ക്വാർക്ക് ഗ്ലുവോൺ പ്ലാസ്മ

മഹാവിസ്ഫോടനം നടന്നതിനു ശേഷമുള്ള ഏതാനും നിമിഷങ്ങൾക്കകം പ്രപഞ്ചം മുഴുവൻ നിറഞ്ഞു നിന്നിരുന്നുവെന്ന് കരുതപ്പെടുന്ന ദ്രവ്യരൂപമാണ് ക്വാർക്ക് ഗ്ലുവോൺ പ്ലാസ്മ(QGP) . ദ്രവ്യത്തിന്റെ ഏഴാമത്തെ അവസ്ഥയായിട്ടാണിത് അറിയപ്പെടുന്നത്. ആറ്റങ്ങളോ തന്മാത്രകളോ രൂപപ്പെടാൻ കഴിയാത്ത വിധത്തിലുള്ള ഉയർന്ന താപനിലയിലെ ഈ ദ്രവ്യരൂപത്തിനു നിലനിൽപ്പുള്ളൂ. ശക്തന്യൂക്ലിയാർ ബലവാഹികളായ ഗ്ലുവോണുകളുടെ കടലിൽ ക്വാർക്കുകൾ സ്വതന്ത്രമായി സഞ്ചരിക്കുന്ന അവസ്ഥയാണിത്.

QCD phase diagram. Adapted from original made by R.S. Bhalerao.

കണികാ പരീക്ഷണത്തിൽ ലോകത്തെ ഏറ്റവും വലിയ അന്താരാഷ്ട്ര സംഘടനയായ സേണിന്റെ സൂപ്പർ പ്രോട്ടോൺ സിൻക്രോറോൺ (SPS) പരീക്ഷണങ്ങൾ 1980 കളിലും 1990 കളിലും QGP സൃഷ്ടിക്കാൻ ശ്രമിച്ചു. 2000 ൽ, ദ്രവ്യത്തിന്റെ ഒരു പുതിയ അവസ്ഥയെക്കുറിച്ച് പരോക്ഷമായ തെളിവുകൾ പ്രഖ്യാപിക്കാൻ സേൺ നേതൃത്വം നൽകി.

ജനീവയ്ക്ക് സമീപം സ്വിസ്സ്-ഫ്രഞ്ച് അതിർത്തിയിൽ ഭൂമിക്കടിയിൽ സ്ഥാപിച്ചിട്ടുള്ള മനുഷ്യനിർമിതമായ ഏറ്റവും വലിയ യന്ത്രമായ ലാർജ് ഹാഡ്രോൺ കൊളൈഡറിലെ ആറു പരീക്ഷണങ്ങളിലൊന്നായ ALICEൽ (A Large Lon Collider Experiement) സേണിൻറെ നേതൃത്വത്തിൽ നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ ക്വാർക്ക് ഗ്ലുവോൺ പ്ലാസ്മ എന്നിവയാൽ നിർമ്മിതമായ ഈ ക്വാണ്ടംസൂപ്പ് പുനഃസൃഷ്ടിക്കാൻ സാധിച്ചു. ഈ ദ്രവ്യാവസ്ഥയ്ക്ക് ദ്രാവകങ്ങളുടെ സ്വഭാവസവിശേഷതകളുമായി ഏറെ സമാനതകളുള്ളതായും സേണിലെ ശാസ്ത്രജ്ഞർ കണ്ടെത്തി.

ALICE പരീക്ഷണം

ഈയത്തിന്റെ(lead) അയോണുകളെ കൂട്ടിയിടിപ്പിച്ച് മഹാവിസ്ഫോടനത്തിനു ശേഷം പ്രപഞ്ചത്തിൽ നിലനിന്നിരുന്ന സാഹചര്യം കൃത്രിമമായി സൃഷ്ടിയ്ക്കുകയാണ്‌ ഈ പരീക്ഷണത്തിൽ. ഈ സാഹചര്യം പുനഃസൃഷ്ടിയ്ക്കുന്നതിലൂടെ ക്വാർക്ക് ഗ്ലൂഓൺ പ്ലാസ്മ എന്ന അവസ്ഥയെക്കുറിച്ച് പഠനം നടത്താനാവുമെന്നാണ്‌ ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ കണക്കുകൂട്ടൽ.

ഉപാണുകണങ്ങളായ പ്രോട്ടോൺ ന്യൂട്രോൺ എന്നിവ ക്വാർക്കുകൾ കൊണ്ടാണ്‌ നിർമ്മിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നതന്ന് ആധുനിക ശാസ്ത്രലോകം വിശ്വസിക്കുന്നു. ഈ ക്വാർക്കുകളെ പരസ്പരം സം‌യോജിപ്പിച്ചു നിർത്തുന്ന അതിസൂക്ഷ്മകണമാണ്‌ ഗ്ലൂഓണുകൾ. ക്വാർക്ക് ഗ്ലൂവോൺ ബന്ധനം വളരെ ശക്തമായതിനാൽ ക്വാർക്കുകളോ ഗ്ലുവോണുകളോ പരസ്പരബന്ധിതമല്ലാതെ, സ്വതന്ത്രാവസ്ഥയിൽ പ്രപഞ്ചത്തിൽ കാണപ്പെടുന്നില്ല. എന്നാൽ മഹാവിസ്ഫോടനത്തിനു ശേഷമുള്ള വളരെക്കുറച്ചു സമയം, വളരെ ഉയർന്ന താപനിലയും, സാന്ദ്രതയും നിലനിന്നിരുന്നപ്പോൾ ഇവ സ്വതന്ത്രമായി സ്ഥിതി ചെയ്തിരുന്നതായി കരുതപ്പെടുന്നു.

ALICE പരീക്ഷണത്തിൽ അയോണുകളുടെ കൂട്ടിയിടിയാലുണ്ടാകുന്ന ഉയർന്ന ഊഷ്മാവിൽ പ്രോട്ടോണുകളും ന്യൂട്രോണുകളും വിഘടിച്ച് ക്വാർക്കുകളും ഗ്ലുവോണുകളും സ്വതന്ത്രമാകും. അത് മഹാവിസ്ഫോടനത്തിനു ശേഷം പ്രപഞ്ചത്തിൽ നിലനിന്നിരുന്ന അവസ്ഥയായ ക്വാർക്ക് ഗ്ലൂഓൺ പ്ലാസ്മ പുനഃസൃഷ്ടിക്കും. ഈ അവസ്ഥയിലുള്ള പദാർത്ഥങ്ങളുടെ സവിശേഷതകളാണ്‌ LHC പരീക്ഷണത്തിന്റെ ആദ്യഘട്ടത്തിൽ ശാസ്ത്രജ്ഞർ പഠനവിധേയമാക്കുന്നത്.

https://en.wikipedia.org/wiki/Quark%E2%80%93gluon_plasma