डॉ. माणिक कोतवाल
गेल्या आठवड्यात नोबेल विजेते वैज्ञानिक सर पीटर हिग्ज यांनी अखेरचा श्वास घेतला. त्यांचे नाव मूलकण विज्ञानाच्या इतिहासात कायमचे कोरलेले राहणार. विश्वनिर्मितीच्या गाभ्याशी असलेल्या मूळ चैतन्याचा प्रवास निराकाराकडून साकाराकडे कसा झाला, म्हणजेच चैतन्यमय मूलकणांना वस्तुमान कसे प्राप्त झाले, हा कूटप्रश्न हिग्ज यांनी मांडलेल्या ‘हिग्ज क्षेत्र’ आणि ‘हिग्ज बोझॉन’ मूलकण यांच्या सिद्धान्तामुळे सुटला. या संशोधनात मोलाचा वाटा असलेल्या मराठी शास्त्रज्ञाच्या आदरांजलीसह हिग्ज यांच्या कार्याची महत्ता सांगणारा लेख….
‘सापडला, सापडला, देवकण सापडला’ अशा ‘हिगस्टेटिया’च्या चिवचिवाटाने ४ जुलै २०१२ या दिवशी जगभरचे ट्विटर्स निनादत होते, तेव्हा जाणते-अजाणते असे सारेच जण एका अद्भुत, अनामिक थराराने शहारून गेले होते. जाणत्यांसाठी हा एक मोठा साफल्याचा क्षण होता, पण अजाणत्यांना काय कळत होते? असाध्य रोगांवरचा रामबाण उपाय असलेली लस कुणा साल्क नावाच्या वैज्ञानिकाने शोधली हे कळू शकते. माणसाचे पाऊल चंद्रावर पडले हे कळू शकते. मात्र, स्वित्झर्लंडमधील ‘सर्न’ प्रयोगशाळेमध्ये (Centre Europeane de la Recherche Nuclear) जगभरचे पदार्थ वैज्ञानिक एका पळपुट्या, चकव्या मूलकणाचा जिवाच्या आकांताने छडा लावताहेत- थोडीथोडकी नाही तर पाच दशके. आणि त्याला पकडण्यासाठी ‘लार्ज हेड्रॉन कोलायडर’ नावाची जगङ्व्याळ यंत्रणा त्यांनी उभी केली. १० बिलियन डॉलर पाण्यासारखे खर्च केले. हे सगळे ऐकायला थरारक, पण हा उपद्व्याप कशासाठी हे समजायला कठीणच वाटत होते.
हेही वाचा : गीतांचा भीमसागर…: चळवळीची गाणी…
पण ज्यांनी ते समजून घ्यायचा थोडाफार प्रयत्न केला, त्यांना त्याचं मर्म जाणवलं. बोझॉन ( Boson) हा एक आदिम मूलकण! भारतीय पदार्थवैज्ञानिक सत्येंद्रनाथ बोस यांनी मूलकणाच्या या प्रकाराची संकल्पना मांडली म्हणून बोझॉन हे नाव! त्यातील एका विशिष्ट जातीच्या मूलकणाला प्रा. पीटर हिग्ज यांचे नाव दिले गेले. या ‘हिग्ज बोझॉन’च्या अस्तित्वावर ‘सर्न’मध्ये शिक्कामोर्तब झाले. या घटनेचे महत्त्व असे की, त्यामुळे आपल्या दृष्टिगोचर, चराचर विश्वाचाच खुलासा आपल्याला मिळू शकतो आहे. या मूलकणाचे अस्तित्व हे एकमेव कारण आहे ज्यामुळे अखिल विश्वाला वस्तुमान ( Mass) प्राप्त झाले आहे.
विश्वातील मूलकण ऊर्जेने, चैतन्याने भारित आहेत. पण ते चैतन्य आविष्कृत होण्यासाठी, हिग्ज बोझॉन या मूलकणाकडून प्रेरणा मिळणे आवश्यक आहे, अशा प्रेरित चैतन्याचा दृश्य आविष्कार म्हणजेच ग्रह, तारे, आकाशगंगा, दीर्घिका, आपली बाग, आपला लाडका भूभू आणि आपण स्वत:! ‘हिग्ज बोझॉन’ नसता, तरी ‘आत्मा हरवलेले’ विश्व अस्तित्वात राहिले असतेच, पण ते जाणीवशून्यच राहिले असते, मात्र ‘हिग्ज बोझॉन’ आहे म्हणून आपण संवेदनशील माणसे आहोत आणि आपल्या भोवतालच्या विश्वाकडून आपल्या संवेदनांना प्रतिसादही मिळतो आहे.
प्राध्यापक हिग्ज हे अंतर्बाह्य वैज्ञानिक होते, बुद्धिवादी होते, नास्तिकही होते. शिवाय त्यांना हेही माहीत होते की, ‘गॉड पार्टिकल’ या शब्दांना अगदी वेगळाच आणि काहीसा विचित्र विनोदी संदर्भ होता. त्यांनी स्वत: १९६० च्या दशकामध्ये या मूलकणाची संकल्पना मांडली आणि इतर वैज्ञानिकांनी ती उचलून धरली. वैज्ञानिकांच्या तीन पिढ्या जंग जंग पछाडून उलटून गेल्या.
हेही वाचा : गीतांचा भीमसागर… : दलितांच्या सुरांना अंत नाही!
प्रा. हिग्ज स्वत: स्वभावाने संकोची होते, प्रसिद्धीचे त्यांना वावडेच होते. १९६० च्या दशकामध्ये, ‘मूलकणांना वस्तुमान कसे प्राप्त होते’ या कूटप्रश्नापाशी वैज्ञानिक जग अडकून बसले होते. सहा वैज्ञानिकांची एक छोटी टीम एडिंबर्गमध्ये या संदर्भात संशोधन करीत होती. प्रा. हिग्ज तेव्हा रसायनशास्त्रातील काम सोडून या टीममध्ये सामील झाले.
पुंजवादाचे भीष्माचार्य मानले गेलेले पॉल डिरॅक हे हिग्ज यांचे शाळाबंधू होते. डिरॅक यांनी काहीशा धूसर स्वरूपामध्ये अशा एका ‘क्षेत्रा’ची संकल्पना केली होती, ज्यामध्ये ‘बोझॉन’नामक ऊर्जापुंज मूलकण बलवाहकाचे काम करतात आणि आपापसात ऊर्जेची रिले शर्यतीसारखी देवाणघेवाण करीत राहतात. प्रा. हिग्ज यांनी डिरॅक यांच्या या संकल्पनेला पुढे नेले आणि अधिक विस्ताराने ती आपल्या शोधनिबंधामध्ये मांडली. त्यानंतर, मूलकण विज्ञानाचे आणखी एक दिग्गज वैज्ञानिक स्टिवन वैनबर्ग यांनी या ‘बोझॉनक्षेत्रा’मधील मूलकणाला मध्यवर्ती स्थान देऊन आपले ‘बल-एकत्रीकरणा’चे संशोधन अधिक बळकट केले. आपल्या शोधनिबंधामध्ये त्यांनी हिग्ज यांच्या पेपरचा प्रामुख्याने आधार घेतला आणि उल्लेख केला ( Cite केले) वैज्ञानिकजगतामध्ये या बाबीला फार मान असतो. त्यामुळे अशा संकल्पित मूलकणाला हिग्ज यांचे नाव मिळाले. या गोष्टीचा हिग्ज यांना नेहमी संकोचच वाटला आणि त्यांच्या सहकारी वैज्ञानिकांना वैषम्य!
नाव कोणाचे मिळाले हा मुद्दा वेगळा; परंतु या मूलकणाचे महत्त्व अनन्यसाधारणच होते. ‘सर्न’च्या श्रेष्ठ संचालिका फेबिओला जिओनाटी यांच्या शब्दात ‘या मूलकणाने दोन हेतू साध्य केले- वस्तुमानाचे कोडे सुटले आणि त्यापेक्षा महत्त्वाचे म्हणजे मूलकण विज्ञानाचे आधारभूत प्रारूप- ज्याचे नाव Standard Model Theory ( SM) असे आहे- त्याला ‘कुजके-सडके फळ’ म्हणून फेकले जाण्यापासून वाचवले.
हे प्रारूप मूलकण वैज्ञानिकांच्या देव्हाऱ्यातले आराध्यदैवतच! त्याच्यावर अशी आणीबाणीची स्थिती का ओढवली होती? हिग्ज यांच्या पूर्वसूरींनी काही दशके झटून हे प्रारूप उभे केले होते.
विश्वयंत्रणेला नियंत्रित स्वरूपाचे अब्जावधी वर्षे चालू ठेवणारी तीन इंजिने वैज्ञानिकांनी मानली- दुर्बल बल, सबल बल आणि विद्याुत चुंबकीय बल! ही तीन बले आणि त्यांचे वाहक बोझॉन्स यांची एक नीटनेटकी आणि डौलदार (Elegant) रचना रट प्रारूपांमध्ये मांडली गेली. परंतु त्यामध्ये एक ठळक त्रुटी सर्वांना जाणवत होती. या सर्व मूलकणांना ‘वस्तुमान’ असते असे गृहीत धरलेले होते. या वस्तुमानाला अस्तित्वात कोण आणतं, कोण याचा प्रेरक आहे, या प्रश्नाचे वैज्ञानिक उत्तर मिळत नव्हते.
आता SM प्रारूपामध्ये हिग्ज बोझॉन प्रवेश करता झाला. अखिल विश्व एका ऊर्जाक्षेत्राने व्यापलेले आहे. ऊर्जेने भारित असे मूलकण या क्षेत्रामधून आपला मार्ग कापत जातात. हे ऊर्जाक्षेत्र ‘हिग्ज बोझॉन’ या मूलकणांनी गच्च भरलेले आहे. हा ‘हिग्ज बोझॉन’ ऊर्जाभारित मूलकणांकडे आकर्षित होतो. जितकी ऊर्जा उच्च, तेवढे हिग्ज बोझॉनचे प्रमाण अधिक आणि ऊर्जा कमी तेवढे हिग्ज बोझॉन कमी, असे गणित आहे. ‘हिग्ज बोझॉन’ चिकटण्यामुळे वस्तूला घट्टपणा येतो व जडत्व अस्तित्वात येते. ‘हिग्ज बोझॉन’चे अस्तित्व सिद्ध होणे हे SM प्रारूपाच्या वैधतेसाठी अशा रीतीने आवश्यक होते.
हेही वाचा : हे विचार, हे जगणं दृश्यात आणलं पाहिजे…
भविष्यातील विविध दालनांचे दरवाजे त्यांच्या डोळ्यांसमोर उघडले जात होते. एक शक्यता एकसारखी त्यांच्या मनात डोकावत होती. आत्ता सिद्ध झालेला ‘मूलकण’ हा एका विस्तारित ‘हिग्ज परिवारा’चा सदस्य असू शकेल. तसे असल्यास इतर प्रत्येक सदस्य मूलकणांचे आपापले ऱ्हासमार्ग असतील आणि त्या प्रत्येक ऱ्हासमार्गातून नवनवे संशोधन होऊ शकेल. उदाहरणार्थ, कृष्ण जडतत्त्व आणि त्याच्याविरुद्ध असेलेली कृष्णऊर्जा यांचा अभ्यास करणारे संशोधक हिग्ज बोझॉनचा आधार घेऊन नवेनवे सिद्धान्त मांडू शकतील.
SM प्रारूपामध्ये ज्याचा समावेश होऊ शकत नाही असे गुरुत्वीय बलदेखील आता अभ्यासले जाऊ शकेल. या बलाचे वहन करणारा मूलकण ग्रॅव्हिटॉन नावाने ओळखला जातो. हिग्ज परिवारामधील एखादा सदस्य हिग्ज बोझॉन वैज्ञानिकांना या ग्रॅव्हिटॉनकडे नेऊ शकतो. प्रा. हिग्ज यांच्या मनात या भावी काळातील शक्यता घोळत होत्या, त्या ४ जुलै २०१९ या दिवशी! त्यानंतर पुलाखालून बरेच पाणी वाहिले. जगभरातले विविध वैज्ञानिक या शक्यतांचा कसून अभ्यास करत आहेत. या सर्व अथक पथिकांच्या मेळाव्यात माझा मुलगा डॉ. आशुतोष अग्रभागी आहे. मूळ ‘हिग्ज बोझॉन’च्या संशोधनाला त्या वेळी वैज्ञानिक जगतामध्ये ‘५-सिग्मा’ पातळीची मान्यता मिळाली होती, तर सन २०२२ मध्ये आशुतोषने प्रसिद्ध केलेल्या ‘W बोझॉन’ मूलकणाच्या संशोधनाला ‘७-सिग्मा’ पातळीची मान्यता मिळाली आहे.
हेही वाचा : आम्ही डॉक्युमेण्ट्रीवाले: अचंबित करणाऱ्या गोष्टी…
शिवाय, हेही सांगावेसे वाटते की, सन २०१२मधील ‘हिग्ज बोझॉन’ संशोधनाला मोठा हातभार लागला होता तो आशुतोषने त्रिकोण पद्धतीने ‘हिग्ज बोझॉन’चा नक्की ठावठिकाणा (म्हणजे २५ बिलिअन Giga electron volt इतके वस्तुमान असलेला मूलकण) सांगितल्यामुळे! एक भारतीय संशोधक म्हणून वाचकांना माहीत असावे या हेतूने हा उल्लेख!
महान शिक्षक, गुरू, शास्त्रज्ञांचे प्रेरणा स्थान असलेल्या पीटर हिग्ज या स्थितप्रज्ञ वैज्ञानिकाने केलेल्या संशोधनाच्या ऋणाईत आपण आणि पुढल्या पिढ्याही असणार आहेत.
vijayykotwal@gmail.com
