Strange Matter – கார்த்திக் ஸ்ரீநிவாசன்

​ இந்தப் புதிரான பொருளைப் பற்றிய முழுமையான புரிதல் நமக்கு இன்னும் வரவில்லை, புரிந்தது ஒன்றே ஒன்றுதான் - அந்தப் பொருளுடன் எந்த பொருள் சேர்ந்தாலும், சேரும் பொருளை அந்தப் பொருள் விழுங்கி, ஜீரணித்து, அதனையும் புதிரான பொருளாக மாற்றி விடும்! அது உயிருள்ள பொருளோ அல்லது வேறு எதுவாக இருந்தாலும் - கற்கள் முதற்கொண்டு மண், மலைகள், கோள்கள், நட்சத்திரங்கள் வரை!
 
இந்தப் புதிரான பொருளைப் பற்றி ஒரு ஆரம்ப புரிதலைக் கொள்ள நமக்கு நியூட்ரான் நட்சத்திரங்கள் (neutron stars) மற்றும் நியூட்ரான்கள் (neutrons), ப்ரோட்டான்கள் (protons) ஆகிய அணுக்கூறுகளின் அடிப்படைப் புரிதல்கள் அவசியம்!
 
பிரபஞ்சத்தில் உள்ள பொருட்கள் அனைத்தும் அணுக்களால் ஆனது, அணுக்கள் - அணு மையமும் (nucleus) எலக்ட்ரான்களும் (electrons) கொண்டது. அணுவின் மையத்தில் ப்ரோட்டான்களும் நியூட்ரான்களும் இருக்கின்றன. அந்த புரோட்டான்களும் நியூட்ரான்களும், க்வார்க்குகளால் (quarks) உருவாக்கப்பட்டு இருக்கின்றன. ஒவ்வொரு ப்ரோட்டானுக்குள்ளும், நியூட்ரானுக்குள்ளும் 3 க்வார்க்குகள் இருக்கின்றன. அந்த மூன்று க்வார்க்குகளும் க்ளுவான்களால் (gluons) இணைக்கப்பட்டிருக்கின்றன. க்வார்க்குகள் ஆறு வகைப்படும், அவை - Up, Down, Charm, Top, Bottom, Strange எனப்படும். துகள் இயற்பியல், இப்போதைக்கு இவ்வளவு போதும்!
 
எந்த ஒரு பொருளும் அணுக்களால் ஆனது என்ற அடிப்படை அறிவியல் நமக்கு நன்றாகத் தெரியும். நம் உடல், மரம்-செடி-கொடிகள், கல், மண் என அனைத்தும் அணுக்களால் ஆனதே. சில பொருட்கள் வளைந்து கொடுக்கும், சில பொருட்கள் வளைந்து கொடுக்காது. நம் உடலின் ஒரு பகுதியை ஒரு விரலால் அழுத்தினால் அது சற்றே உள் வாங்கி வளைந்து கொடுக்கும். ஒரு அளவிற்கு மேல் விரல் உள்ளே செல்லாது அந்த இடத்தில் இருக்கும் அணுக்கள் (செல்களில் இருப்பது) சற்று விலகுவதால் அவ்வாறு செய்ய முடிகிறது. அதே ஒரு இரும்புத் துண்டை அவ்வாறு விரலால் அழுத்தினால் வளைந்து கொடுக்குமா என்றால், கொடுக்கும் - ஆனால் அது நம்மால் உணர முடியாத அளவிற்கு இருக்கும்.   

​

​அழுத்தத்தை நாம் ஓர் அளவிற்கு மேல் கொடுக்க முடியாது. உதாரணத்திற்கு நாம் ஒரு இரும்புத் துண்டை அழுத்திக் கொண்டே இருக்கிறோம் என வைத்துக் கொள்வோம், மேலும் மேலும் அழுத்தம் கொடுத்தால் என்ன ஆகும்? விரல் வலிக்கும் என்பதை விட்டுவிட்டு, நம்மால் அழுத்த முடியும் என்று எடுத்துக்கொள்வோம்! அவ்வாறு அழுத்திக் கொண்டே போனால், நாம் அழுத்தப்படும் அணுக்களில் இருக்கும் மையங்கள் ஒன்றிணைந்து, ஒரு புதிய பொருளை உருவாக்கும். சூரியன் போன்ற நட்சத்திரங்களில் இதுதான் நடக்கிறது. அதிக அழுத்தத்தின் காரணமாக சூரியனுக்குள் இருக்கும் ஹைட்ரஜன் அணுக்கள் ஒன்றோடொன்று இணைந்து ஹீலியமாக மாறுகிறது, அதாவது ஒரு பொருள் மற்றொரு பொருளாக மாறுகிறது!
 
ஒரு நட்சத்திரம், தான் பிறந்தது தொடங்கி ஹைட்ரஜன் அணுக்களை அழுத்தி ஹீலியம் அணுக்களாக மற்றும். அதன் பின், அதன் எடையைப் பொறுத்து ஹீலியம் அணுக்களை வேறு அணுக்களாகவோ அல்லது, சிதறி நியூட்ரான் நட்சத்திரமாகவோ மாறும். (நட்சத்திரங்களின்  பிறப்பு-இறப்பு சுழற்சி பற்றித் தனியாகப் பார்ப்போம்).
 
நட்சத்திரங்கள் இறக்கும் போது, சிறிய நட்சத்திரங்கள், நியூட்ரான் நட்சத்திரங்களாகவும், பெரிய நட்சத்திரங்கள் கருந்துளைகளாகவும் மாறும். நியூட்ரான் நட்சத்திரங்கள் பொதுவாக சிறிய அளவில் மட்டுமே இருக்கும், அதன் விட்டம் சுமார் 10 முதல் 15 கிலோமீட்டர்கள் தான் இருக்கும்! ஆனால் நம் சூரியனை விட ஒன்றரை மடங்கு எடை அதிகமாக இருக்கும். ஒரு நியூட்ரான் நட்சத்திரத்தில் இருந்து, ஒரு ஸ்பூன் அளவு பொருளை எடுத்தால் அதன் எடை சுமார் 10 மில்லியன் டன்களாக இருக்கும்!
 
இந்த நியூட்ரான் நட்சத்திரங்களைப் பற்றிய ஒரு அனுமானம் என்னவென்றால், அது ஓர் அளவிற்கு மேல் அழுத்தம் தாங்காமல் வெடித்துச் சிதறும். அவ்வாறு வெடித்துச் சிதறும் போது அது ஒரு க்வார்க் நட்சத்திரமாக (quark star) மாறும், அந்த க்வார்க் நட்சத்திரமும் அழுத்தம் காரணமாக சிதையும் நேரத்தில், ஒரு வகை விசித்திரமான க்வார்க்குகள் (strange quarks) உருவாகும்! அந்த வகை விசித்திரமான க்வார்க்களைத்தான் "புதிரான பொருள்" என்று அழைக்கிறோம், காரணம் அதன் செயற்பாடுகள் பற்றிய புரிதல் நமக்கு இன்னும் வரவில்லை! இதுவரை இந்த strange க்வார்க்களை நாம் நேரடியாகக் கண்டதில்லை, அணுகியதுமில்லை. இந்த strange க்வார்க்குகள் பிரபஞ்சத்திற்கே ஆபத்தை விளைவிக்கலாம் என்பது ஒரு அறிவியல் அனுமானம்!
 
ஒரு மெய்நிகர் சோதனை (virtual experiment) செய்வோம். ஒரு இரும்புக் குண்டை எடுத்து அதன் அனைத்து பக்கங்களிலும் அழுத்தம் கொடுப்போம். கொடுக்கப்படும் அழுத்த விசை அதிகரிக்க-அதிகரிக்க, அந்த இரும்புக் குண்டின் அணுக்கரு மையங்கள் ஒன்றிணைய துவங்கும் (fusion). அது ஒரு புதிய தனிமத்தை / பொருளை உருவாக்கும். அந்தப் புதிய பொருளை நாம் strange let என்போம். மேலும் நாம் அழுத்தம் கொடுப்பதைத் தொடர்நது கொண்டே இருந்தால் அவை ஒன்றோடு-ஒன்று மோதி, அழுந்தி புதிய வகைக் க்வார்க்குகளை உருவாக்கும், அவை சாதாரண க்வார்க்களைப் போல் அல்லாமல் வித்தியாசமாக செயல்படக் கூடியதாக இருக்கும்! இப்போது அங்கு இருப்பது இரும்புக் குண்டு அல்ல, அது ஏதோ வேறு வகைப் பொருள், அது என்னவென்று நமக்கு தெரியாது, அந்தப் பொருளின் எடை பன்மடங்கு அதிகரித்திருக்கும். 

நாம் அன்றாடம் பயன்படுத்தும் பொருட்களில் உள்ள அணுக்கள், ஒரு சில விதிகளுக்குக் கட்டுப்பட்டு, ஒரு வரையறைக்கு உட்பட்டு, கோர்வையாக இயங்கக்கூடியது. ஆனால் strangeletகள் அப்படி அல்ல. அதில் உள்ள க்வார்க்குககளின் செயற்பாட்டினை அனுமானிக்க முடியாது. நாம் strangeletகளை உருவாக்கி விட்டால், அதன் பிறகு அதை மாற்றவோ, உடைக்கவோ, சிதைக்கவோ முடியாது. அது அப்படியே பிரபஞ்சத்தை சுற்றிக்கொண்டிருக்கும், எதிர்ப்படும் பொருட்களையெல்லாம் strange let களாக மாற்றிக் கொண்டிருக்கும்!
 
நினைத்துப் பாருங்கள் - குக்கரில் அரிசியை வேக வைத்து - அழுத்தத்திற்கு உட்படுத்துகிறோம். குக்கர் வெடித்து அல்லது திறந்தவுடன் வெளிவரும் சோறு, எதிர்ப்படும் அனைத்துப் பொருட்களையும், அதாவது சமையலறையில் இருக்கும் ஸ்டாவ், பாத்திரங்கள், டைனிங் டேபிள் சேர் என அனைத்தையும் விழுங்கி, வீட்டையும் விழுங்கினால் எப்படி இருக்கும்? பிறகு பக்கத்து வீடு எதிர் வீடு என சுற்றி இருக்கும் செடி-கொடிகள், மண், கற்களின் என அனைத்தையும் வழங்கிக் கொண்டே போனால் எப்படி இருக்கும்? அவ்வாறு விழுங்கிய பொருட்களை மறுபக்கம் வேறு ஒரு பொருளாக மாற்றி வெளியிட்டுக் கொண்டே இருந்தால் எப்படி இருக்கும்? அதுதான் strange let!
 
இதே, ஒரு நியூட்ரான் நட்சத்திரம் வெடித்துச் சிதறி க்வார்க் நட்சத்திரமாக மாறி அதுவும் strange க்வார்க்களாக மாறி, பிரபஞ்சத்தை சுற்றிக்கொண்டு, எதிர்ப்படும் நட்சத்திரங்கள், கோள்கள் அனைத்தையும் விழுங்கி மறுபக்கம் விசித்திரமான குவார்க்குகளாக மாற்றி கொண்டே வந்தால்?  இப்பிரபஞ்சம் முழுவதும் strange க்வார்க்களாக மாறி அழியும். அது ஒரு விண்வெளி படையெடுப்பைப் (space invasion) போல இருக்கும். 
 
இதை எப்படித் தடுப்பது?

நமக்கு இருக்கும் ஒரே ஆபத்பாந்தவன் கருந்துளை மட்டுமே!  ஒருவேளை strange க்வார்க்களைக் கண்டால் எப்படியாவது அவற்றைத் திசை-திருப்பி கருந்துளையை நோக்கி செலுத்த வேண்டும். ஆனால் அதற்குண்டான அறிவியல் அறிவு / தொழில்நுட்பம் நம்மிடம் இல்லை.
 
நல்ல விஷயம் என்னவென்றால், நீங்கள் மேலே படித்தது அனைத்தும் தற்போதைக்கு ஒரு கருதுகோள் (hypothesis) மட்டுமே!  இவற்றை ஆய்வகத்தில் உருவாக்க முடியுமா என்றால் முடியும்! ஆனால் உருவாக்கும் ஆய்வகமே உருகிப் போகும் அளவிற்கு வெப்பம் உண்டாகும் என்பதால் நாம் இதனை உருவாக்கி ஆய்வு செய்ய தற்போதைய சூழலில் வசதியும் தொழில் நுட்பமும் இல்லை!
 
குக்கரில் அழுத்தம் கொடுக்கப்பட்ட அரிசி strange let டாக மாறாமல் சோறாகவே மாறி வரும் என நினைப்போம்!