അടിസ്ഥാനബലങ്ങള്‍

വിക്കിപീഡിയ, ഒരു സ്വതന്ത്ര വിജ്ഞാനകോശം.

ഇംഗ്ലീഷ് വിലാസം (?)

http://ml.wikipedia.org/wiki/Fundamental_interaction

അടിസ്ഥാന കണികകള്‍ തമ്മില്‍ പ്രതിപ്രവര്‍ത്തിക്കുമ്പോള്‍ നടക്കുന്ന പ്രവര്‍ത്തനങ്ങളെയാണ് ഭൗതികശാസ്ത്രത്തില്‍ അടിസ്ഥാന ബലങ്ങള്‍ അഥാവാ അടിസ്ഥാന പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ എന്നു പറയുന്നത്. ഒരു ഭൗതിക ധരണിയായാണ്‌ ഇവയെ വിവരിക്കുന്നത്, ഇവ ഫലത്തില്‍ വരുന്നത് ഗേജ് ബോസോണുകളുടെ കൈമാറ്റത്തിലൂടെയാണ്‌. ഒരു പ്രവര്‍ത്തനം അടിസ്ഥാനപരമാണെന്ന് പറയുന്നത് അവയെ മറ്റു പ്രവര്‍ത്തനങ്ങളുപയോഗിച്ച് വിവരിക്കാന്‍ കഴിയാതിരിക്കുമ്പോഴാണ്‌.

[തിരുത്തുക] നിരുക്തം

വിവിധ അടിസ്ഥാന കണികകളും ഉന്നത കണികകളും, അവയുടെ പ്രവര്‍ത്തനങ്ങളെ വിശദീകരിക്കുന്ന സിദ്ധാന്തങ്ങളുടെയും വിവരണം.

നിലവിലെ മാതൃകയനുസരിച്ച് ദ്രവ്യം നിര്‍മ്മിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നത് ഫെര്‍മിയോണുകളാലാണ്‌, ചാര്‍ജ്ജ് എന്നും സ്പിന്‍ 1/2 (intrinsic angular momentum ±ħ/2, where h/2π is the reduced Planck's constant) എന്നുമുള്ള ഗുണങ്ങള്‍ അവയ്ക്കുണ്ട്. ബോസോണുകളുടെ കൈമാറ്റത്തിലൂടെ അവ ആകര്‍ഷിക്കപ്പെടുകയോ വികര്‍ഷിക്കപ്പെടുകയോ ചെയ്യുന്നു.

രണ്ട് ഫെര്‍മിയോണുകള്‍ തമ്മിലുള്ള പ്രവര്‍ത്തനം ഇങ്ങനെ കാണിക്കാം:

രണ്ട് ഫെമിയോണുകള്‍ പ്രവര്‍ത്തനത്തിലേര്‍പ്പെടുന്നു $\rightarrow$ ബോസോണ്‍ കൈമാറ്റത്തിലൂടെയുള്ള പ്രവര്‍ത്തനം $\rightarrow$ ഫലം ചാര്‍ജ്ജുള്ള രണ്ട് ഫെര്‍മിയോണുകള്‍.

ബോസോണുകളുടെ കൈമാറ്റത്തില്‍ ഊര്‍ജ്ജവും ആക്കവും ഉള്‍പ്പെടുന്നു, അതു വഴി അവയുടെ വേഗതയിലും ദിശയിലും മാറ്റം വരുന്നു. ഈ കൈമാറ്റത്തില്‍ അവയുടെ ചാര്‍ജ്ജും മാറുന്നു (ചാര്‍ജ്ജ് മാറുന്നതോടെ ഒരു തരത്തില്‍പ്പെട്ട ഫെര്‍മിയോണ്‍ മറ്റൊരു തരമായിത്തീരുന്നു). ബോസോണുകളുടെ കോണീയ ആക്കം ഒന്ന് (1) ആയതിനാല്‍, പ്രവര്‍ത്തനത്തിലൂടെ ഫെര്‍മിയോണിന്റെ സ്പിന്‍ +1/2 ല്‍ നിന്നും −1/2 ലേക്കും −1/2 ല്‍ നിന്നും +1/2 ലേക്കും മാറുന്നു.

ഫെര്‍മിയോണുകള്‍ തമ്മിലുള്ള പ്രവര്‍ത്തനം അവ തമ്മില്‍ ആകര്‍ഷിക്കപ്പെടുന്നതിലോ വികര്‍ഷിക്കപ്പെടുന്നതിലോ കലാശിക്കുന്നതിനാല്‍ ഈ ഇത്തരം പ്രവര്‍ത്തനങ്ങളെ ആദ്യം മുതലേ ബലങ്ങള്‍ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നു.

വര്‍ത്തമാനകാലത്തെ അറിവനുസരിച്ച് അടിസ്ഥാന പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ അഥവ അടിസ്ഥാന ബലങ്ങള്‍ നാലാണ്‌: ഗുരുത്വം, വൈദ്യുതകാന്തീകം, ദുര്‍ബല പ്രവര്‍ത്തനം (ദുര്‍ബല ബലം), ശക്ത പ്രവര്‍ത്തനം (ശക്ത ബലം അല്ലെങ്കില്‍ അധി ബലം). അവയുടെ അളവും പെരുമാറ്റവും വളരെ വ്യതാസമുള്ളതാണ്‌, അവ താഴെയുള്ള പട്ടികയില്‍ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. ആധുനീക ഭൗതികശാസ്ത്രം പ്രപഞ്ചത്തിലെ എല്ലാ പ്രവര്‍ത്തനങ്ങളേയും ഈ അടിസ്ഥാന പ്രവര്‍ത്തനങ്ങലുപയോഗിച്ച് വിശദീകരിക്കുവാന്‍ ശ്രമിക്കുന്നു. കൂടാതെ ചില പ്രവര്‍ത്തങ്ങളെ ഒരുമിച്ച് ചേര്‍ത്ത് ഒരു പ്രവര്‍ത്തനമായും പരിഗണിക്കുന്നു. അങ്ങനെയുള്ള രണ്ടെണ്ണം ഇവയാണ്‌.

വൈദ്യുതിയും കാന്തീകതയും ചേര്‍ന്ന് വൈദ്യുതകാന്തീകത;
വൈദ്യുതകാന്തിക പ്രവര്‍ത്തനവും ദുര്‍ബല പ്രവര്‍ത്തനവും ചേര്‍ത്ത് വൈദ്യുതക്ഷീണ പ്രവര്‍ത്തനം.

അവയുടെ അളവും (താരതമ്യേനെയുള്ള ശക്തി) പരിധിയും താഴെയുള്ള പട്ടികയില്‍ നല്‍കിയിട്ടുണ്ട്, സങ്കീര്‍ണ്ണമായ സിദ്ധാന്തങ്ങള്‍ പ്രകാരമേ ചിലപ്പോള്‍ ഇവയെ മനസിലാക്കാന്‍ സാധിക്കുകയുള്ളൂ. പട്ടികയില്‍ നല്‍കിയിരിക്കുന്നുവെങ്കിലും അവയെ പറ്റി നിലവില്‍ കൂടുതല്‍ ഗവേഷണങ്ങള്‍ നടന്നുകൊണ്ടിരിക്കുന്നുണ്ട്.

പ്രവര്‍ത്തനം	നിലവിലെ സിദ്ധാന്തം	വാഹകര്‍	താരതമ്യേനെയുള്ള ശക്തി^[1]	വിദൂരതയിലുള്ള പെരുമാറ്റം	പരിധി(മീ)
ശക്തം	Quantum chromodynamics (QCD)	ഗ്ലുവോണുകള്‍	10³⁸	$1$ (see discussion below)	10^-15
വൈദ്യുതകാന്തികബലം	Quantum electrodynamics (QED)	ഫോട്ടോണുകള്‍	10³⁶	$\frac{1}{r^2}$	∞(അനന്തം)
ദുര്‍ബലം	Electroweak Theory	W and Z bosons	10²⁵	$\frac{e^{-m_{W,Z}r}}{r}$	10^-18
ഗുരുത്വം	General Relativity (GR)	gravitons (not yet discovered)	1	$\frac{1}{r^2}$	∞(അനന്തം)

ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സിന്റെ വീക്ഷണത്തില്‍ ദ്രവ്യത്തിന്റെ കണികകള്‍ (ഫെര്‍മിയോണുകള്‍) നേരിട്ട് പ്രവര്‍ത്തനങ്ങളിലേര്‍പ്പെടുന്നില്ല മറിച്ച് അവ ചര്‍ജ്ജ് വഹിക്കുകയാണ്‌ ചെയ്യുന്നത്, പ്രവര്‍ത്തനത്തിലേര്‍പ്പെടുമ്പോള്‍ വിര്‍ച്ച്വല്‍ കണികള്‍ (ഗേജ് ബോസോണുകള്‍) എന്ന പ്രവര്‍ത്തനങ്ങളുടെ വാഹകരെ കൈമാറുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ഇലക്ട്രിക്ക് ചാര്‍ജ്ജുകളുടെ പ്രവര്‍ത്തനങ്ങളില്‍ വാഹകരായി ഫോട്ടോണുകള്‍ വര്‍ത്തിക്കുന്നു, അതുപോലെ കളര്‍ ചാര്‍ജ്ജുകളുടെ വാഹകരായി ഗ്ലുഓണുകള്‍ വര്‍ത്തിക്കുന്നു.

[തിരുത്തുക] പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍

[തിരുത്തുക] ഗുരുത്വം

പ്രധാന ലേഖനം: ഗുരുത്വം

നാല് പ്രവര്‍ത്തനങ്ങളില്‍ ഏറ്റവും ദുര്‍ബലം ഗുരുത്വമാണ്‌. പക്ഷെ ഉന്നതതല വസ്തുക്കളുടെ കാര്യത്തിലും വലിയ ദൂരപരിധിയിലും ഇത് വളരെ പ്രധാന്യമുള്ളതാണ്‌. കാരണം:

വൈദ്യുതകാന്തിക ബലത്തെ പോലെ ഇതിന്റെ പരിധി അനന്തമാണ്‌ അതേ സമയം ശക്ത ദുര്‍ബല ബലങ്ങള്‍ക്ക് സ്വാധീനത്തിന് പരിധിയുണ്ട്;
പ്രപഞ്ചത്തിലൊട്ടകെയുള്ള ദ്രവ്യങ്ങളില്‍ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നത് ഈ പ്രവര്‍ത്തനം മാത്രമാണ്‌.
ഇത് സ്ഥിരമാണ്‌, ഇതിനെ പരികര്‍ഷണം ചെയ്യാനോ പരിവര്‍ത്തനം ചെയ്യാനോ സാധ്യമല്ല.
ഇതിന് ആകര്‍ഷണം മാത്രമേയുള്ളു വികര്‍ഷണമില്ല.

സ്ഥിരവൈദ്യുത ചാര്‍ജ്ജില്ലാത്ത കണികളുണ്ട്, ന്യൂട്രിനോകള്‍, ന്യൂട്രോണുകള്‍ എന്നിവ അവയിലെപ്പെടുന്നവയാണ്‌. അതുപോലെ ഗ്രഹങ്ങള്‍, നക്ഷത്രങ്ങള്‍, താരാപഥങ്ങള്‍ തുടങ്ങിയ വലിയ ഖഗോള വസ്തുക്കളുടെ കാര്യത്തില്‍ സ്തിരവൈദ്യുത മൂലമുള്ള ആകര്‍ഷണം കണക്കിലെടുക്കാവുന്നതല്ല, ഒരു കാരണം അവ ഒരേ അളവില്‍ ഇലക്ട്രോണുകളെയും പ്രോട്ടോണുകളേയും ഉള്‍ക്കൊള്ളുന്നു എന്നാണ്‌ അതുവഴി മൊത്തം ചാര്‍ജ്ജ് പൂജ്യമായി തീരുന്നു. വൈദ്യുതബല വളരെ ശക്തിയേറിയതാണെങ്കിലും അവയെ എളുപ്പത്തില്‍ നിഷേധിക്കാവുന്നതാണ്‌. അതേ സമയം ഗുരുത്വബലത്തെ ഒരിക്കലും നിഷേധിക്കുവാന്‍ സാധ്യമല്ല, കാരണം അത് ആകര്‍ഷണം മാത്രമാണ്‌, വൈദ്യുത ബലങ്ങള്‍ക്ക് ആകര്‍ഷണവും വികര്‍ഷണവുമുണ്ട്. അതിനാല്‍ തന്നെ എല്ലാ വസ്തുക്കളും ഗുരുത്വത്തിനു വിധേയമാണ്‌ അതും ആകര്‍ഷണം എന്ന ഒരു ദിശയില്‍ മാത്രം.

വലിയ ദൂരപരിധിയായതിനാല്‍ തന്നെ പ്രപഞ്ചത്തില്‍ കാണപ്പെടുന്ന വലിയ പ്രതിഭാസങ്ങള്‍ ഗുരുത്വത്തിന്റെ ഫലമായുണ്ടാകുന്നവയാണ്‌, താരാപഥങ്ങളുടെ ഘടന, തമോദ്വാരങ്ങള്‍, പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ വികാസം തുടങ്ങിയവയും. ഗ്രഹങ്ങളുടെ ഭ്രമണ പഥത്തിലൂടെയുള്ള സഞ്ചാരം, ഭാരം കൂടിയ വസ്തുക്കള്‍ ഭൂമിയോട് ഒട്ടിച്ചേര്‍ന്ന് കിടക്കുന്നത്, നമുക്ക് ചാടാന്‍ കഴിയുന്ന ഉയരത്തിന്റെ പരിധി നിര്‍ണ്ണയിക്കുന്നത് തുടങ്ങിയവയെയും ഗുരുത്വത്തിന്റെ സ്വാധീനം തന്നെ.

[തിരുത്തുക] വൈദ്യുതദുര്‍ബല പ്രവര്‍ത്തനം

വൈദ്യുതകാന്തികതയും ദുര്‍ബല പ്രവര്‍ത്തനവും താഴ്ന്ന് ഊര്‍ജ്ജ നിലകളില്‍ വളരെ വ്യത്യാസമുള്ളവയായി കാണപ്പെടുന്നു, രണ്ട് വ്യത്യസ്ത സിദ്ധാന്തങ്ങളുടെ പശ്ചാത്തലത്തില്‍ അവയെ വിശദീകരിക്കുകയും ചെയ്യാവുന്നതാണ്‌. ഒരു കൂടിച്ചേരല്‍ ഊര്‍ജ്ജ നിലയ്ക്ക് (unification energy) മുകളില്‍ അതായത് 100 GeV, അവ കൂടിച്ചേര്‍ന്ന് വൈദ്യുതദുര്‍ബല ബലം എന്ന ഒരു ബലമായിത്തീരുന്നു.

ആധുനിക പ്രപഞ്ചശാസ്ത്രത്തിന്റെ പശ്ചാത്തലത്തില്‍ വളരെ പ്രധാന്യമര്‍ഹിക്കുന്നതാണ്‌ വൈദ്യുതദുര്‍ബല സിദ്ധാന്തം, പ്രതേകിച്ച് പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ രൂപീകരണത്തെ സംബന്ധിച്ച പഠനത്തില്‍. കാരണം മഹാവിസ്ഫോടനത്തിനു തൊട്ടുശേഷം താപനില 10¹⁵ ന് മുകളിലായിരുന്നു ആ അവസരത്തില്‍ വൈദ്യുതകാന്തികബലവും ദുര്‍ബല ബലവും കൂടിച്ചേര്‍ന്ന് വൈദ്യുതദുര്‍ബല ബലമായി തീര്‍ന്നു.

അടിസ്ഥാന കണികകള്‍ക്കിടയിലെ ദുര്‍ബല, വൈദ്യുതകാന്തിക പ്രവര്‍ത്തങ്ങളെ സമന്വയിപ്പിച്ചവതരിച്ചതിനാല്‍ അബ്ദുസലാം, ഷെല്‍ഡണ്‍ ഗ്ലാസ്‌ഹൊ, സ്റ്റീവന്‍ വെയ്ന്‍ബെര്‍ഗ് എന്നിവര്‍ക്ക് 1979 ല്‍ നോബല്‍ സമ്മാനം ലഭിക്കുകയുണ്ടായി.^[2]^[3]

[തിരുത്തുക] വൈദ്യുതകാന്തികം

വൈദ്യുത ചാര്‍ജ്ജ് ഉള്ള കണികകള്‍ക്കിടയില്‍ ചെലുത്തപ്പടുന്ന ബലമാണ്‌ വൈദ്യുതകാന്തികം. നിശ്ചലാവസ്ഥയില്‍ ഇരിക്കുന്ന കണികകള്‍ക്കിടയിലുള്ള സ്ഥിരവൈദ്യുത ബലവും (electrostatic force) താരതമ്യേന ചലിക്കുന്ന കണികകള്‍ക്കിടയില്‍ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്ന വൈദ്യുത, കാന്തികത ബലങ്ങളും കൂടിച്ചേര്‍ന്നതാണ്‌ ഇത്.

വൈദ്യുതകാന്തിക ഗുരുത്വത്തെപ്പോലെ അനതപരിധിയോടുകൂടിയതാണ്, കൂടാതെ വളരെയധികം ശക്തിയേറിയതും. നിത്യജീവിതത്തില്‍ നടക്കുന്ന് മിക്കവാറും പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ ഇതിന്റെ ഫലമായാണ്‌, ഖരവസ്തുക്കള്‍ ഉറച്ചതായിരിക്കുന്നത്, ഘര്‍ഷണം, മഴവില്ലുകള്‍, മിന്നല്‍, മനുഷ്യനിര്‍മ്മിതമായ ഉപകരണങ്ങളായ ടെലിവിഷന്‍, കമ്പ്യൂട്ടറുകള്‍ തുടങ്ങിയവ ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്ന വൈദ്യുതപ്രവാഹം ഇവയെല്ലം ഈ അടിസ്ഥാന പ്രവര്‍ത്തിന്റെ ഫലമായുള്ളതാണ്‌. അണുതലത്തില്‍ നടക്കുന്ന പ്രവര്‍ത്തനങ്ങളും അവയുടെ ഗുണങ്ങളും, ഉദാഹരണത്തിന് രാസവസ്തുക്കളുടെ സ്വഭാവം, രാസബന്ധനങ്ങള്‍ തുടങ്ങിയവയും ഈ പ്രവര്‍ത്തനത്തിന്റെ ഫലം തന്നെ.

വൈദുത ബലം എത്രത്തോളം ശക്തമാനെന്നു ഒരു ഉദാഹരണം വഴി മനസിലാക്കാവുന്നതാണ്‌. ഒരു ഗാലണ്‍ ജഗ്ഗില്‍ ഏകദേശം 4 ലിറ്റര്‍ ജലം ഉണ്ടാകും. അതിലെ ഇലക്ട്രോണുകള്‍ക്കെല്ലാം കൂടി $4000 \ \mbox{g}\,H_2 O \cdot \frac{1 \ \mbox{mol}\,H_2 O}{18 \ \mbox{g}\,H_2 O} \cdot \frac{10 \ \mbox{mol}\,e^{-}}{1 \ \mbox{mol}\,H_2 O} \cdot \frac{96,000 \ \mbox{C}\,.}{1 \ \mbox{mol}\,e^{-}} = 2.1 * 10^{8} C \ \,. \$ ഇത്രക്കും വൈദ്യുതചാര്‍ജ്ജ് ഉണ്ടായിരിക്കും. ഇത്തരത്തിലുള്ള രണ്ട് ജഗ്ഗുകള്‍ ഒരു മീറ്റര്‍ ദൂരത്തില്‍ വെക്കുകയാണെങ്കില്‍ രണ്ട് ജഗ്ഗുകളിലേയും ഇലക്ട്രോണുകള്‍ പരസ്പരം വികഷിക്കുന്നതിന്റെ ബലം

${1 \over 4\pi\varepsilon_0}\frac{(2.1 * 10^{8} C)^2}{(1 m)^2} = 4.1 * 10^{26} N$

ഇത് രണ്ട് ഭൂമികളുടെ ഭാരത്തിനു തുല്യമായ ബലത്തിനു സമമാണ്. അതു പോലെ അവയിലെ അണുക്കളുടെ ന്യൂക്ലിയസുകളും ഇതു പോലെ വികര്‍ഷിക്കുന്നുണ്ട്. ഇങ്ങനെയാണെങ്കിലും ജഗ്ഗ് എ യിലെ ഇലക്ട്രോണുകള്‍ ജഗ്ഗ് ബി യിലെ ന്യൂക്ലിയസുകളെ ആകര്‍ഷിക്കുന്നുണ്ട്, അതേപോലെ തിരിച്ചും ഇതുവഴി ആകര്‍ഷണവും വികര്‍ഷണവും പരസ്പരം നിഷേധിക്കപ്പെടുന്നു, ഫലം ബലമില്ലാത്ത അവസ്ഥ. വൈദ്യുതകാന്തിക ബലങ്ങള്‍ ഗുത്വബലത്തേക്കാള്‍ വളരെ ശക്തിയേറിയതാണെങ്കിലും വലിയ വസ്തുക്കളില്‍ പരസ്പരം നിഷേധിക്കപ്പെടുകയും ഗുരുത്വം മേല്‍ക്കോയ്മ നേടുകയും ചെയ്യുന്നു.

പുരാതനകാലം മുതലേ മനുഷ്യന്‍ വൈദ്യുതിയുടെയും കാന്തികതയുടെയും പ്രതിഭാസങ്ങള്‍ പ്രകൃതിയില്‍ നിരീക്ഷിച്ചിരുന്നു, പക്ഷെ പത്തൊന്‍പതാം നൂറ്റാണ്ടില്‍ മാത്രമാണ്‌ ഇവരണ്ടും ഒരേ അടിസ്ഥനപ്രവര്‍ത്തനത്തിന്റെ രണ്ട് മുഖങ്ങളാണെന്ന് മനസിലായത്.

[തിരുത്തുക] ദുര്‍ബല പ്രവര്‍ത്തനം

ബീറ്റാ ഡീക്കെയ് പോലെയുള്ള പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ക്ക് കാരണമാകുന്ന ഒരു പ്രവര്‍ത്തനമാണ്‌ ദുര്‍ബല ബലം അഥവാ ന്യൂക്ലിയര്‍ ദുര്‍ബല ബലം. വൈദ്യുതകാന്തികതയും ദുര്‍ബല ബലവും വൈദ്യുതദുര്‍ബല പ്രവര്‍ത്തനത്തിന്റെ രണ്ട് ഭാഗങ്ങളാന്ന് മനസിലാക്കുകയുണ്ടായി, ഈ കണ്ടുപിടിത്തം ഏകീകരിക്കപ്പെട്ട സിദ്ധാന്തമായ സ്റ്റാന്‍ഡേര്‍ഡ് മോഡലിന്റെ രൂപപ്പെടലിനു കാരണമായ ആദ്യപടിയായിത്തീര്‍ന്നു. വൈദ്യുതദുര്‍ബല പ്രവര്‍ത്തനത്തെ വിശദീകരിക്കുന്ന സിദ്ധാന്തമനുസരിച്ച് ഈ ബലത്തിന്റെ വാഹകര്‍ W, Z എന്ന പിണ്ഡം കൂടുതലുള്ള ബോസോണുകളാണ്‌. പാരിറ്റി (parity) നില നിലനിര്‍ത്താത്ത ഒരേയൊരു അടിസ്ഥാന പ്രവര്‍ത്തനമാണ് ദുര്‍ബല പ്രവര്‍ത്തനം; ഇത് ഇടത്-വലത് അസമമിതിയാണ്.

[തിരുത്തുക] ശക്ത പ്രവര്‍ത്തനം

[തിരുത്തുക] വിവരണം

ഇലക്ട്രോണ്‍ ഋണ ചാര്‍ജ്ജുകളും പ്രോട്ടോണ്‍ ധന ചാര്‍ജ്ജുകളും വഹിക്കുന്നു. ആറ്റത്തില്‍ പ്രോട്ടോണുകള്‍ക്കു തുല്ല്യമായ ഇലക്ട്രോണുകളുണ്ടായിരിക്കുന്നതിനാല്‍ നെഗെറ്റീവു ചാര്‍ഞ്ജുകളും പോസിറ്റീവു ചാര്‍ജ്ജുകളും തുല്ല്യമായിരിക്കും. ഫലത്തില്‍ ഒന്നു മറ്റൊന്നിനെ നിഷേധിച്ചു മൊത്തം ഊര്‍ജ്ജം പൂജ്യമാക്കി മാറ്റുന്നു. പ്രപഞ്ചത്തിലെ അടിസ്ഥാന ഊര്‍ജ്ജങ്ങളില്‍ പ്രധാനം ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ ശക്തിയാണ്‌. കാരണം അതു മറ്റെല്ലാ ശക്തികളേയും ക്രമേണ അതിജയിക്കുന്നു. അത്‌ ഋണോര്‍ജ്ജവുമാണ്‌. എല്ലാ വസ്തുക്കളും ധനോര്‍ജ്ജമാണ്‌. വസ്തുക്കള്‍ക്ക്‌ തുല്ല്യമായ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണം അതില്‍ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഇവിടെയും ഒന്നു മറ്റൊന്നിനെ നിഷേധിക്കുന്നത്‌ കൊണ്ട്‌ മൊത്തം ഊര്‍ജ്ജം പൂജ്യമായിമാറുന്നു. അതായത്‌ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ മൊത്തം ഊര്‍ജജം പൂജ്യമാണെന്നു ചുരുക്കം. ഇനി പൂജ്യം എന്നു പറയുന്നത്‌ മൊത്തം പോസിറ്റീവു സംഖ്യകളുടേയും നെഗെറ്റീവു സംഖ്യകളുടേയും ആകെ തുകയാണല്ലൊ.

രണ്ട്‌ ഒരേ ചാര്‍ജ്ജുകള്‍ വികര്‍ഷണ സ്വഭാവവും വ്യത്യസ്ത ചാര്‍ജ്ജുകള്‍ ആകര്‍ഷണ സ്വഭാവവും കാണിക്കുന്നു. അതായത്‌ ഓരോ പ്രോട്ടോണും ഇലക്ട്രോണും പരസ്പരം ആകര്‍ഷിക്കുന്നു. ഇലക്ട്രോണുകള്‍ ആറ്റത്തിന്റെ ന്യൂക്ലിയസിനു പുറത്തു ഒരു ഓര്‍ബിറ്റില്‍ കറങ്ങിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നു. ഇതേതാണ്ട്‌, ആറ്റത്തെ ഒരു ഫുട്ബോള്‍ കോര്‍ടിന്റെ വലുപ്പത്തിലേയ്ക്കു വികസിപ്പിച്ചാല്‍ ന്യുക്ലിയസിന്‌ ഒരു മുന്തിരിയുടെ വലുപ്പമേ കാണൂ.. ഇലക്ട്രോണുകള്‍ എന്നത്‌ വളരെ ചെറിയ കണികാതരംഗ ക്വാണ്‍ഡകളാണ്‌. ആകര്‍ഷണ സ്വഭാവം കാണിക്കുന്ന രണ്ടു വിരുദ്ധശകതികള്‍ വഹിക്കുന്ന ഇലക്ട്രോണുകള്‍ പ്രോട്ടോണുകളില്‍ കൂടിച്ചേരാത്തത്‌ എന്തുകൊണ്ടാണെന്നത്‌ നമ്മെപോലെ ശാസ്ത്രത്തിനും ഒരു പാടു കാലം ഒരു പ്രഹേളികയായിരുന്നു. ഇലക്ട്രോണുകള്‍ തരംഗസ്വഭാവം കാണിക്കുന്നതിനാലാണ്‌ ഇങ്ങനെ സംഭവിക്കാത്തതെന്നു തിരിച്ചറിഞ്ഞിട്ടുണ്ട്‌.

പ്രോട്ടോണ്‍ കൊണ്ടാണ്‌ ന്യൂക്ലിയസു്‌ നിര്‍മിച്ചിരിക്കുന്നത്‌. ഒരേ തരം ചാര്‍ജ്ജുകള്‍ വികര്‍ഷണ സ്വഭാവം കാണിക്കുമെന്നു മുകളില്‍ സൂചിപ്പിച്ചല്ലോ. അങ്ങനെയെങ്കില്‍ ഒന്നില്‍ കൂടുതല്‍ പ്രോട്ടോണുകളുള്ള ആറ്റങ്ങളില്‍ അവയെ പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന ശക്തിയെന്താവും? ഉദാഹരണത്തിന്‌ ബിസ്മത്ത്‌ എന്ന മൂലകത്തിന്‌ 83 പ്രോട്ടോണുകളുണ്ട്‌. അവയെ നിയന്ത്രിക്കുന്നതിന്‌ 123 ന്യൂട്രോണുകളും. ന്യൂടോണുകളാണ്‌ ഇവിടെ മധ്യസ്ഥം വഹിക്കുന്നത്‌. അപ്പോള്‍ ന്യൂക്ലിയസില്‍ ന്യൂട്രോണുകളും അംഗമാവുന്നു. അവയ്ക്കാവട്ടെ ചാര്‍ജ്ജുമില്ല.

ന്യൂക്ലിയസ്‌ വീണ്ടും വിഭജിച്ചാല്‍ അവ ക്വാര്‍ക്കുകളായി മാറുന്നു. ക്വാര്‍ക്കുകള്‍ ആറുതരമുണ്ട്‌. അവ അപ്‌, ഡൌണ്‍ (പ്രപഞ്ചത്തിലെ മൊത്തം പദാര്‍ത്ഥങ്ങള്‍ രൂപപ്പെട്ടിരിക്കുന്നത്‌) ചാം, സ്ട്രേഞ്ച്‌ (കോസ്മിക്ക്‌ രശ്മികള്‍), ടോപ്‌, ബോട്ടം (പരീക്ഷണ ശാലകളില്‍ മനുഷ്യന്‍ കൃത്രിമമായി നിര്‍മിക്കുന്നത്‌) എന്നിവയാണ്‌. ഇതില്‍ അപ്പും (up) ഡൌണുമാണ്‌ (down) പ്രപഞ്ചത്തിലെ മുഴുവന്‍ വസ്തുക്കളും നിര്‍മിക്കാനുപയോഗിച്ചിട്ടുള്ളത്‌. അതായത്‌ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനകണികകള്‍.

പ്രോട്ടോണുകളെ പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിച്ചു ന്യൂക്ലിയസിനെ നിലനിര്‍ത്തുന്നത്‌ ന്യൂക്ലിയര്‍ അധിബലവും അസ്ഥിരമൂലകങ്ങളെ ക്രമേണ മറ്റൊന്നായി രൂപം മാറ്റി നിലനിര്‍ത്തുന്നത്‌ ന്യൂക്ലിയര്‍ ക്ഷീണബലവുമാണ്‌. ന്യൂക്ലിയര്‍ അധിബലം ഒരു പരിധികഴിഞ്ഞാല്‍ വികര്‍ഷണ സ്വഭാവം കാണിക്കും

മൊത്തം വസ്തുക്കളെ വിഭജിച്ചു വിഭജിച്ച്‌ ഇല്ലാതാക്കിയാല്‍ ഊര്‍ജ്ജം ബാക്കിയാവുന്നു. ആല്‍ബര്‍ട്ട്‌ ഐന്‍സ്റ്റൈന്റെ തിയറി ഓഫ്‌ റിലാറ്റിവിറ്റി അനുസരിച്ച്‌ വസ്തുക്കളില്‍ നിന്ന്‌ ഊര്‍ജ്ജവും ഊര്‍ജ്ജത്തില്‍ നിന്ന്‌ വസ്തുക്കളെയും നിര്‍മ്മിക്കാം. (e=mc²) ഇവിടെ e ഊര്‍ജ്ജത്തെയും m പിണ്‍ഡത്തെയും c പ്രകാശവേഗതയേയും കാണിക്കുന്നു. ഇത്‌ അടുത്ത കാലത്ത്‌ തെളിയിക്കപ്പെട്ടു. ഊര്‍ജ്ജത്തില്‍ നിന്ന്‌ വസ്തുക്കളെ നിര്‍മിച്ചു. ആറ്റം ബോംബിന്റെ നിര്‍മാണത്തോടെ വസ്തുക്കളില്‍ നിന്ന്‌ ഊര്‍ജ്ജമുല്‍പാദിപ്പിക്കാമെന്നും മനസ്സിലായി.

ഇനി ഈ ഊര്‍ജ്ജങ്ങളെ വഹിക്കുന്നതും ചില കണികകളാണ്‌. ഇവിടെ കണികകളെന്നു പറയുന്നത്‌ അവയെ മനസ്സിലാക്കാന്‍ വേണ്ടി മാത്രമാണ്‌. അവയില്‍ പലതും അത്തരം പൊതു സ്വഭാവം കാണിക്കുന്നവയോ അതിനു മാത്രം സമയം നിലനില്‍ക്കുന്നവയോ അല്ല.

അതിശക്തമായ ഊര്‍ജ്ജപ്രവാഹം പ്രകാശവേഗതയെ അതിജയിക്കുമ്പോള്‍ അതിന്‌ പലതരത്തിലുള്ള മാറ്റമുണ്ടാവുന്നു. അടിസ്ഥാനകണികകള്‍ (ക്വാര്‍ക്കുകള്‍) ഇങ്ങനെ രൂപപ്പെടുന്നു. ഇത്‌ പരീക്ഷണശാലയില്‍ സൃഷ്ടിച്ചിട്ടുണ്ട്‌. ഈ കണികകളില്‍ പിണ്‍ഡമടങ്ങിയിരിക്കുന്നതിനാല്‍ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണം തുടങ്ങിയ ഊര്‍ജജം അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഈ കണികകള്‍ പരസ്പരം ആകര്‍ഷിച്ച്‌ കൂടിയോജിച്ച്‌ ചില അസമതലങ്ങള്‍ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു. ഈ അസമതലങ്ങളുടെ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണം അതിലെ പിണ്‍ഡത്തിനു സമാനമായിരിക്കും. പിണ്‍ഡത്തിനു പക്ഷെ പ്രകാശവേഗമാര്‍ജ്ജിക്കാനാവില്ല. കാരണം, ബീറ്റാകണ $\beta\ = \sqrt{\frac{1-v^2}{c^2}}$ പ്രതിപ്രവര്‍ത്തനം മൂലം വേഗം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ചു പിണ്‍ഡം വര്‍ദ്ധിക്കുകയും ഈ പിണ്‍ഡത്തിനു തുല്ല്യമായി ഗുരുത്വകര്‍ഷണം വര്‍ദ്ധിക്കുകയും അങ്ങനെ വേഗം ക്രമേണ കുറയുകയും ചെയ്യുന്നു. അസമമായ തലം തൊട്ടടുത്തുള്ള കണികകളെ ആകര്‍ഷിച്ചു വികസിക്കുന്നു. ഇങ്ങനെ കൂടിച്ചേരുന്ന പിണ്‍ഡം അവയുടെ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ ഫലമായി ഞെരുക്കപ്പെടുന്നു ഈ ഞെരുക്കം ഉള്ളിലെ ചൂടു വര്‍ദധിപ്പിക്കുന്നു. ഇതിന്റെ ഫലമായി അടിസ്ഥാനകണികകള്‍ ജ്വലിക്കാന്‍ തുടങ്ങും ഇത്‌ ലളിത ആറ്റമായ ഹൈഡ്രജനായിതീരുന്നു. കത്തിത്തീര്‍ന്ന ക്വാര്‍ക്കുകളാണ്‌ ഹൈഡ്രജന്‍ ആറ്റങ്ങള്‍. ഈ ഹൈഡ്രജന്‍ വീണ്ടും ജ്വലിക്കാന്‍ തുടങ്ങും. ഹൈഡ്രജന്‍ കത്തിയെരിഞ്ഞാണ്‌ ഹീലിയമുണ്ടാകുന്നത്‌. വിറക്‌ കത്തി കരിയും പുകയുമൊക്കെയുണ്ടാവുമ്പോലെ. ഒരു നക്ഷത്രം അങ്ങനെ ജനിക്കുന്നു.

[തിരുത്തുക] അവലംബം

↑ Approximate. The exact strengths depend on the particles and energies involved.
↑ Sander Bais (2005), The Equations. Icons of knowledge ISBN 0-674-01967-9 p 84
↑ The Nobel Prize in Physics 1979. The Nobel Foundation. ശേഖരിച്ചത് 2008-12-16.

[0] Approximate. The exact strengths depend on the particles and energies involved.

[1] Sander Bais (2005), The Equations. Icons of knowledge ISBN 0-674-01967-9 p 84

[2] The Nobel Prize in Physics 1979. The Nobel Foundation. ശേഖരിച്ചത് 2008-12-16.

[1]

[2]

[3]

അടിസ്ഥാനബലങ്ങള്‍

വിക്കിപീഡിയ, ഒരു സ്വതന്ത്ര വിജ്ഞാനകോശം.

ഉള്ളടക്കം

[തിരുത്തുക] നിരുക്തം

[തിരുത്തുക] പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍

[തിരുത്തുക] ഗുരുത്വം

[തിരുത്തുക] വൈദ്യുതദുര്‍ബല പ്രവര്‍ത്തനം

[തിരുത്തുക] വൈദ്യുതകാന്തികം

[തിരുത്തുക] ദുര്‍ബല പ്രവര്‍ത്തനം

[തിരുത്തുക] ശക്ത പ്രവര്‍ത്തനം

[തിരുത്തുക] വിവരണം

[തിരുത്തുക] അവലംബം

താളിന്റെ അനുബന്ധങ്ങള്‍

സ്വകാര്യതാളുകള്‍

ഉള്ളടക്കം

തിരയൂ

പങ്കാളിത്തം

വഴികാട്ടി

ആശയവിനിമയം

പണിസഞ്ചി

ഇതര ഭാഷകളില്‍