நியூட்ரினோ ஆய்வகம்: தேனியில் ஏன்?

 உலகில் உள்ள நியூட்ரினோ ஆய்வுக்கூடங்கள், சுரங்கங்களுக்கு அடியில் அமைந்துள்ளன அல்லது மலையில் சுரங்கப்பாதை அமைத்து அதற்குள்ளாக அமைந்துள்ளன. இதற்குக் காரணம் உண்டு.

காற்று மண்டலத்தில் பலவகையான துகள்கள் உள்ளன. ஆகவே நியூட்ரினோ விளைவுகளைப் பதிவதற்கான கருவிகளில் நியூட்ரினோ துகள்கள் மட்டுமே வந்து சேர வேண்டும் என்பதில் விஞ்ஞானிகள் குறியாக இருக்கிறார்கள். வேறு துகள்கள் பதிவானால் ஆய்வின் நோக்கமே கெட்டு விடும். சுரங்கத்துக்கு அடியில் ஆய்வுக்கூடம் அமைத்தால் பிற துகள்கள் பாறை அடுக்குகளால் தடுக்கப்பட்டு விடும். அதாவது வடிகட்டப்பட்டு விடும்.

நியூட்ரினோ துகள்கள் எதையும் துளைத்துச் செல்பவை என்பதால் அவை மட்டும் பாறைகளைத் துளைத்துக் கொண்டு பிரச்சினையின்றி வந்து சேரும்.

தேனி அருகே உள்ள மலை தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டதற்குக் காரணம் உண்டு. இந்தியாவில் இமயமலை வட்டாரத்திலும் பிறவிடங்களிலும் பாறைகள் உருமாறிய அல்லது படிவுப்பாறைகளாக உள்ளன.

 ஆனால் நியூட்ரினோ ஆய்வுக்கூடம் அமைக்க, இரும்பை உருக்கி வார்த்த கட்டி போல ஒரே வகைப் பாறையிலான குன்றாக இருக்க வேண்டும். உறுதியான கடினமான, பாறையாக இருக்க வேண்டும். அருகே பெரிய நகரம் இருக்க வேண்டும். அதிக மழை கூடாது. பூகம்ப வாய்ப்பு இருத்தல் கூடாது. கூடிய வரை பூமியின் நடுக்கோட்டுக்கு அருகே இருக்க வேண்டும். இப்படியான பல அம்சங்களை வைத்து இடம் தேடப்பட்டது. 

நாட்டின் பிற இடங்களில் உள்ள பாறைகளுடன் ஒப்பிட்டால் தென் இந்தியாவில் உள்ள பாறைகள் மிகப் பழமையானவை. தரமானவை.

 முதலில் நீலகிரியில் அருகே ஓரிடம் தேர்வு செய்யப்பட்டது. அது வனவிலங்குகள் நடமாடும் இடமாக இருந்ததால் ஆட்சேபம் எழுப்பப்பட்டது. ஆகவே அந்த இடம் கைவிடப்பட்டது. தேனி அருகே அமைந்துள்ள மலை மேற்படியான எல்லா அம்சங்களையும் பூர்த்தி செய்ததால் அது தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது. 

எவ்வளவு வகை நியூட்ரினோக்கள் உள்ளன?

சூரியனிலிருந்து மட்டுமன்றி நட்சத்திரங்கள், சூப்பர் நோவா என்ற வெடித்த நட்சத்திரங்கள் ஆகியவற்றிலிருந்தும் நியூட்ரினோக்கள் வருகின்றன. விண்வெளியில் எங்கிருந்தோ வரும் காஸ்மிக் கதிர்கள் பூமியின் காற்று மண்டலத்தில் உள்ள அணுக்களைத் தாக்கும் போதும் நியூட்ரினோக்கள் தோன்றுகின்றன. இவை காற்றுமண்டல நியூட்ரினோக்கள் எனப்படுகின்றன. 

கோலார் தங்கச் சுரங்கத்தில் 1965 ஆம் ஆண்டில் நடந்த ஆராய்ச்சியின் போது தான் இவ்வித நியூட்ரினோக்கள் இருப்பது முதன் முறையாகக் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது என்பது குறிப்பிடத்தக்கது.

 பூமிக்குள் யுரேனியம் போன்ற கதிரியக்கத் தனிமங்கள் உள்ளன. இவை இயற்கையாக சிதையும் போது சிறு அளவில் நியூட்ரினோக்கள் வெளிப்படுகின்றன.

அணுமின்சார நிலையங்களில் உள்ள அணு உலைகளிலிருந்தும் நியூட்ரினோக்கள் வெளிப்படுகின்றன.

தவிர, அமெரிக்காவில் சிகாகோ அருகேயும் ஐரோப்பாவில் ஜெனிவா அருகேயும் பாதாளத்தில் அமைந்த ஆராய்ச்சிக்கூடங்களில் அடிப்படைத் துகள்களை அதி வேகத்தில் பாயச் செய்யும் ராட்சத துகள் முடுக்கிகள் உள்ளன. இவற்றைப் பயன்படுத்தி புரோட்டான்களிலிருந்து நியூட்ரினோக்களை  உண்டாக்க  முடியும். அதாவது நியூட்ரினோக்களை உற்பத்தி செய்ய முடியும்.

தேனியில் அமையும் ஆய்வுக்கூடம் முதலில் காற்றுமண்டல நியூட்ரினோக்களை ஆராயும். பின்னர் இதர நியூட்ரினோக்களையும் ஆராயும்.

  

பூமி வழியே நியூட்ரினோ பார்சல்

ஏற்கெனவே குறிப்பிட்டபடி ஜெனிவா அருகே நிலத்துக்கு அடியில் பிரும்மாண்டமான துகள் முடுக்கி இயந்திரம் உள்ளது. இங்கிருந்து சில நூறு கிலோ மீட்டர் தொலைவில்  இத்தாலியில்  கிரான் சாஸோ  மலைக்கு அடியில் நியூட்ரினோ ஆய்வுக் கூடம் உள்ளது. ஜெனீவாவில் நியூட்ரினோக்களை உற்பத்தி செய்து அவற்றை இத்தாலியில் உள்ள ஆய்வுக்கூடத்துக்கு நிலத்தடிப் பாறைகள் வழியே ”பார்சல்” அனுப்பி ஆராய்ச்சி செய்து வருகின்றனர்.

நிலத்துக்கு அடியில் உள்ள பாறைகள் வழியே நியூட்ரினோக்கள் செல்லக்கூடியவை என்பதால் இதற்கென தனி சுரங்கப்பாதை தேவையில்லை.

ஜெனீவாவிலிருந்து இத்தாலியில் கிரான் சாஸோ மலைக்கு
அடியில் உள்ள ஆய்வகத்துக்கு நியூட்ரினோக்கள் அனுப்பப்படுகின்றன

அமெரிக்காவில் சிகாகோ அருகே உள்ள பெர்மிலாப் (Fermilab எனப்படும் ஆய்வுக்கூடத்திலிருந்து இதே போல சில நூறு கிலோ மீட்டர் தொலைவில் கனடா நாட்டின் எல்லை அருகே   மின்னிசோட்டா நகரில் இருக்கும் பாதாள நியூட்ரினோ ஆய்வுக்கூடத்துக்கு நிலத்தடிப் பாறைகள் வழியே நியூட்ரினோக்களை அனுப்பி வருகின்றனர். ஜப்பானிலும் இதே போல நிலத்துக்கு அடியில் பாறைகள் வழியே நியூட்ரினோக்களை அனுப்பி ஆராய்கின்றனர். இவ்விதம் பாதாளம் வழியே நியூட்ரினோக்களை அனுப்புவதால் எந்த பாதிப்பும் ஏற்பட்டு விடவில்லை.

அமெரிக்காவில் உள்ள பெர்மிலாப், ஜெனீவாவில் உள்ள CERN எனப்படும் ஆராய்ச்சிக்கூடம், இத்தாலியில் உள்ள ஆராய்ச்சிக்கூடம் ஆகியவற்றில் இந்திய விஞ்ஞானிகள் உள்பட பல நாடுகளையும் சேர்ந்தவர்கள் பணியாற்றுகின்றனர்.

ஜெனீவா பரிசோதனைகளின் போது 2011 ஆம் ஆண்டில் ஒரு குழப்பம் ஏற்பட்டது. ஜெனீவாவிலிருந்து இத்தாலிக்கு வந்து சேரும் நியூட்ரினோக்கள் ஒளி வேகத்தை மிஞ்சும் வேகத்தில் செல்வதாகக் கருவிகள் காட்டின.

எதுவுமே ஒளி வேகத்தைக் காட்டிலும் அதிக வேகத்தில் செல்ல முடியாது என்று மேதை ஐன்ஸ்டைன் 1905 ஆம் ஆண்டில் திட்டவட்டமாகக் கூறியிருக்கிறார். நியூட்ரினோக்கள் அதைப் பொய்ப்பித்து விட்டனவோ  என்று சில விஞ்ஞானிகளுக்கு சந்தேகம் ஏற்பட்ட்து.

கடைசியில் நியூட்ரினோக்களின் வேகத்தைப் பதிவு செய்யும் கருவிகளில் தான் கோளாறு என்பது மறு ஆண்டில் தெரிய வந்தது. ஐன்ஸ்டைன் கூறிய கொள்கை சரியானதே என்பது நிரூபிக்கப்பட்டது.

மனிதன் உற்பத்தி செய்யும் நியூட்ரினோக்கள் சூரியனிலிருந்து வரும் நியூட்ரினோக்களை விட அதிக சக்தி கொண்டவைதான்.. ஆனால்  நம் தலைக்கு மேலே காற்று மண்டலத்தில் காஸ்மிக் கதிர்களின் விளைவாகத் தோன்றும் நியூட்ரினோக்கள் தான் அதிக சக்தி கொண்டவை. ஆகவே மனிதன் தோற்றுவிக்கும் நியூட்ரினோக்களால் மனிதனுக்கு ஆபத்து ஏற்பட வாய்ப்பு கிடையாது.

 “சட்டை மாற்றும்” நியூட்ரினோக்கள்

சூரியனில் ஒவ்வொரு வினாடியும் எவ்வளவு சோலார்  (எலக்ட்ரான்) நியூட்ரினோக்கள் உற்பத்தியாகின்றன என்று விஞ்ஞானிகள் கணக்குப் போட்டு வைத்திருந்தனர். அங்கிருந்து. எவ்வளவு சோலார்  நியூட்ரினோக்கள் பூமிக்கு வந்து சேருகின்றன என்று 1968 ஆம் ஆண்டில் பரிசோதனைகள் மூலம் ஆராய்ந்த போது மூன்றில் ஒரு பங்கு நியூட்ரினோக்களே வந்து சேருவதாகக் கருவிகள் காட்டின.

உலகில் பல இடங்களில் நடத்திய பரிசோதனைகளிலும் இதே விடைகள் தான் கிடைத்தன. சூரியனில் நிகழும் அணுச்சேர்க்கை பற்றித் தாங்கள் போட்ட கணக்கு தவறோ என்று என்று விஞ்ஞானிகள் சிந்திக்க முற்பட்டனர். “ காணாமல் போன ” நியூட்ரினோக்கள் விஞ்ஞானிகளை குழப்பத்தில் ஆழ்த்தின.

ரயில் ஏறும் பயணிகள் நடுவழியில் சட்டை மாற்றிக் கொள்வது போல சூரியனிலிருந்து கிளம்பும் சோலார் நியூட்ரினோக்களில் பலவும் நடுவழியில்  டாவ் நியூட்ரினோ அல்லது மியுவான் நியூட்ரினோக்களாக மாறுகின்றன என்பது 2002 ஆம் வாக்கில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. அந்த நியூட்ரினோக்களையும் சேர்த்து எண்ணிய போது கணக்கு சரியாக வந்தது.

தேனியில் அமையும் ஆய்வுக்கூடத்தில் நியூட்ரினோக்கள் இப்படி மாறுவது குறித்தும் ஆராயப்படும்.

பூமிக்கு ஒரு எக்ஸ்ரே

எதிர்காலத்தில் ஜப்பான், ஐரோப்பா, அமெரிக்கா ஆகிய நாடுகளில் உள்ள நியூட்ரினோ ஆய்வுக்கூடங்களிலிருந்து தேனி நியூட்ரினோ ஆய்வுக்கூடத்துக்கு பூமியின் வழியே நியூட்ரினோக்கள் அனுப்பப்படலாம்.

அவை தேனி ஆய்வுக்கூடத்தில் பதிவாகும். இப்படி அனுப்பும் போது நியூட்ரினோக்கள் பூமியின் மையப் பகுதியைக் கடந்து வந்தாக வேண்டும். இதன் மூலம் பூமியின் மையப் பகுதி எவ்விதமாக உள்ளது என்பது பற்றி  அறிய முடியலாம் என்று கருதப்படுகிறது. இது பூமியை எக்ஸ்ரே எடுப்பது போன்றதே.

( இக்கட்டுரையானது ஏப்ரல் 12 ஆம் தேதி தி ஹிந்து தமிழ் இதழில் வெளியான நீண்ட கட்டுரையின் மீதிப் பாதியாகும். முதல் பாதியானது " நியூட்ரினோ என்னும் புதிரான துகள் " என்னும் தலைப்பில் ஏற்கெனவே வெளியாகியுள்ளது)