जुलै 24, 2021

विज्ञानाचा वाटसरू

अणु ते अंतराळ

अदृष्य पण गुरुत्वबल असणारे कृष्णद्रव्य कशामुळे बनले असेल ? डी* हेक्झाक्वार्क ? नवं संशोधन !

अवकाश संशोधकांमध्ये कृष्णद्रव्य (Dark Matter) हा एक आवडीचा विषय आहे. विश्वामध्ये मोठ्या प्रमाणात भरून असलेलं परंतु अदृश्य असं कृष्ण द्रव्य म्हणजे नेमकं काय असेल, याबाबत बऱ्याच शास्त्रज्ञांनी वेगवेगळे सिद्धांत मांडले आहेत. परंतु जर्मन शास्त्रज्ञांनी नुकत्याच मांडलेल्या एका सिद्धांताबद्दल जगभरातील शास्त्रज्ञांना बरीच खात्री वाटत आहे.

२०१४ साली जर्मन प्रयोगशाळेमध्ये केलेल्या प्रयोगामध्ये डी*२३८० हेक्झाक्वार्क काही क्षणांकरिता तयार झाले होते. पण ते ताबडतोब नष्टही झाले. क्वार्क हे आपल्याला माहीती असलेल्या विश्वातील पदार्थकणांचा मूलभूत घटक आहेत. जेंव्हा तीन क्वार्क ग्लुऑनच्या सहाय्याने एकत्र येतात. तेव्हा त्यांच्यापासून प्रोटॉन किंवा न्यूट्रॉन तयार होतात. क्वार्क्सच्या दिशा आणि रचनेवरून ते एकत्र आल्यावर प्रोटॉन बनेल कि न्यूट्रॉन हे अवलंबून असतं. त्यांची वेगळ्या प्रकारे जडणघडण केली तर त्यांच्यापासून वेगवेगळे पदार्थकण तयार होऊ शकतात. डी* हेक्झाक्वार्क हे सहा क्वार्कपासून तयार झालेले धनभारित पदार्थकण आहेत. परंतु प्रयोगशाळेत बनवलेले डी* हे फारच अल्पायुषी असल्यामुळे त्यांच्याबद्दल शास्त्रज्ञांना फारसा अभ्यास करता आलेला नाही. मात्र शास्त्रज्ञांचं असं म्हणणं आहे की विश्वाच्या सुरुवातीला काही अशा गोष्टी घडल्या ज्याच्यामुळे त्यावेळेस निर्माण झालेले डी* हेक्झाक्वार्क हे अल्पायुषी नव्हते आणि ते अजूनही मोठ्या प्रमाणात अस्तित्वात आहेत. स्पष्टीकरण देताना शास्त्रज्ञ, न्यूट्रॉन्स उदाहरण देतात न्यूट्रॉन हे अणुकेंद्रकाच्या बाहेर काढले, तर ते ताबडतोब नष्ट होतात. परंतु जर ते एखाद्या दुसर्‍या प्रोटॉन अथवा न्यूट्रॉन सोबत अणुकेंद्रकात ठेवले तर ते दीर्घकाळ टिकून राहतात शास्त्रज्ञांच्या मतानुसार डी* हे बोस आईन्स्टाईन कन्डेन्सेट (बी ई सी) या प्रकारांमध्ये मोडणारे पदार्थकण आहेत. क्वांटम प्रयोगांमध्ये बी ई सी हे पदार्थकण अत्यंत कमी तापमानामध्ये तयार होतात. यावेळी अणु एकमेकांमध्ये गुंतून एकजीव होतात. पदार्थाची ही अवस्था स्थायु अवस्थेपेक्षा खूप वेगळी अशी अवस्था आहे.

शास्त्रज्ञांच्या मतानुसार विश्वाच्या सुरुवातीला अत्यंत कमी तापमानात डी*हेक्झाक्वार्क हे इलेक्ट्रॉन सोबत जोडले गेले आणि त्यांच्यापासून कुठलाही विद्युतभार नसलेले कण तयार झाले. या कणांचे गुणधर्म कृष्णद्रव्याच्या गुणधर्माप्रमाणे असावेत म्हणजे हे कण अदृश्य पण गुरूत्वाकर्षण असलेले असावेत असले पाहिजेत असं शास्त्रज्ञांना शास्त्रज्ञांना वाटतं. आता पुढची पायरी म्हणून शास्त्रज्ञ या सिद्धांतावर आधारित प्रयोग करून पाहणार आहेत.