હિગ્સ બોઝોન The God Particle (ભાગ-૨)
ગયા વખતે જોયું એ રીતે જેમ સ્નીગ્ધ અને ઘટ્ટ માધ્યમમાં કણની ગતિ અવરોધાય એમ બ્રહ્માંડના જન્મ પછી હિગ્સ ફિલ્ડથી બ્રહ્માંડમાં મોજૂદ દરેક કણની ગતિ અવરોધાઇ. જે પ્રમાણમાપમાં ગતિ ઓછી થઇ એજ પ્રમાણમાપમાં એનું દળ વધ્યું. હિગ્સ ફિલ્ડે કણોને દળ પ્રદાન કર્યું. ખાલી શબ્દોમાંજ નહીં પણ ખરેખરમાં ઉર્જાને પદાર્થમાં રૂપાંતરિત કરી. પદાર્થના (એટલે કે દળના) અસ્તિત્વની શરૂઆત કરનાર પરિબળ એટલે હિગ્સ ફિલ્ડ. આમ જોવા જઇએ તો ઉપમાની રીતે પણ દળનું અસ્તિત્વ પેદા કરનાર કણ (કમસે કમ દળ માટે તો) ગોડ પાર્ટીકલ કહેવાવો જોઇએ, પણ હિગ્સ બોઝોનને એ નામ અપાયા પછી ઘણાબધા વૈજ્ઞાનિકોને ‘ગોડ પાર્ટીકલ’ નામ જચ્યું નહીં. ‘ગોડ પાર્ટીકલ’ નામ સામે ઘણાબધા વૈજ્ઞાનિકો વિરોધ નોંધાવે છે. તો પછી આ નામ આવ્યું ક્યાંથી?
નોબેલ પ્રાઇઝ વિજેતા વૈજ્ઞાનિક લિઓન લેડરમેને વર્ષ ૧૯૯૩માં હિગ્સ બોઝોન પર એક પુસ્તક લખ્યું. પુસ્તકનું ટાઇટલ હતું, ‘The God Particle: If the Universe is the answer, What is the question?’. આ પુસ્તકના ટાઇટલમાંથી જ ગોડ પાર્ટીકલ શબ્દએ વેગ પકડ્યો. દળનો જનક હોઇ એ શબ્દ ઝડપથી પ્રચલિત બની ગયો. ઓછામાં પુરૂં એની શોધ વખતે બ્લેક હોલ વાળી દહેશત આવી એટલે ગોડ પાર્ટીકલ સનસનીખેજ સમાચારોનો નાયક બની ગયો. બાકી સામાન્ય સંદર્ભ અને વ્યાખ્યાનુસાર એને ઈશ્વર સાથે સીધી કોઇ લેવાદેવા નથી. આમ તો આવું કહેવું પણ ભુલભરેલું હશે, કારણ કે જો કોઇપણ સ્વરૂપે સર્જનહાર હોય તો બ્રહ્માંડના દરેકે દરેક મૂળભૂત કણને સર્જનહાર સાથે સીધી લેવાદેવા છે. હવે સર્જનહાર સાથે સીધી લેવાદેવા હોવાના નાતે કે પછી બ્રહ્માંડની મૂળભૂત રચનાની પાયાની ઇંટ હોવાના નાતે શું હિગ્સ કહી શકશે કે આ આખું અસ્તિત્વ ક્યાંથી અને કેવી રીતે પ્રગટ થયું? આ બ્રહ્માંડ કેવી રીતે બન્યું? એમાં આપણે કઇ રીતે આવ્યાં? બ્રહ્માંડની શરૂઆતની શુધ્ધ ઉર્જાનું પદાર્થમાં રૂપાંતર કેવી રીતે થયું? શું હિગ્સ (અને બીજા કેટલાંક મૂળભૂત કણો) અસ્તિત્વના મહાનતમ પ્રશ્નોના જવાબ શોધવામાં આપણને મદદરૂપ થઇ શકશે ખરા? કે પછી ક્યાંક એવું તો નથી ને કે આ આખુંય અસ્તિત્વ એક ભ્રમણા, એક માયાજાળ હોય અને બ્રહ્માંડની પાયાની ઇંટોની શોધખોળ અનંત સુધી ચાલતી જ રહે? એ જે પણ હોય તે, આ પ્રકારના ફિલોસોફીકલ પ્રશ્નોના જવાબ આપણી પાસે ઉપલબ્ધ નથી. ભવિષ્યમાં ઉપલબ્ધ થશે એની કોઇ ગેરંટી નથી. વિજ્ઞાને શોધેલા કેટલાક ટેકનિકલ જવાબો જ આપણી પાસે ઉપલબ્ધ છે, અને એટલે જ આ પ્રકારની વાતો માત્ર વૈજ્ઞાનિક દૃષ્ટિકોણે આગળ વધારવી વધુ હિતાવહ છે.
આપણે આગળના ભાગમાં વાત કરી એ મુજબ ભૌતિકવિજ્ઞાનીઓએ ઘણાબધા કણો (Particles) નું એક કણ સંગ્રહાલય બનાવ્યું છે. આ બધા કણો બ્રહ્માંડના મૂળભૂત બંધારણ માટે અથવા તો મૂળભૂત બળોના ફેલાવા માટે જવાબદાર છે. અહીં ‘મૂળભૂત’ શબ્દ આ કણોનું મહત્વ અનેકગણુ વધારી દે છે. કણસંગ્રહાલયમાંના બધા કણોને એમની સ્પિન (ભ્રમણ) ના આધારે બે કેટેગરીમાં વર્ગીકૃત કરી શકાય છે. (૧) ફર્મીઓન અને (૨) બોઝોન. (નામ પરથી સ્પષ્ટ છે કે હિગ્સ એ બોઝોન પ્રકારનો કણ છે.) ઉપરાંત અહીં ઉલ્લેખિત સ્પિન (ભ્રમણ) એ ગાણિતિક રાશી છે. ભૌતિક સ્પિન અને ગાણિતિક સ્પિનમાં ખાસ્સો ફર્ક છે. દરેકે દરેક કણ કાંતો પ્લાન્કના અચળાંક (h) ના (સચોટતાથી કહીએ તો h/2π ના) પૂર્ણ ગુણાંકમાં અથવા તો અપૂર્ણાંક ગુણાંકમાં સ્પિન ધરાવે છે. (અહીં કણ સ્પિન કરતો નથી સ્પિન ધરાવે છે.) આ બંને પ્રકારોને નીચે મુજબ સમજી શકાય છે.
(૧) ફર્મીઓન : જે કણો પ્લાન્કના અચળાંકના અપૂર્ણાંક ગુણાંકમાં સ્પિન ધરાવે છે એ કણો ફર્મીઓન કહેવાય છે. ફર્મીઓન પોતે દળદાર કણો છે અને એ નાતે એ દળનો ફેલાવો પણ કરે છે. એ દળના વાહક (carrier) કણો છે.
(૨) બોઝોન : જે કણો પ્લાન્કના અચળાંકના પૂર્ણ ગુણાંકમાં સ્પીન ધરાવે છે અથવા તો શૂન્ય સ્પિન ધરાવે છે તે કણોને બોઝોન કહે છે. બોઝોન સાવ દળહીન કણો છે. આવા શૂન્ય દળ ધરાવતા બોઝોન માત્ર ઉર્જાના બનેલા પેકેટ્સ છે. આ કણો કુદરતના મૂળભૂત બળો (fundamental forces) ને ફેલાવે છે. મતલબ કે તેઓ બળના વાહક (carrier) કણો છે.
હિગ્સ એ બોઝોન પ્રકારનો કણ હોઇ દળરહિત છે પરંતુ તેની હાજરીથી બીજા બધા કણોને દળ મળે છે. એમ કહી શકાય કે બોઝોન પ્રકારનો હિગ્સ એ ફર્મીઓન કણોનો જનક છે. ફર્મીઓન અને બોઝોન બંનેના નામનો ઇતિહાસ પણ મજેદાર છે. એમાંય ‘બોઝોન’ નામના મૂળિયા તો (ભૌતિકવિજ્ઞાનના ક્ષેત્ર પુરતાં આશ્ચર્યજનક રીતે) ભારત સાથે જોડાયેલાં છે. ફર્મીઓન નામ ઇટાલીયન (અને પછીથી અમેરિકન બનેલા) ભૌતિકવિજ્ઞાની એનરિકો ફર્મીના નામ પરથી જ્યારે બોઝોન નામ ભારતિય ભૌતિકવિજ્ઞાની સત્યેન્દ્રનાથ બોઝના નામ પરથી આપવામાં આવ્યું છે. ફર્મીઓન એનરિકો ફર્મી અને પોલ ડિરાક જેવા ધુરંધરો દ્વારા વિકસાવવામાં આવેલ જટીલ ગણિત ફર્મી-ડિરાક સ્ટેટીસ્ટીક્સનું આજ્ઞાંકિત વિદ્યાર્થિની જેમ પાલન કરે છે. જ્યારે બોઝોન સત્યેન્દ્રનાથ બોઝ અને આલ્બર્ટ આઇનસ્ટાઇન જેવા ભેજાબાજો દ્વારા વિકસાવવામાં આવેલ જટીલ ગણિત બોઝ-આઇનસ્ટાઇન સ્ટેટીસ્ટીક્સનું પાલન કરે છે.
ભૌતિકવિજ્ઞાનના ક્ષેત્રે ભારતમાંથી પાકેલા રત્નોની સંખ્યા આંગળીના વેઢે ગણી શકાય એટલી ઓછી છે. છતાં જે થોડાં રત્નો પાક્યા એમને પ્રસિધ્ધિ ખાસ્સી મળી છે. એ પ્રસિધ્ધિના માપદંડ પર વાત કરીએ તો સત્યેન્દ્રનાથ બોઝ ખાસ્સા પાછળ રહ્યાં છે. આમ આદમી આજે પણ સત્યેન્દ્રનાથ બોઝના નામથી અજાણ છે. પણ હિગ્સ બોઝોનની શોધે સત્યેન્દ્રનાથ બોઝને (પૂર્ણત: તો નહીં પણ અંશત) લાઇમલાઇટમાં લાવી દીધા. હિગ્સ બોઝોનની શોધના મૂળિયા ભારતમાં છેક ક્યાં સુધી પડેલા છે એ ઇતિહાસ ફંફોસવા લાયક છે. વર્ષ ૧૯૨૪માં સત્યેન્દ્રનાથ બોઝ ઢાકા યુનિવર્સિટી (એ વખતનું બંગાળ, હાલનું બાંગ્લાદેશ) ના ફિઝીક્સ ડિપાર્ટમેન્ટમાં વિદ્યાર્થીઓ સામે લેક્ચર લઇ રહ્યાં હતાં. આમ તો બોઝનો મુખ્ય વિષય હતો, થિયરી ઓફ રિલેટિવિટિ, પણ બોઝના રસના વિષયોની રેન્જ અત્યંત વધારે હતી. એટલે કેમેસ્ટ્રી અને બાયોલોજી સહિતના ઘણાબધા વિષયો પર એમનું પ્રભુત્વ હતું. એ વખતે રેડિએશનની થિયરી પર બોઝ લેક્ચર લઇ રહ્યાં હતાં. એમાં ‘અલ્ટ્રાવાયોલેટ કેટાસ્ટ્રોફી’ નામનો અઘરો ટોપિક ચાલી રહ્યો હતો. આ કેટાસ્ટ્રોફી શબ્દ ભયંકર ઉથલપાથલ કે અશક્ય વિરોધાભાસ જેવો અર્થ સુચવતો હતો. રેડિએશનની થિયરીમાં અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશના તરંગોના પ્રાયોગિક પરિણામો થિયરી સાથે સહેજ પણ મેળ ખાતા ન હતાં. (એમ હોવું અશક્ય હતું, પણ એવું હતું.) ‘અલ્ટ્રાવાયોલેટ કેટાસ્ટ્રોફી’ એ વખતના વણઉકલ્યા પ્રશ્નોમાંનો એક પ્રશ્ન હતો. બોઝ આ બધું વિસ્તારથી સમજાવી રહ્યાં હતાં કે અચાનક એમના મગજમાં ભૌતિકવિજ્ઞાનની કેરમનું સ્ટ્રાઇકર જોરથી વાગ્યું. બોઝને લાગ્યું કે ખાસ સંજોગોમાં આ સમસ્યાનો ઉકેલ શોધી શકાય એમ હતો. હજી સુધી દુનિયામાં એવું કોઇએ કર્યું ન હતું. બોઝની ખોપડીમાં પુરાયેલા સુપરકમ્પ્યુટરે અતિશય ઝડપથી કામ કરવાનું ચાલુ કર્યું. એમણે ક્લાસીકલ ફિઝીક્સ (ન્યુટોનિયન ફિઝીક્સ) નાં એકપણ સમીકરણોની મદદ લીધા સિવાય, માત્ર ક્વોન્ટમ ફિઝીક્સના નિયમોનો ઉપયોગ કરીને રેડિએશનના સમીકરણોનું વિકલન કર્યું. આ કાર્ય કરનાર બોઝ એ વખતે દુનિયામાં પહેલા હતાં. આ દૂરંદેશીભરી ગણતરીઓએ વિશ્વને ફિઝીક્સની એક નવી શાખા, ક્વોન્ટમ સ્ટેટીસ્ટીક્સની ભેટ આપી. બોઝે માસ્ટરસ્ટ્રોક માર્યો હતો, પણ અફસોસ, અહીં ભારતમાં એને સમજી શકવાવાળું કોઇ ન હતું.
ભારતના પ્રમાણિત જર્નલ્સે બોઝના રિસર્ચને પ્રકાશિત કરવાનો ઇનકાર કરી દીધો. સામે પક્ષે બોઝ પણ એમ કંઇ ગાંજ્યા જાય એવા ન હતાં. એમણે એક એવા વ્યક્તિને એમના ગાણિતિક સમીકરણો મોકલ્યા જેના દિમાગને સૃષ્ટિએ અતિશય ફળદ્રુપ ભૂમિમાં પકવ્યું હતું. ગળામાંથી પેટમાં ઉતરતા લસરક શીરાની જેમ આ જટીલ સમીકરણો એ દિમાગમાં તરત ઉતરી જશે એવી બોઝને ખાતરી હતી. આવી અતિશય ફળદ્રુપ ખોપરીના માલિકનું નામ હતું આલ્બર્ટ આઇનસ્ટાઇન. બોઝે આઇનસ્ટાઇનને મોકલેલા એ પત્રનું શીર્ષક હતું, Planck’s law and the Hypothesis of Light Quanta. આઇનસ્ટાઇને બોઝને સહેજ પણ નિરાશ કર્યા નહીં. એમણે તરતજ બોઝના રિસર્ચ પેપરનો જર્મન ભાષામાં અનુવાદ કર્યો અને એને જર્મનીના પ્રતિષ્ઠિત જર્નલમાં બોઝના નામથી જ છપાવ્યું. (આને કહેવાય પ્રામાણિક માણસ.) આ રિસર્ચ પેપર પછી બોઝ ભૌતિકવિજ્ઞાનની આલમમાં પ્રખ્યાત થઇ ગયા. ભૌતિકવિજ્ઞાનના ધુરંધરોએ બોઝને યુરોપ બોલાવી લીધા. બોઝ ત્યાં વર્ષ ૧૯૨૪ થી ૧૯૨૬ એમ બે વર્ષ રહ્યાં એ દરમિયાન એમણે આઇનસ્ટાઇન, મેડમ ક્યુરી અને લુઇસ ડી’બ્રોગ્લી જેવા ખેરખાંઓ સાથે કામ કર્યું. ભારત પરત ફર્યાં બાદ પણ બોઝ મૃત્યુંપર્યંત ભૌતિકવિજ્ઞાનમાં સક્રિય રહ્યાં. વર્ષ ૧૯૫૪માં એમને ભારતના બીજા નંબરના સર્વોચ્ચ નાગરિક સન્માન પદ્મ વિભૂષણથી નવાજવામાં આવ્યાં.
