परमाणु टुक्र्याउने नयाँ यन्त्रले विज्ञानमा ‘नयाँ क्रान्ति’ ल्याउन सक्छ

काठमाडौं,स्विट्जरल्यान्डस्थित विश्वकै सबैभन्दा ठूलो प्रयोगशालामा अनुसन्धान गरिरहेका वैज्ञानिकहरूले एउटा नयाँ र अझ ठूलो ‘सुपरकलाइडर’ बनाउनका लागि एउटा प्रस्ताव अघि सारेका छन्।

उक्त विशाल यन्त्र प्रयोग गरेर ‘नयाँ कणहरू पत्ता लगाउन सकिने र त्यसबाट भौतिकशास्त्रमा क्रान्ति हुने अनि ब्रह्माण्ड कसरी सञ्चालित हुन्छ भन्ने कुरा बुझ्न सकिने’ अपेक्षा उनीहरूको छ।

प्रस्ताव पारित भयो भने निर्माण हुने यन्त्र अहिले विद्यमान त्यस्तो प्रकृतिको यन्त्रभन्दा तीनगुना ठूलो हुने छ।

त्यो विशालतम यन्त्र बनाउन सुरुमा झन्डै १७ अर्ब पाउन्ड (अर्थात् २८.४० खर्ब नेपाली रुपैयाँ) लाग्ने छ। उक्त रकम युरोपेली परमाणु अनुसन्धान सङ्गठन ‘सर्न’ को सदस्य बनेका यूकेसहितका देशबाट प्राप्त हुने छ।
केही वैज्ञानिकहरूले उक्त परियोजना निकै महँगो भएको भन्दै त्यसको आवश्यकताबारे प्रश्न गरेका छन्। एक विज्ञले उक्त यन्त्र बनाउन लाग्ने खर्चलाई “उत्ताउलो” को सङ्ज्ञा दिएका छन्।

लार्ज ह्याड्रन कलाइडर (एलएचसी) ले सन् २०१२ मा ‘हिग्स बोसन’ नामक नयाँ कण पत्ता लगाएको थियो। त्यसलाई सो यन्त्रको सबैभन्दा ठूलो उपलब्धि मानिन्छ। तर भौतिकशास्त्रीहरूले खोजी गरिरहेका दुई कुरा – डार्क म्याटर र डार्क एनर्जी – फेला पार्ने उद्देश्य भने पूरा हुन सकेको छैन। केही अनुसन्धानकर्ताहरू कम खर्चिलो उपायबाट पनि ती कुरा पत्ता लगाउन सकिने ठान्छन्।

नयाँ यन्त्रलाई ‘फ्यूचर सर्क्युलर कलाइडर’ (एफसीसी) भनिने छ। ‘सर्न’का महानिर्देशक प्रा फाबिओला जानोट्टीले त्यो यन्त्र “सुन्दर” हुने बीबीसीलाई बताइन्।

“आधारभूत भौतिकशास्त्रमा विद्यमान हाम्रो ब्रह्माण्डको ज्ञानबारे उत्तर दिन ठूलो फड्को मार्न मानवजातिका लागि यो एउटा साधन हो। अनि त्यसो गर्न हामीलाई अझ शक्तिशाली उपकरण चाहिन्छ,” उनले भनिन्।
बीबीसीका पल्लब घोष र केट स्टीभन्सले युरोपमा निर्मित संसारकै सबैभन्दा ठूलो प्रयोगशालाको भ्रमण गरेर वैज्ञानिकहरू अझ त्योभन्दा ठूलो संरचना चाहन्छन् भन्ने उत्तर खोज्ने प्रयास गरेका छन्।

‘सर्न’ स्विट्जरल्यान्ड र फ्रान्सको सीमामा जिनीभानजिकै छ।

एलएचसीमा २७ किलोमिटर परिधि भएको भूमिगत वृत्ताकार सुरुङ छ। यसले परमाणुभित्रको एक सूक्ष्म कण अर्थात् ह्याड्रनलाई झन्डै प्रकाशको गतिमा सुल्टो र उल्टो दिशामा घुमाउँछ। त्यसो गर्दा कुनै बिन्दुमा पुगेपछि परमाणुहरू एकआपसमा ठोकिन्छन्।
अहिले संसारमा भएका अरू यन्त्रले भन्दा एलएचसीले परमाणुहरूलाई कडा गरी एकआपसमा ठोक्काउँछ।

परमाणु टुक्रिएपछि बाँकी हुने साना कणहरूले अणुहरू केबाट बनेका हुन्छन् र तिनले कसरी एकअर्कासँग अन्तरक्रिया गर्छन् भन्ने बुझ्न वैज्ञानिकहरूलाई सघाउँछन्।
क्रान्तिकारी आविष्कारको तयारी
एलएचसीले १० वर्षअघि पत्ता लगाएको ‘हिग्स बोसन’ निकै ठूलो उपलब्धि थियो।

सन् १९६४ मा स्कटिश भौतिकशास्त्री पिटर हिग्सले ब्रह्माण्डमा भएका सबै कणलाई तिनको स्वरूप दिने एउटा छुट्टै तत्त्व हुने अनुमान गरेका थिए। एलएचसीमा सन् २०१२ मा बल्ल त्यो मूलभूत तत्त्व पत्ता लाग्यो।

सब-अटोमिक अर्थात् उपपारमाणविक भौतिकशास्त्रमा अहिले प्रचलित सिद्धान्तमा त्यो आविष्कारले नयाँ रहस्य थपिदियो। त्यसलाई ‘स्ट्यान्डर्ड मोडल’ भनिएको छ।
प्रस्तावमा एफसीसी दुई चरणमा बनाइने उल्लेख गरिएको छ। पहिलो चरणको निर्माण सकिएपछि एफसीसी सन् २०४० को दशकको मध्यतिर सञ्चालनमा आउने छ र त्यसमा इलेक्ट्रनहरूलाई एकआपसमा ठोक्काउन थालिने छ।

बढी ऊर्जा उत्सर्जित हुँदा ठूलो सङ्ख्यामा हिग्स बोसन उत्पन्न हुने र वैज्ञानिकहरूले विस्तृत अध्ययन गर्न पाउने आशा गरिएको छ।
दोस्रो चरण चाहिँ सन् २०७० को दशकमा सुरु हुने छ। त्यसका लागि निकै शक्तिशाली र उन्नत चुम्बकहरूको आवश्यकता पर्छ। त्यस्तो चुम्बकको आविष्कार अझै भइसकेको छैन। नयाँनयाँ कणको खोजी गर्न त्यसमा इलेक्ट्रनको साटो गह्रुँगा प्रोटन प्रयोग गरिने छ।

एफसीसीको परिधि ९१ किलोमिटर अर्थात् एलएससीको भन्दा झन्डै तीन गुना हुने छ भने त्यसको गहिराइ दुई गुना हुने छ। उच्च ऊर्जाका कारण निस्किने शक्तिशाली विकिरण पृथ्वीको सतहमा पुग्न नदिन यो यन्त्र जमिनमुनि निकै तल राख्नुपर्ने भएको हो।

डार्क एनर्जी र डार्क म्याटर के हुन्?
वैज्ञानिकहरूलाई त्यति ठूलो कलाइडर किन आवश्यक परेको हो त ?

निर्माण लागत ३.७५ अर्ब पाउन्ड भएको एलएचसीले सन् २००८ देखि काम गर्न थालेको हो। तर एलएचसीले ब्रह्माण्डको संरचनाको ९५% कुरा व्याख्या गर्न सघाउने कणहरू फेला पार्न सकेको छैन।

वैज्ञानिकहरू अझै दुइटा अज्ञात कुरा खोज्दै छन् – डार्क एनर्जी र डार्क म्याटर। डार्क एनर्जी त्यस्तो बल हो जुन गुरुत्वभन्दा विपरीत हुन्छ र त्यसले ब्रह्माण्डमा आकाशगङ्गाजस्ता कुरालाई टाढाटाढा पुर्‍याइदिन्छ। डार्क म्याटर भेटिँदैन तर गुरुत्वमार्फत् त्यो भएको महसुस गर्न सकिन्छ।
“हामीले निकै ठूलो कुरो अझै फेला पारेका छैनौँ,” प्रा जानोट्टीले भनिन्।

उनका अनुसार डार्क एनर्जी र डार्क म्याटर पत्ता लाग्ने हो भने ब्रह्माण्ड कसरी चल्छ भन्ने एउटा बलियो सिद्धान्त तयार हुन्छ। त्यसका लागि एफसीसी आवश्यक परेको उनको तर्क छ।
आलोचना किन
दुई दशकअघि ‘सर्न’मा कार्यरत धेरै अनुसन्धानकर्ताहरूले एलएचसीले ती रहस्यमय तत्त्व फेला पार्ने अनुमान गरेका थिए। तर त्यसो भएन।

केही वैज्ञानिकहरू नयाँ यन्त्र पनि त्यो काम गर्न सफल हुन्छ भन्नेमा आशङ्का व्यक्त गर्छन्। फ्राङ्क्फर्ट इन्स्टिट्यूट अफ एड्भान्स्ड स्टडिजकी सबिन होसेन्फेल्डर तीमध्ये पर्छिन्।

“पार्टिकल फिजिक्सको अनुसन्धान क्षेत्र ठूलो छ र त्यसलाई पहिलादेखि नै राम्ररी आर्थिक सहयोग दिइएको छ। यो शाखा न्यूक्लिअर फिजिक्सबाट बनेको हो र यो यथोचित आकारमा सीमित हुनुपर्छ – अहिलेको आकारको दशांशजत्रो,” उनले भनिन्।
बीबीसी न्यूजसँग कुरा गर्दै कुनै बेला यूके सरकारका प्रमुख वैज्ञानिक सल्लाहकारको भूमिका निर्वाह गरेका प्रा सर डेभिड किङले यो परियोजनाका लागि १७ अर्ब पाउन्ड खर्च गर्नु “उत्ताउलो” हुने बताए।

“विश्वले जलवायु सङ्कटका कारण खतराहरू खेप्नुपरेको बेला के अनुसन्धानका लागि उपलब्ध गराइने त्यो रकम नियन्त्रणीय भविष्य निर्माण गराउने प्रयासमा खर्च गर्न दिनु बुद्धिमत्ता हुँदैन र?”
अनि सूक्ष्मातिसूक्ष्म कणहरूको अध्ययन गर्दै आएका भौतिकशास्त्रीहरू त्यति विशाल र वृत्ताकार कलाइडरको निर्मा गर्दा उद्देश्यपूर्ति गर्न सहयोग पुग्छ भन्नेमा एकमत छैनन्।

ग्लास्गो यूनिभर्सिटीमा कार्यरत प्रा आइडन रब्सनले त्यस्तो यन्त्र सीधा रेखामा निर्माण गर्नु कम खर्चिलो हुने बीबीसीलाई बताए।

“त्यसका तीनवटा फाइदा छन्। पहिलो, रेखाकार यन्त्र चरणबद्ध रूपमा बनाउन सकिन्छ। दोस्रो, खर्च पनि फरक हुन्छ – प्रारम्भिक चरणका लागि कम खर्च लाग्छ। तेस्रो, सुरुङ छोटो हुन्छ र त्यो चाँडै बनाउन सकिन्छ,” उनले भने।

तर ‘सर्न’ले एफसीसी नै रुचाएको छ। उक्त संस्था ७० सदस्यराष्ट्रबाट आफ्नो प्रस्तावबारे आएका प्रतिक्रिया अध्ययन गर्ने प्रक्रियामा छ।(बीबीसी)