हिग्स बोसन कण बारे

स्विजरल्यान्डको जेनिवामा सर्न (European Organization for Nuclear Research)बाट विश्वका वैज्ञानिकहरूले ४ जुलाई २०१२ मा हिग्स बोसन कण फेला पार्न सफल भएको घोषणा गरेका छन्। फ्रान्स र स्विजरल्यान्डको सिमानामा २७ किलोमिटर लामो गोलाकार सुरूङमा निर्माण गरिएको लार्ज हेड्रोन कोलाइडर प्रयोगशालामा‍, विपरीत दिशाबाट प्रकाशको गतिमा परमाणुको उपकण प्रोटोन प्रक्षेपण गरी एक आपसमा ठोक्काइ त्यसबाट उत्पन्न हुने परिणामको अत्यन्तै सुक्ष्म अध्ययन गरेर हिग्स बोसन कणको निम्ति लामो अनुसन्धान प्रक्रिया चल्यो जसले द्रव्यमान(mass)को प्रकृतिलाई बुझ्नको निम्ति प्रमुख कुञ्जीको काम गर्छ। गत वर्ष डिसेम्बरमा यहीँ यो कणको अस्तित्व बारे संकेत प्राप्त भएको थियो, अनि यसपल्ट भने प्रगोयद्वारा हिग्स बोसन कण भेटाइयो। वैज्ञानिकहरू यसको गलत हुने सम्भावना तीन लाख मा एक भाग हुन् सक्ने बताएका छन्। प्राय: आधा शताब्दीदेखि भौतिकशास्त्रीहरू बीच सैद्धान्तिक रूपमा रहे तापनि यसको भौतिक अस्तित्वको विषयमा अन्यौलता रहेको थियो। हिग्स बोसन पत्ता लागेको समाचारले विश्वको सञ्चार माध्यम र वैज्ञानिक जगतमा ठूलो सनसनी फैल्यायो। केही दिनका लागि त विश्वनै 'हिग्स'मय भएको थियो।

.........................................................................

आधारभुत कणको खोजमा....

हिग्स कणको निम्ति यो खोजलाई हेर्दा हामीलाई २४०० बर्ष पछिल्तिर जानपर्छ। प्राचीन एथेन्समा दार्शनिकहरूले माझ चर्चाको विषय थियो के बस्तुलाई असिमसम्म भत्काउनु/फुटाउनु सम्भव छ? वा बरू फुटाउदै एउटा यस्तो सानो टुक्रा हामीले भेटछौं, जसलाई अझ फुटाउन सम्भव नै छैन।

     डेमोक्रिटास भन्ने एकजना दार्शनिक उठाउनुभएको प्रश्न के हो भने के यस्तो अविभाज्य कणहरूलेनै स्वर्ग अनि मृत्युलोकमा सबैलाई बनाउँदछ? तिनको सोचअनुसार, ब्रह्माण्ड बस्तु र शुन्यको योगफल हो, अनि वस्तु हो परमाणुको अलगअलग किसिमको समन्वय। वहाको चिन्तन थियो जस्तै ठुलो, त्यस्तै प्रगतिको तिरमा।

     डेमोक्रिटासले उक्त धारणा आफ्ना शिक्षक लिउसीप्पासबाट पाउनुभएका थिएँ हरे। यो धारणा मानवीय युक्तिबोधको समान उमेरको हुनसक्छ, तर जब एकपल्ट डेमोक्रिटासले यसलाई सूत्रबद्ध गर्नुभयो अनि यसलाई एउटा नाम पनि दिनुभयो— परमाणुवाद— यसले एउटा धाराबाहिक जीवन पायो, र हिड्नथाल्यो इतिहासको बाटोमा, दुइ सहस्राब्दी काटीसकेपछि पनि त्यो हिडाइमा, कुनै थकाई छैन!

     अनेकले भन्दछ, डेमोक्रिटासले गरेको धारणा एरिस्टोटल र प्लेटोलाई मनपरेन। वहाको सबै लेख डराउनु होस् भन्ने इच्छा प्लेटोको थियो हरे। परमाणुवाद थियो क्रान्तिकारी अनि साम्यचाहने विचार। यसको मतलब हो, एकैखालको निर्माण खण्डहरू लिएर एकै नियमले पृथ्वी, स्वर्ग, सम्राट, किसान, पुरूष, नारी, बिरूवा र जन्तु, राम्रो र नराम्रो, जिउदो र मृत बनिन्छ— यसले आध्यात्मिक, जैविक वा सामाजिक संसारको अनुक्रम/पदानुक्रमलाई फालिदिन्छ।

     नकारको पहाडलाई बोकेर पनि यो धारणा चुपचाप शताब्दीहरू बिताएर बगिरह्यो, जबसम्म ग्यालिलियो र त्यसपछि अरूले त्यससलाई अँगालेनन्। १८औं शताब्दीमा आएर निरिक्षण-आधारित विज्ञानले डेमोक्रिटासको सपनाको अन्तर्वस्तुलाई जोगाउनथाल्यो। यो त्यो समय थियो जब मादाम क्युरी अनि अन्य पथनिर्देशकहरूले रेडीयोएक्टिभ पदार्थ निरिक्षण शुरू गरे बस्तुको आफ्नो गोप्यता खोल्न सिके। प्रथम कण भौतिकशास्त्रको परीक्षण आर्नेस्ट रदरफोर्डले सन १९०७मा गरे। सुनको तपकतिर रेडीयोएक्टिभ पदार्थ पडकाएर वहाले हेर्नुभयो ज्यादातर कण सिधै जान्छ, तर केहि भने ठक्करले छरपस्ट हुन्छ केहि कण त उल्टो दिशाबाट पनि आएको तिनले देखे। यी परीक्षणहरूसँग जम्मैलाई मिलाए एउटा यस्तो चित्र बनियो, जो डेमोक्रिटासले गरेका सपनासंग धेरै हदसम्म मिल्दो-जुल्दो थियो। सबै चिज, तारादेखि डुंगा भएर मानवशरीरसम्म— सबै तीन किसिमको कणहरू मात्र लिएर बनिएको हुन्छ—प्रोटन, न्युट्रन र इलेक्ट्रन।

     वैज्ञानिकहरूले जसलाई परमाणु भनेका थिएँ, देखापर्यो कि त्यसको विभाजन सम्भव छ, तर आधारभूत कणहरू त्यो सबैको भित्रै निहित छ, ठिक जस्तो डेमोक्रिटासले भनेका थिए। डेमोक्रिटासले बल जस्तो केही चिजको उल्लेख गरेका थिए, जसले परमाणुको व्यवहारलाई नियन्त्रित गर्छ।

.........................................................................

     हिग्स बोसन के हो? र यसको वैज्ञानिक महत्व के छ? भन्ने कुरो राम्ररी बुझ्न परमाणुको संरचना र उपसंरचनाबारे थाहा पाउनु जरूरी छ। स्कुलमा पढ्दादेखि हामीलाई थाहा थियो, परमाणु इलेक्ट्रोन, प्रोटोन, न्युट्रोन जस्ता विभिन्न उपकणले बनेको हुन्छ। तर पछि थाहा भयो कतिपय यस्ता उपकणका पनि उपसंरचना हुन्छन्। उदाहरणका लागि प्रोटोन तथा न्युट्रोन अन्य उपसंरचना मिलेर बनेका हुन्छन्। भौतिकशास्त्रमा कुनै उपसंरचना नभएका परमाणुका कण वा उपकणलाई आधारभूत कण ('फन्डामेन्टल वा इलिमेन्टरी पार्टिकल') भनिन्छ। यी आधारभूत कण मिलेर संयुक्त कण ('कम्पोजिट पार्टिकल') बनेका हुन्छन्। सन् १९६० को दशकदेखि सयौँ यस्ता संयुक्त कण पत्ता लागिसकेका छन्। भौतिकशास्त्रमा सन् १९७० को दशकमा प्रतिपादन गरिएका ‘स्ट्याण्डर्ड मोडेल’ले वस्तुलाई गठन गर्ने आधारभूत कण तथा उपकणको बनावट, व्यवहार, अन्तरक्रियाआदि व्याख्या गर्न कोसिस गर्दछ। यस मोडेलको सिद्धान्त अनुसार १७ वटा आधारभूत कण हुन्छन्। हिग्स बोसन पनि यस्तै एक आधारभूत कण हो। यस 'मोडेल'मा केही कमजोरी छ, जस्तो गुरूत्वाकर्षणको बारेमा, अनि केही प्रयोगात्मक विरोधाभास छ। तरैपनि ‘स्ट्याण्डर्ड मोडेल’ कण भौतिकशास्त्रलाई बुझ्न अनि व्याख्या गर्ने राम्रो पद्धति हो, र यो दिनदिनै विकसित पनि हुँदैछ। हिग्स बोसन बिना पदार्थको द्रव्यमानको उत्पत्तिको व्याख्या गर्न अफ्ट्यारो पर्छ। हिग्स बोसनको अस्तित्व नहुनुको अर्थ स्ट्यान्डर्ड मोडेल गलत हुनु हो, अनि जसले गर्दा कण भौतिकशास्त्रको बारेमा भनिएको कुराहरू गलत हुनसक्छ।

     स्ट्यान्डर्ड मोडेलको एउटा दह्रिलो समझ यस्तो हो कि हाम्रो यो ब्रह्माण्ड हिग्स कणहरू लिएर बनेको एउटा हिग्स क्षेत्रको सागरमा तैरिन्दैछ। यस सागरबाट जाँदाखेरिनै सब-एटोमिक कणहरू द्रव्यमान प्राप्त गर्छ। हिग्स क्षेत्र नभएको भए कुनैपनि कणको— इलेक्ट्रोन होस् कि क्वार्क, त्यसको द्रव्यमान भन्ने केही चिज हुँदैनथ्यो। केवल हिग्स कणको कारणलेनै पदार्थलाई द्रव्यमान प्राप्त हुन्छ, र यसरी नै ग्रह, नक्षत्र, आकाशगंगा लगायत सबै बनिन्छ। सोच्नु होस्, हामीलाई फोटन जस्तो भारहीन कणको बारेमा थाहा छ जो प्रकाशको गतिमा चल्छ। यो हिग्स क्षेत्रसँग कुन पारस्परिक क्रियामा जाँदैन, जस्तो जाँदैछ इलेक्ट्रन वा क्वार्कले। त्यसकारण त्यो भारहीन रहदैजान्छ। अनि भार नहुनुले उ त्यस्तो गतिले कुद्नु सक्छ। तर यस्तो कुदाइएकोले उ अरू केहीसँग जोडिन सक्दैन। जोड्नलाई द्रव्यमान चाहिन्छ। यो जो हामी हाम्रो चारैतिर यत्रो बस्तुकणको समारोह देख्छौ, पहाड, नदी, रूख र मानिस — सबैको द्रव्यमान छ। द्रव्यमान हाम्रो अस्तित्वसँग ओतप्रोतरूपले जोडिएको छ। त्यसकारणले यदी यस्तो कण हामीले पत्तो लगायौ, जुसले ब्रह्माण्डको शुरूवातको समयमा सबैलाई द्रब्यमान दिएको छ, अस्तित्वहिनलाई अस्तित्व दिलाएको छ— त्यसको महत्व असीम हो। ‘हिग्स बोसन’ नै त्यो कण हो।

     ‘हिग्स बोसन’ कणको नाममा ब्रिटिश सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी पीटर हिग्स र भारतीय भौतिक विज्ञानी सत्येंद्रनाथ बोस को नाम जोडिएको छ। तीन वर्ष पहिला युरोपियन अर्गनाइजेसन फर न्युक्लियर रिसर्चले लार्ज हेड्रोन कोलाइडर परियोजनको मेसिन चलाउनुअगाडि पिटर हिग्सको नाम कमैले सुनेका थिए। हिग्स बोसन कणको चर्चा अहिले पुरै विश्वमा भइरहेको छ। पिटर हिग्सले सन् १९६४ मा उक्त कणका बारेमा सिद्धान्त प्रतिपादन गरेका थिए। यस विषयमा हिग्सले दुईवटा शोधपत्र लेखेका थिए। दोस्रो शोधपत्रलाई जर्नल फिजिक्स लेटर्सले खारेज गरेको थियो। हिग्सले त्यसबेला यसलाई तिनीहरूले बुझन नसकेको बताएका थिए। यद्यपि धेरै समयपछि उक्त शोधपत्र अर्को प्रमुख जर्नलले प्रकाशित गरेको थियो। सन् १९९७ मा उनलाई सैद्धान्तिक भौतिक क्षेत्रमा अभूतपूर्व योगदान पुर्यािएकोमा डिरेक मेडलबाट सम्मानित गरिएको थियो। सन् २००६ मा उनले हिग्स एडिनबरा विश्वविद्यालयबाट अवकाश पाएका थिए। हिग्सले पदार्थमा भारको उत्पत्तिसम्बन्धी जुन सिद्धान्त अघिसारेका थिए, त्यसलाई 'हिग्स प्रक्रिया' भनिन्छ। ‘हिग्स बोसन’ कण त्यही मूलभूत कणहरूको समूहको एउटा कण हो जसलाई 'बोसन' कण भनिन्छ। यी कणहरू को यो नामकरण सत्येंद्रनाथ बोसको नाममा भएकोछ। सत्येन्द्रनाथ बोसले १९२४ मा ढाका विश्वविद्यालयको भौतिकी विभागमा रीडर हुँदाखेरीनै मूलभूत कणहरू माथि एउटा शोधपत्र लेख्नु भएको थियो र त्यसलाई अल्बर्ट आइंस्टाइनकोमा पनि पठाईदिनुभयो। आइंस्टाइनले बोस को त्यो शोधपत्र जर्मनमा अनुवाद गरेर जीट्सक्रिफ्ट फुर फिजिक जर्नल मा छापिदिनुभयो। बोसको त्यो शोधपत्र ले क्वांटम सांख्यिकीको नींव रख्यो र यसबाट बोस-आइंस्टाइन सांख्यिकी को जन्म भयो। जुन मूलभूत कण बोस-आइंस्टाइन सांख्यिकी को अनुपालन गर्छ त्यसलाई ‘बोसन’ भनिन्छ। प्रसिद्ध भौतिक विज्ञानी पल डिराकले बोस-आइंस्टाइन सांख्यिकी मा सत्येंद्रनाथ बोस को महत्त्वपूर्ण योगदान को रेखांकित गर्नलाई यी कणहरू लाई बोसन नाम राख्नु भयो।

.........................................................................

परमाणुमा रहेका कणहरू लाई सामान्यरूपले तीनवटा स्तरमा राखिन्छ : १) क्वार्कहरू (जो जोडेर प्रोटन र न्युट्रन गठन गर्दछ, परमाणुहरूमा रहेका कणहरूमध्ये यो नै निर्माण एकाई हो।); २) लेप्टनहरू (इलेक्ट्रोन लगायत, जो नाभिक वा न्युक्लियसलाई केन्द्र गरी घुम्दैछ, अनि जो रासायनिक प्रतिक्रियाको लागि सबैभन्दा महत्वपूर्ण हो) र ३) गेज बोसनहरू (प्रकृतिको आधारभूत बलहरूको बाहक)। 

     बोसनहरू मा फोटन रहन्छ, विद्युतीय र चुम्बकीय बलहरूको बहन गर्नको निम्ति जो जिम्मेवार छ, अनि ग्लुयनहरू छन्, जो क्वार्कहरू लाई अलग्गै रहनमा रोक लगाएर, एकैसाथ बाँधी, ठुलो संयुक्त कण बनाँउछ। W र Z बोसनहरू कमजोर बललाई बहन गर्छ, जसले युरेनियम र रेडियाम अनि अरू भारी न्युक्लियसको रेडियो सक्रियतालाई क्षय गराइदिन्छ।

     कण भौतिकशास्त्रको स्ट्यान्डर्ड मोडेलको अनुसार सबै मूलभूत कण या त ‘बोसन’को वर्गमा आउँछ या ‘फर्मिअन’को वर्गमा। यो त्यसको स्पिन (घुर्नु) माथि निर्भर गर्छ। सामान्यत: पदार्थ सम्बन्धित कणलाई ‘फर्मियन’ र बुनियादी बलहरू संग सम्बन्धित कणलाई ‘बोसन’ भनिन्छ। बोसन कण ‘बोस-आइंस्टाइन सांख्यिकी’ र फर्मियन कण फर्मी-डिराक सांख्यिकीको अनुपालन गर्छ। बोसन कणहरूको विशिष्टता यो हो कि समान गुणहरूको बाहक दुइटा बोसन एकै समयमा एक स्थानमा रहनसक्छ तर फर्मियान कणहरूले यस्तो गर्न सक्दैन। यसबाट हामी यस्तो बुझ्नसक्छौं कि फोटन कण ‘बोसन’ हो यसैले यो छिटो लेजर किरणमा पनि सँगसँगै अगाडी बढछ, तर इलेक्ट्रन ‘फर्मियन’ कण हो र यी कणहरू एक-दोस्रो देखि टाढा रहनु जरूरी छ। यसैले गर्दा यो कण परमाणुमा अलग-अलग कक्षाहरूमा रहन्छ। फर्मियन कणहरू को उदाहरण हो क्वार्क (अप, डाउन, चार्म, स्ट्रेंज, टप, बटम) र लेप्टन जस्तै इलेक्ट्रन, इलेक्ट्रन न्यूट्रिनो, म्युओन, म्युओन न्यूट्रिनो, ताउ, ताउ न्यूट्रिनो। बोसन कण बल वाहक कण हो जस्तै गेज बोसन अर्थात् ग्लुओन, ‘डब्लू’ तथा ‘जेड’ बोसन, फोटन र हिग्स बोसन।

.........................................................................

     अहिलेसम्म प्रकृतिमा रहेको चार प्रकारको बलहरू को ठेगाना लाग्एको छ : गुरूत्वाकर्षण, विद्युतचुम्बकीय बल, कमजोर नाभिकीय बल र तीव्र नाभिकीय बल। यिनीहरू मध्ये गुरूत्वाकर्षण सबै भन्दा कमजोर बल हो, तर यसले ब्रह्माण्डमा व्याप्त प्रत्येक बस्तुलाई आकर्षित गर्दछ। विद्युत-चुम्बकीय बल गुरूत्वाकर्षण को तुलनामा केही अधिकतर तीव्र बल हो, तर यो केवल त्यही कणहरूमा काम गर्दछ जसमा विद्युत आवेश हुन्छ। तिनिहरू मध्येपनि, समान आवेश वाला कणहरूलाई प्रतिकर्षित गर्दछ र विपरीत आवेश वाला कणहरूलाई एक-दोस्रो तिर आकर्षित गर्दछ। सबै रासायनिक र जैव क्रियाहरू विद्युत चुम्बकीय बलले संभव हुन्छ। कमजोर नाभिकीय बलको कारण रेडियो सक्रियता हुन्छ, जसबाट ताराहरू मा पदार्थ बन्दैछ। ब्रह्माण्डको शुरूवात मा पनि त्यहि बलको कारणले पदार्थ बन्यो। तीव्र नाभिकीय बलले परमाणुको नाभिकमा प्रोटन र न्यूट्रन कणहरूलाई बाँधेर राख्छ। केवल योनै होइन, यो बलले प्रोटन र न्यूट्रन कणहरूलाई पनि बाँधेर राख्छ किनभने त्योपनि अति सूक्ष्म कणहरूबाट बनेको हुन्छ जसलाई चाहिँ ‘क्वार्क’ भनिन्छ। हाम्रो सूर्य र अन्य ताराहरूमा यो तीव्र नाभिकीय बलको कारणलेनै असीमित ऊर्जा बन्दैछ। यो बलदेखि हामीलाई आफ्नो परमाणु संयंत्रहरूमा नाभिकीय ऊर्जा भेट्छौ।

     क्लासिक अर्थात् परम्परागत भौतिशास्त्रको सिद्धान्तहरू अनुसार यो बल, फील्ड यानी क्षेत्रमा संचारित हुन्छ। तर आधुनिक क्वांटम क्षेत्र सिद्धान्तहरू अनुसार बल क्षेत्र मूलभूत कणहरूद्वारा बन्दैछ, जसलाई ‘बोसन’ भनिन्छ। यो सूक्ष्मातिसूक्ष्म कण बलको वाहक हुन्छ। यसको पदार्थको कणहरूमध्ये अघि-पछि आवत्-जावत् चल्दैछ र यसले बलको संचारण गरिरहेछ। पदार्थको कणलाई फर्मियन भनिन्छ। इलेक्ट्रन र क्वार्क यस्तै कण हो जबकि फोटन यानी प्रकाशको कण ‘बोसन’ हो। बोसन कणनै विद्युत-चुम्बकीय बलको संचारण गर्छ।

     जे होस्, 'हिग्स प्रक्रिया' अनुसार परमाणुका अन्य कण र उपकणजस्तै हिग्स बोसन पनि ब्रह्माण्डको उत्पत्ति हुनेक्रममा 'बिग ब्याङ' पछि उत्पन्न भएको थियो। हिग्स बोसन १३ अर्ब ७० करोड वर्ष अगाडि ब्रह्माण्ड निर्माणका लागि जिम्मेबार मानिएको अहिलेसम्मको सबैभन्दा मान्य सिद्धान्त बिग ब्याङ विस्फोट लगत्तै केही समय अस्तित्वमा रहेको तत्वका रूपमा लिइन्छ। बिग-ब्यांग अघि, सबै पदार्थ एउटा अबर्णनिय किसिमको तातो, बाक्लो स्थितिमा तथा परमाणु जस्तै आकारमा संकुचित थियो। एउटा परमाणु कत्र सानो हो? मानिसको कपाललाई १००००० वटा केस्रामा बाड्ने कल्पना गर्नुहोस्। यसबाट पाएको एउटा टुक्रा हुन्छ एउटा परमाणुको चौडाई।

     बिग ब्यांग सँगसँगै, एक सेकेन्डको करोडमा एकभाग समय बित्दै— ब्रह्माण्ड exponentially बढ्नथाल्यो। कणहरूको भार थिएन अनि त्यो प्रकाशको गतिमा महाशून्यबाट हिड्नथाल्यो। ब्रह्माण्डको फैलिनसितै यस एक सेकेन्डको करोडमा एकभाग समयमा आधारभूत कणहरू — क्वार्क, इलेक्ट्रन, अनि ग्ल्युयन कणहरू उदाउँनथाल्यो। यी कणहरू मध्ये केही हाम्रो ब्रह्माण्ड निर्माणका एकाई हुन्। त कसरी हामी केही छैन देखि केही छ-को स्थितिमा आइपुग्यो? अत्यन्तै तातो स्थितिदेखि जब पृथिवी केही हदसम्म चिसिएर मिलियन बिलियन डिग्री (१०००००००००००००००००) मा पुग्यो, हिग्स कणहरू जाडोमा जम्नुथाल्यो— 'कस्मोलोजीकाल फेज ट्रान्सिशन'। यस अघि कणहरूमा समानता त थियो, तर कसैको द्रव्यमान भने थिएन। हिग्स बोसन कण ब्रह्माण्डभरि व्याप्त थियो। हिग्स छिसो हुन सँगसँगै सबै साम्यावस्था भत्क्यो। हिग्सका अनुसार, हिग्स बोसन परमाणु अन्य आधारभूत कणमा टाँसिए र अन्तरक्रिया गर्न थाले। यिनै प्रक्रियाद्वारा परमाणुमा भार उत्पन्न भयो। परमाणुका कतिपय कण हिग्स बोसनसँग बढी अन्तरक्रिया गरे भने कतिपय कण कम अन्तरक्रिया गरे। हिग्स बोसनसँग बढी अन्तरक्रिया गर्ने कणको भार बढी भयो भने कम अन्तरक्रिया गर्ने कणको भार कम। कणहरूले भार प्राप्त गर्नथाल्यो, कोहि कम्ती, कोहि ज्यादा। जस्तो इलेक्ट्रन वा लेप्टन ग्रुपको सदस्यहरू हल्का रहदैगयो तर आप क्वार्क वा W वा Z कणहरू मोटो र भारी बन्यो। आप क्वार्कको आयतन इलेक्ट्रनको समान हुँदापनि त्यो भारमा इलेक्ट्रन भन्दा ३५०००० गुना बढी भयो। साम्यावस्था भत्किएर बनेको यस्तो अराजक स्थितिमा पुग्न घटनालाई विज्ञानको भाषामा 'सिमेट्री ब्रेकिंग' भन्छ।

     पदार्थमा द्रव्यमान किन हुन्छ, अनि त्यसमाथि चर्चा गर्नलाई हामी द्रव्यमानलाई यस्तो ठान्नसक्छौं कि द्रव्यमान गतिलाई रोक पुर्याउन एउटा मापदण्ड हो। कसरी यो हुन्छ, त्यस बारेमा व्याख्या गर्नलाई एउटा सजिलो उदाहरण हामीले दिनसक्छौं। ‘हिग्स बोसन क्षेत्र’लाई यहाँ एउटा घरको रूपमा देखाइन्छ, जसको भित्रमा भौतिकशास्त्रीहरू ले बात मार्दैछन्।

     एकजना प्रसिद्ध वैज्ञानिक घरभित्र पस्दा बित्तिकै घरभरि उत्साह छायो— तिनीसँग भेट्न र कुरा गर्नलाई अनेकौंले तिनलाई रोके। मानिसहरूद्वारा घेरिएकोले तिनलाई अगाडी जान अफ्ट्यारो पर्यो— यसरी नै तिनीले मानिसहरूको ‘क्षेत्र’ द्वारा द्रव्यमान प्राप्त गर्यो। यहाँ एक एकजना मानिस एक एक हिग्स बोसनको भूमिका निभाउदछन्।

     कुनै कम प्रसिद्ध वैज्ञानिक कक्षामा पसे, अघिभन्दा सानो अंशले नै भीड गर्छन्, त्यत्रो मानिसहरू अब उनलाई घेर्न आउदैनन्। उनको लागि अगाडी जान पहिला झैँ गाह्रो हुँदैन। तुलनात्मक रूपमा उनको बोसनहरू सँग भेटघाट कम्ती छ, र उनको द्रव्यमान पनि कमै छ। हिग्स फील्ड सँग कुनै कण जति अधिक संपर्क गर्नेछ, त्यसले त्यतिनै अधिक द्रव्यमान प्राप्त गर्नेछ।

     हिग्स बोसन अन्य कणसँग अन्तरक्रिया गरेको तत्क्षणनै नष्ट भएर अर्कै आकृतिमा परिणत हुन्छ। अत्यन्त कम क्षणका लागिमात्र स्वतन्त्र अस्तित्वमा रहने भएकाले भौतिकशास्त्रीहरूले हिग्स बोसनको अस्तित्व प्रमाणित गर्न विगत पाँच दशकदेखि कोसिस गर्दै आए पनि सफल हुनसकेका थिएनन्। हिग्स बोसनको अस्तित्वबारे थुप्रै अप्रत्यक्ष प्रमाण फेला पार्न सफल भए पनि प्रत्यक्ष र अकाट्य प्रमाण फेला पार्न वैज्ञानिकहरू सफल भएका थिएनन्। त्यसैले हिग्स बोसनको अस्तित्व धेरै वर्षसम्म एक काल्पनिक कणको रूपमा सीमित रह्यो।

.........................................................................

किन यो ईश्वर कण होइन?

विगतमा जति कोसिस गरे पनि हिग्स बोसन फेला पार्न नसकिएकाले भौतिकशास्त्रीहरू हैरान थिए। हिग्स बोसनबारे नोबेल पुरस्कार विजेता भौतिकशास्त्री लियोन लेडरम्यानले एक पुस्तक लेखेका थिए। पत्ता लगाउन निकै कठिन भएकाले लेडरम्यानले उक्त पुस्तकमा हिग्स बोसनलाई 'गडड्याम पार्टिकल' ('हरामी' कण)को उपनाम दिएका थिए। तर प्रकाशकलाई हिग्स बोसनको यो उपनाम अशोभनीय लाग्यो। त्यसैले 'गडड्याम पार्टिकल'को सट्टा पुस्तकमा 'गड पार्टिकल' शब्द राखियो। पछि गएर सर्वसाधारण र सञ्चार माध्यममा हिग्स बोसन 'गड पार्टिकल' (ईश्वरीय कण)को नामले बढी चिनिन थालियो। वास्तवमा हिग्स बोसन परमाणुको एउटा आधारभूत कणमात्र हो। ईश्वर वा धर्मसँग यसको कुनै सम्बन्ध छैन। ईश्वरको अस्तित्वमा विश्वास नगर्ने व्यक्ति भएकाले हिग्स बोसनलाई 'गड पार्टिकल'को उपनाम दिइँदा लेडरम्यान र हिग्स पटक्कै खुसी थिएनन्। उहाँले लेखेको पुस्तकमा केहि ईश्वर वा ईश्वर कण बारेमा कुनै किसिमको श्रद्धा त छैन, बरू धेरै पल्ट यी सब लिएर हास्यव्यंग नै उहाँले गर्नुभएको छ। एक ठाउँमा उहाँले ईश्वर कणलाई सबैभन्दा ठुलो शैतान वा खलनायक भन्दै लेख्नुभएको छ— " Particle physicists are currently setting just such a trap. We’re building a tunnel fifty-four miles in circumference that will contain the twin beam tubes of the Superconducting Super Collider, in which we hope to trap our villain. And what a villain! The biggest of all time!…."। यस्तो हास्यव्यंग पुरै किताबमा छ। तर आस्तिकहरूले लेडरम्यानको ठट्टा बुझेनन्, त्यसमाथि सर्नमा यस कणको अस्तित्वको प्रमाणलाई ईश्वरको अस्तित्वको प्रमाणको रूपमा बुझ्यो। हिन्दुवादी संगठनद्वारा लगातार यो प्रयास चलिरहेको छ, कि कुनै प्रकारले पनि भारतीय समाजको मानिसहरू धर्मको जकङन देखि निक्लन नसकोस्, अनि उनिहारूको धंधा निर्विरोध रूपले चलिरहोस्, यसैले भारतको जनताको बाटो गुमाउनको लागि यस्तो ‘कहाँबाट निहुँ पाउँ, कनिका बुकाउँ’ भन्नेखालका मान्छे र उनबाट सबंधित मीडियाले जानिजानि यो आविष्कारलाई गड पार्टिकल भनेर प्रचारित गर्दैछ। हिन्दुवादीहरूको भनाइ छ कि ५० हजार करोङ रूपियाँ बेकारमा बर्बाद भयो। यहाँको ऋषिहरूले पहिला नै यस खोज निकाल्यो कि— कण कण मा भगवान छ! यस प्रकारको प्रचार अन्य धर्मावलंबीमा पनि रहेछ। वैज्ञानिकहरूले सामान्यतया 'गड पार्टिकल' शब्द प्रयोग गर्दैनन्। उनीहरू हिग्स बोसन शब्दलाई नै प्रयोग गर्न रुचाउँछन्।

.........................................................................

     लार्ज हेड्रोन कोलाइडर (एल.एच.सी.) मा परमाणु उपकणलाई प्रकाशको गतिमा ठोक्काइयो र बिग ब्याङ घटनाको समयको स्थिति उत्पन्न गराइयो। यो महाप्रयोगमा प्रोटोनलाई २७ किलोमिटर लामो गोलाकार सुरू ङमा दुई विपरीत दिशाबाट प्रकाशको गतिमा प्रक्षेपण गरिएको थियो। ती प्रोटोनहरूले एक सकेन्डमा २७ किलोमिटर लामो सुरूङको ११ हजारभन्दा बढी चक्कर लगाएको वैज्ञानिकहरूले बताए। यस प्रक्रियामा प्रोटोन विशेष स्थानमा आएर एक आपसमा ठोक्किन्छ र ऊर्जा उत्पन्न हुन्छ। यो एक सेकेन्डमा प्रोटोनहरू एक आपसमा ठोक्किने क्रम ६० करोडभन्दा धेरै पटक भए। सागरमुनि दुइटा सबमेरिन ठोक्कियो भने जसरी केही पानी उच्छीटेर माथि आउछ, र सागरमुनि केही भएको छ भन्ने कुरो हामीलाई थाहा हुन्छ। त्यसतै घटना हिग्स कण भरिएको सागरमा पनि हुने गर्छ। हिग्स कण पाउनलाई हिग्स सागरमा प्रोटोनलाई प्रचण्ड गतिले ठोक्काउनु पर्छ र यस्तो गतिमा ठोक्काउने क्षमता एल.एच.सी. बाहेक अरू केहीको छैन। यहाँ प्रोटनलाई प्रकाशको गतिको ९९.९९९९९९ % गति दिइन्छ। प्रोटनसँग प्रोटनको संघर्ष द्वारा आधारभूत कण बनिन्छ। एल.एच.सी.मा सङ्घर्ष द्वारा १४ ट्रिलियन इलेक्ट्रन भोल्ट ऊर्जा बन्यो अनि सब-एटोमिक कणहरू यताउति कुद्नथाल्यो, जो डिटेक्टरहरूमा देखापर्यो। हिग्सको ऊर्जा पहिला नै सैद्धान्तिक रूपले निर्णय भएको थियो। बैज्ञानिकहरू लाई थाहा थियो कि हिग्स कण भयो भने त्यसको शक्ति ११८-१३१ गिगा इलेक्ट्रन भोल्ट हुन्छ। वैज्ञानिक हरूको अनुमान गलत भएन। प्रोटन लिएर ठोक्दाठोक्दै यस्तो एउटा कण भेटियो जसको शक्ति १२५ गिगा इलेक्ट्रन भोल्टको छेउछाउ थियो। यस प्रयोगमा प्रतिसेकेन्ड सय मेगाबाइटभन्दा बढी आँकडाहरू एकत्रित गरियो।

     भौतिकशास्त्रको अध्ययनको अन्तिम लक्ष्य ब्रह्मांडको नियम र कानूनहरू लाई व्याख्या गर्नु हो। त्यो लक्ष्यले मानिसलाई निश्चयनै आकर्षित गर्छ, प्रकृतिलाई बुझ्नु र त्योबाट ज्ञान लिनु अनि फेरी त्यो ज्ञानलाई प्रयोग गरेर नै अझपनि बिकसित ज्ञानतिर हिड्नु— यो नै हो मानिसको ज्ञान आत्मसात् गर्ने प्रक्रिया हो। यसमा केही संस्कार, भगवान, इल्युजनको कुरा छैन। बस्तुदेखि चेतना बनिन्छ र त्यो चेतनालाई फेरी अपनाएर, त्यसलाई वस्तुमाथि प्रयोग गर्ने यो प्रक्रियामा निरन्तर गतिशीलता छ— बस्तु बदलिंदै रहन्छ अनि त्योबाट प्राप्त ज्ञान पनि बिकसित हुँदैजान्छ। सत्य के हो यो बुझ्नलाई बस्तु अन्तिमसम्म कहाँ पुग्छ, त्यो भन्दा जरूरी छ बस्तुमध्ये निहित प्रक्रिया र त्योसित अरू बस्तु र चिन्ताको अन्तर्क्रियालाई बुझ्न। विज्ञानको अन्वेषण र समाजको प्रगतिको बाटो— दुवैको विकासको बाटो एउटै छ। विज्ञानको त्यो निरन्तर यात्रामा धेरै खुड्किलाहरू मानिस छिरिसकेका छन्— बिग बैंग, इन्फ्लेसन र इन्फ्लेसन क्षेत्र, स्ट्रिंग थियोरी आदिको बाटोबाट २०औं सताब्दीमा धेरै अग्रगति भयो। यसरी नै उभिएको ‘स्ट्यान्डर्ड मोडेल"ले जसरी कणको रहस्यलाई व्याख्या गर्नमा सफल भइरहेछ, हिग्स बोसनलाई पाएर (यसको क्न्फार्मेसन सर्न को तर्फबाट फेरी आउनेछ) त्यो अझ बलियो आधारमाथि उभियो, तरैपनि स्ट्यान्डर्ड मोडेलमा पनि केही सीमितता छ, जसरी बिग व्यंगको बारेमा पनि धेरै प्रश्नहरू छन्। स्ट्यान्डर्ड मोडेल धेरै हदसम्म गणितीय समीकरणमाथि आधारित छ, जो वास्तवमा केही खण्डमा सिमित पनि हुनजान्छ। हिग्सबोसन लिएर यत्रो हलचलको कारण पनि यो हो कि यसले स्ट्यान्डर्ड मोडेलमा रहेको कमीहरूलाई घटाउनमा मद्दत दिन्छ। स्ट्यान्डर्ड मोडेलको कमीलाई ध्यानमा राखेर धेरै वैज्ञानिक हरूले यस मोडेललाई आंशिक भनेर एउटा सामग्रीक "युनिफाइड फिल्ड थियोरी"को खोजमा लागिपरेका छन, जो विद्युतचुम्बकीयता, गुरू त्वाकर्षण, द्रव्यमान र प्रकाश—सबैलाई व्याख्या गर्ने समर्थ हुनेछ। आइन्स्टाइनले आफ्नो जीवनको धेरै समय यसको लागि बिताउनु भएका थियो।

     हिग्स बोसन पत्ता लगाउनुलाई भौतिकशास्त्रको अनुसन्धानमा आजसम्मकै सबैभन्दा महत्वपूर्ण उपलब्धिमध्ये एक मानिन्छ। कतिपय भौतिकशास्त्रीले यस उपलब्धिलाई चन्द्रमामा मानिसको अवतरण गर्नु वा जीव विज्ञानमा डीएनएको संरचना पत्ता लगाउनुजस्तै महान् वैज्ञानिक उपलब्धि भनेका छन्। जिग स पाज्लको गुमाएको टुक्रा जस्तो स्ट्याण्डर्ड मोडेलको हिग्स कणलाई खोजले भौतिकशास्त्रलाई एक लामो कदम अघि बढाएको छ।  

प्रकाश बिश्व