி எளிதானது. 2008 முதல் அறிவியல் உலகம் அறிந்திருந்த LHC முடிவடைந்துவிட்டது. அதன் இடத்தில், பொறியாளர்கள் மற்றும் இயற்பியலாளர்கள் அதே வளையத்திலிருந்து இன்னும் அதிகத்தைப் பெற வடிவமைக்கப்பட்ட உயர்-ஒளியொளிப்பு வாரிசைத் தயாரித்து வருகின்றனர். முதலாவது இயந்திரத்தின் மரபு கண்டுபிடிப்பாக இருந்தால், அடுத்ததின் பணி ஆழமாக இருக்கும்.
இந்தக் கட்டுரை Universe Today வழங்கிய செய்தி அறிக்கையை அடிப்படையாகக் கொண்டது. அசல் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.
Originally published on universetoday.com
