நியூட்ரினோ என்றால் என்ன? நியூட்ரினோ ஆய்வு மையத்தால் என்ன பலன்?

#அடிப்படை கற்றல்

இவ்வுலகில் நம்மைச் சுற்றியுள்ள அனைத்தும் பொருள்கள் (Matter) எனலாம். இப்பொருள்கள் அனைத்தும் அணுக்களால் ஆனவை. ஒருகாலக்கட்டத்தில் அணுவே இவ்வுலகில்
இருக்கும் இறுதித்துகள் என நம்பப்பட்டது. 'அணு' (Atom) என்பதற்கான விளக்கம் (லத்தீன மொழியில்) 'பிளக்க முடியாதது' என்பதாகும்.

இயற்பியல் ஆய்வுகள் தொடரத் தொடர, அணுவும், எலக்ட்ரான் (electron), புரோட்டான் (proton), நியூட்ரான் (neutron) ஆகியவைகளால் ஆனவை எனக் கண்டறியப்பட்டது. இவைகளை அணுத் துகள்கள் (Atomic particles) எனக் கூறுவர். மேலும், புரோட்டானும் நியூட்ரானும் ஒன்று சேர்த்து இருக்கும் பகுதி அணுக்கரு (Nuclei) என சொல்கிறது அறிவியல். அணுவினுள் பல்வேறு உட்துகள்கள் (Subatomic particles) இருப்பதாகவும் பிறகு கண்டறியப்பட்டது. அணு உட்துகள்களை மூலத்துகள் (எதனாலும் உருவாக்கப்படாதவை) மற்றும் கலவைத் துகள்கள் எனப் பிரித்தனர்.

எலக்ட்ரான் ஒரு மூலத்துகள் ஆகும். அதில் எதிர்மறை மின்னூட்டம் (negative charge) உள்ளது. புரோட்டானில் நேர்மறை மின்னூட்டம் (positive charge) உள்ளது. நியூட்ரான் எவ்விதமான மின்னூட்டமும் இல்லாத அணுத்துகள் ஆகும். முதலில் நியூட்ரினோவிற்கும் நியூற்றான் என்ற பெயரே இருந்தது. இரண்டையும் வேறுபடுத்தவே பிற்காலத்தில் இத்தாலிய மொழியில் நியூட்ரினோ என்று பெயரை மாற்றியமைத்தனர். இத்தாலிய மொழியில் அதற்கான அர்த்தம் "A little neutral one" என்பதாகும்.

சூரியனில் இருந்து பூமியை நோக்கி பொழிந்து வரும் காஸ்மிக் கதிர்களில் இருந்து உருவாகும் ஒரு துகளே நியூட்ரினோ. அது வானில் இருந்து இப்புவி நோக்கி பெரு மழையாக நம் கண்ணுக்கு புலப்படாத வண்ணம் பொழிந்துகொண்டேதான் இருக்கிறது. நமது உடலின் ஒவ்வொரு சதுர சென்டிமீட்டர் பரப்பளவிலும் 60 லட்சம் நியூட்ரினோ துகள்கள் ஊடுருவிக்கொண்டே இருக்கிறது.

இயற்கையாக உருவாகும் நியூட்ரினோக்களால் எவ்வித பாதகமும் இல்லை. அது எப்பொருளுடனும் எவ்வித வினையும் புரியாது. அது இவ்வுலகில் சிறு துரும்பைக்கூட ஒரு பொருட்டாக மதிக்காது. நமது கண்ணுக்கு எவ்விதம் அது புலப்படவே படாதோ அதுபோலத்தான் அதன் பாதையில் நமது மண்ணில் எப்பொருளுக்கும் அத்துகளுக்கு தடங்கல் ஏற்படுத்தக்கூடிய வல்லமை இல்லை என சொல்லலாம். இருக்கும் அணுத்துகள்களிலேயே மிக குறைந்த நிறை கொண்டதான இந்நியூட்ரினோ ஒளியின் வேகத்தில் பயணிக்கக் கூடிய வல்லமை பெற்றது. இது வருவதும் தெரியாது போவதும் தெரியாது.

1965 இல் வான்வெளியில் இருந்து வந்துக்கொண்டிருந்த நியூட்ரினோவை (Atmospheric neutrino) உலகிலேயே முதன்முறையாக, டாடா ஆராய்ச்சி கழகமும் ஜப்பானின் ஒசாகா பல்கலைக்கழகமும் இங்கிலாந்தின் டர்ஹாம் பல்கலைக்கழகமும் இணைந்து கோலார் தங்க வயலில் நடந்த ஆய்வில் பதிவு செய்தனர். அப்பொழுதிலிருந்தே இந்திய இயற்பியலாளர்களுக்கு நியூட்ரினோ ஆய்வகம் அமைக்கும் ஆவல் இருந்து வந்தது. 1989 இல் இருந்து அதற்கான திட்டமிடல் இருந்து வந்தாலும், பல்வேறு காரணங்களால் காலம் இழுத்துக்கொண்டே சென்றது. 2002 நியூட்ரினோ ஆய்விற்காக நோபல் பரிசு கிடைத்ததை அடுத்து, இந்திய அணுசக்தி கழகமும் (Department of atomic energy) இத்திட்டத்தில் முழுவீச்சில் இறங்கியதை அடுத்து இந்திய துணைக்கண்டத்தில் நியூட்ரினோ ஆய்வு மையம் அமைக்கும் பணி தீவிரப்படுத்தப்பட்டது.

ஏன் நியூட்ரினோ (Neutrino) ஆய்வு அவசியம்?

டாக்டர் ஏ.பி.ஜே. அப்துல் கலாம்

ஒருகாலத்தில், நியூட்ரினோ ஆய்வில் இந்தியா முன்னோடியாக இருந்தது. கர்நாடக மாநிலத்தின் கோலார் தங்கச் சுரங்கத்தில் 1960-களில் நியூட்ரினோ ஆய்வுக்கூடத்தை நிர்மாணித்திருந்தோம். அப்போது அதுதான் உலகிலேயே மிகவும் ஆழமான நியூட்ரினோ ஆய்வுக்கூடமாக இருந்தது. 1965-ல் வளிமண்டலத்தில் (Atmosphere) உள்ள நியூட்ரினோக்களைக் கண்டுபிடிக்க முடிந்தது. 1992-ல் தங்க அகழ்வு லாபகரமாக இல்லை என்பதால் சுரங்கம் மூடப்பட்டபோது, நியூட்ரினோ ஆய்வுக்கூடமும் சேர்த்தே மூடப்பட்டது. இதனால், மிகவும் புதிரான இந்தத் துகள் பற்றிய ஆய்வில் நமக்குக் கிடைத்த சாதகமான பலன்களை இழந்தோம். இப்போது தேனி அருகில் அமையவிருக்கும் இந்திய நியூட்ரினோ ஆய்வகம் (ஐ.என்.ஓ.) இழந்த பலன்களையும், இந்த ஆய்வில் நமக்குள்ள உலகத் தலைமையையும் மீட்டெடுக்க உதவும்.

முன்னேறிய நாடுகளில் பல இந்த ஆய்வுக்கென்றே தனி ஆய்வுக் கூடங்களுடன் பணிகளைத் தொடர்ந்து மேற்கொண்டு வருகின்றன. அமெரிக்கா, ரஷியா, பிரான்ஸ், இத்தாலி, சீனா, ஜப்பான், தென் கொரியா ஆகியவை இதில் அடக்கம். இந்தியா இவற்றுடன் சேருவது மட்டுமல்ல; நியூட்ரினோ பற்றிய அறிவியல் பிரிவில் முக்கியப் பங்கையும் ஆற்றவிருக்கிறது. இந்த ஆய்வுக்கூடத்தில் 50,000 டன் எடையுள்ள, உலகிலேயே மிகப் பெரிய காந்தமேற்றப்பட்ட இரும்பு கலோரி மீட்டரை (ஐ.சி.ஏ.எல்.) (ஒன்றன் மீது ஒன்றாக அடுக்கப்பட்ட இரும்புத் தகடுகள்) நிறுவிவருகின்றனர்.

இப்போது அதிகம் பேசப்படும் ஃபெர்மி நியூட்ரினோ ஆய்வகத்துக்கு 2011-ல் சென்றிருந்தோம். அமெரிக்காவின் சிகாகோ நகரிலிருந்து 60 கி.மீ. தொலைவில் ஆய்வகம் இருக்கிறது. பூமிக்கடியில் மிக ஆழத்தில் இருந்த அந்த ஆய்வுக்கூடத்தில் பணியாற்றும் பலரிடமும் ஒரு பெருமிதத்தைக் காண முடிந்தது. நம்முடைய ஆய்வு, ஃபெர்மி ஆய்வகத்தின் நோக்கங்களைவிட மிகவும் முன்னேறிய ஒன்று. எனவே, தேசிய அளவில் நாம் அனைவரையும்விட மிகவும் பெருமைப்பட வேண்டும்.

பூமிக்கு அதிகம் வரும் நியூட்ரினோக்கள்(Neutrino)

நியூட்ரினோக்கள் குறித்து சுவிட்சர்லாந்தைச் சேர்ந்த உல்ஃப்காங் பவுலி என்ற விஞ்ஞானிதான் 1930-ல் முதலில் தெரிவித்தார். சூரியனில் நான்கு ஹைட்ரஜன் புரோட்டான்கள் சேர்ந்து ஹீலியம் என்ற வேறு பொருளாக மாறுகிறது. இதுவே அணுச் சேர்க்கை. இதன் பலனாகத்தான் பூமிக்கு ஒளியும் வெப்பமும் கிடைக்கின்றன. சூரியனிலிருந்து கோடிக்கோடிக் கணக்கான நியூட்ரினோக்கள் பூமிக்கு வருகின்றன. நாம் அதை உணர்வதில்லை. இந்தக் காரணத்தால்தான், 1,300 மீட்டர் அதாவது சுமார் 5,200 அடி ஆழத்தில் ஆய்வகம் அமைக்கப்படுகிறது. இந்த ஆழத்தில்தான் வளி மண்டலத்தில் உருவான நியூட்ரினோவிலிருந்து அது வேறுபட்டிருக்கும்.

நியூட்ரினோக்கள் பிரபஞ்சம் உருவான நாளிலிருந்தே உருவானவை. நியூட்ரினோக்கள் 3 ரகங்கள். அவற்றின் நிறையை வைத்து இவை வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. சூரியனில் உற்பத்தியாவதை சோலார் நியூட்ரினோக்கள் என்கின்றனர். ஆனால், அவை எலெக்ட்ரான் நியூட்ரினோக்களே. இவை அல்லாமல் மியூவான் நியூட்ரினோ, டாவ் நியூட்ரினோக்களும் உள்ளன.

நம்முடைய அறிவியல், தொழில்நுட்ப வளர்ச்சிக்கு நியூட்ரினோக்கள் 3 காரணங்களுக்காக அவசியம். முதலாவது, அவை அபரிமிதமாகக் கிடைக்கின்றன. இரண்டாவது, அவற்றுக்கு எலக்ட்ரான் எடையில் பத்தாயிரத்தில் ஒரு பங்கு அளவுக்கு எடை இருக்கலாம் என்று ரஷ்யாவில் நடந்த பரிசோதனைகளில் தெரியவந்துள்ளது. எனவே, அவை கோள்கள், நட்சத்திரங்கள், பாறைகள், மனித உடல்கள் என்று - எதன் மீதும் மோதாமல் - எதை வேண்டுமானாலும் துளைத்துக்கொண்டு செல்ல முடியும். மூன்றாவதாக, அவற்றுக்குள்ளே பல தகவல்கள் பொதிந்து கிடக்கின்றன. அவற்றைக் கண்டுபிடிக்க முடிந்தால் வான சாஸ்திரம், விண் இயற்பியல், தகவல் தொடர்பு, மருத்துவத்தில் உள்ளுறுப்புகளைப் படம்பிடித்தல் (Medical Imaging) என்று பல துறைகளுக்குப் பயன்படும். பிரபஞ்சம் பற்றி அறியவும் சூரியனைப் பற்றித் தெரிந்துகொள்ளவும் நியூட்ரினோ ஆய்வுகள் உதவும்.

நியூட்ரினோ(Neutrino) குறித்து தவறான கருத்துகள்

நியூட்ரினோ என்றால் என்ன, அதன் செயல்பாடுகள் என்ன என்று முழுமையாகத் தெரியாவிட்டாலும் அதைப் பற்றி தவறான எண்ணங்கள் பல நிலவுகின்றன. நியூட்ரினோக்கள் நம்மைத் துளைத்துக்கொண்டு செல்வதால் புற்றுநோயை உண்டாக்கிவிடுமா? நிச்சயம் கிடையாது. நியூட்ரினோக்கள் எந்தத் திடப் பொருளுடன் மோதுவது இல்லை என்பதால் அவற்றால் நிச்சயம் புற்றுநோய் ஏற்படாது.

நியூட்ரினோவையும் நியூட்ரானையும் ஒன்று என்றே நினைத்து சிலர் குழப்பிக்கொள்கின்றனர். நியூட்ரான்கள் எல்லா அணுக்களிலும் மையப் பகுதியில் வெவ்வேறு எண்ணிக்கையில் இருப்பவை. சில சமயங்களில் இவை வெளியே வந்து தாக்கினால் உடலுக்குக் கடும் தீங்கு ஏற்படும். இவற்றுடன் ஒப்பிடும்போது நியூட்ரினோக்கள் பரம சாது. அவை எந்தத் தீங்கையும் ஏற்படுத்துவதில்லை. எனவே, அவற்றை ஆயுதமாக்கித் தாக்க முடியாது. நியூட்ரானைவிட நியூட்ரினோ என்பது 1,700 கோடி மடங்கு லேசானது. இரண்டையும் ஒப்பிடவே முடியாது.

இயற்கையான நியூட்ரினோக்களைவிட ஆய்வுக்கூட நியூட்ரினோக்கள் ஆபத்தானவை என்று சிலர் கூறுகின்றனர். அறிவியல்பூர்வமாகச் சொல்வதானால் இது உண்மையே அல்ல. நியூட்ரினோக்கள் அடிப்படையான துகள்கள். அதில் இயற்கை, செயற்கை என்பதற்கே இடமில்லை. அனல் மின் நிலையத்திலிருந்து கிடைக்கும் மின்சாரம், புனல் மின் நிலையத்திலிருந்து கிடைக்கும் மின்சாரத்தைவிட (அதே வோல்டேஜில்) அதிகமாக அதிர்ச்சி தரும் என்ற பிதற்றலைப் போன்றது.

அறிவியலில் முக்கியப் பங்கு

நியூட்ரினோக்கள் அணு உலைகளைக் கண்காணிப்பதற்கு உதவுவதன் மூலம் அணு ஆயுதப் பரவலைக் குறைக்க உதவக்கூடும். யுரேனியம்-238 உலையில் அணுச் சிதைவு காரணமாக புளுடோனியம்-239 ஆகிறது. பயங்கரவாத குழுக்கள் அவற்றை அணுஆயுதக் கருவிகளில் பயன்படுத்தி மக்களுக்கு ஆபத்தை விளைவிக்க வாய்ப்பு உண்டு. நியூட்ரினோ ஆய்வானது, அணு ஆயுதங்கள் எந்தப் பயங்கரவாத குழுக்களின் கைகளிலும் சிக்குவதைத் தடுப்பதற்கு உதவும்.

நியூட்ரினோக்களைப் புரிந்துகொண்டால் பூமிக்கடியில் புதைந்திருக்கும் கனிம வளங்களையும், பெட்ரோலிய எண்ணெய் வளங்களையும் கண்டுபிடிக்கலாம். எவ்வளவு தொலைவு கடந்தோம், எந்தெந்தப் பொருள்களைக் கடந்தோம் என்பதைக் கொண்டு நியூட்ரினோக்களின் தன்மையில் மாறுதல்கள் ஏற்படும். இவற்றைக் கொண்டு கனிம வளங்களை அடையாளம் காண முடியும். அத்துடன் பூமிக்கடியில் பாறை அடுக்குகளில் ஏற்படக்கூடிய மாற்றங்களை அறிவதன் மூலம் நிலநடுக்கம் போன்றவற்றையும் முன்கூட்டியே கணிக்க வாய்ப்பு ஏற்படலாம். ‘புவி நியூட்ரினோக்கள்’ (Geoneutrinos) என்ற இந்தக் கண்டுபிடிப்பு 2005-ல் மேற்கொள்ளப்பட்டது. யுரேனியம், தோரியம், பொட்டாசியம் ஆகியவற்றின் கதிரியக்க அழிவு நிலத்தின் மேற்பரப்பிலும் அதற்கு அடியிலும் எப்படியிருக்கிறது என்று தொடர்ந்து கண்காணிக்க முடியும். இவ்வாறு நியூட்ரினோக்களைப் பல்வேறு நிலையங்கள் உதவியுடன் கண்காணிப்பதை ‘நியூட்ரினோ டோமோகிராஃபி’ என்கின்றனர். அது பூமிக்கடியில் ஏற்படும் பாறை அடுக்குகளின் அசைவுகளைக் கண்டுபிடித்து, நிலநடுக்கம் ஏற்படப்போவதை முன்கூட்டியே தெரிவிக்க வாய்ப்பு இருக்கிறது.

தரவுகளை அனுப்ப முடியும்

நியூட்ரினோக்கள் பூமியைத் துளைத்துக்கொண்டு செல்லும் என்று பார்த்தோம். கம்பிவடங்கள், நுண்ணலைக் கோபுரங்கள், செயற்கைக் கோள்கள் வழியாக பூமியைச் சுற்றி இப்போது தரவுகளை அனுப்பி, பெற்றுவருகிறோம். பூமியைத் துளைத்துக்கொண்டு செல்லும் நியூட்ரினோக்களைப் பயன்படுத்தினால் அந்த வழியாகவும் தகவல்களையும் தரவுகளையும் அனுப்பி, பெற முடியும். இது தகவல் தொடர்பு, இணையதள உலகில் புதிய புரட்சியை உண்டாக்கும். இந்தப் பூவுலகுக்கு அப்பால் வேற்று கிரகத்தில் உயிரினங்கள் இருந்தால் அவற்றுடன் தகவல் தொடர்புகொள்ளவும் நியூட்ரினோக்கள் மிகவும் உதவியாக இருக்கும்.

நியூட்ரினோக்கள் என்பவை பிரபஞ்சத்தின் தகவல்களைத் தங்களுக்குள் அடக்கியிருப்பவை. அவை தங்களுடைய பாதையை எப்போதுமே தவறவிடுவதில்லை. பிரபஞ்ச ரகசியத்தை அறிய நியூட்ரினோ ஆய்வு பெரிதும் உதவும்.

இந்த பிரபஞ்சத்தில் கரும்பொருளும் (டார்க் மேட்டர்), கரும்சக்தியும் (டார்க் எனர்ஜி) 95% உள்ளன. இவற்றைப் பற்றி நமக்கு எதுவும் புரியவில்லை. இந்தப் புதிரை அவிழ்க்க நியூட்ரினோக்களால் முடியும். அதற்கு ‘இந்திய நியூட்ரினோ ஆய்வகம்’ பெரிதும் கைகொடுக்கும்.

லட்சக்கணக்கான ஆண்டுகளுக்கு முன்னால் இரு கற்களை ஒன்றோடொன்று வேகமாக உரச வைத்து தீப்பொறி உண்டாக்கி நெருப்பை மூட்ட கற்றுக்கொண்டது மனித இனம். அதன் மூலம் இந்த உலகையே தன் ஆளுகையின் கீழ் கொண்டுவந்தார்கள். இப்போது நியூட்ரினோ ஆய்வு மூலம் மீண்டும் பிரபஞ்சத்தையே நம் கையின் கீழ்கொண்டுவரும் தருவாயில் இருக்கிறோம்.

நியூட்ரினோவும்(Neutrino), மலை பகுதியும்:

நியூட்ரினோ ஆய்வு மையம் அமைக்க மலை சார்ந்த பகுதியையே தேர்ந்தெடுக்க என்ன காரணம். இதை சமதளத்தில் அமைக்க முடியாதா? என்பது பெரும்பாலானவர்களின் கேள்வி.

இதற்கு பதிலளிக்கும் அறிவியலாளர் விஜய்சங்கர், "நியூட்ரினோ ஏனைய அணுத்துகள்கள் போல எளிதில் கண்டுபிடிக்க முடியாது. அதிநவீன கருவிகளைக்கொண்டு ஆய்வுகள் நிகழ்த்தினாலும் மிக குறைந்த அளவிலான நியூட்ரினோவை மட்டுமே பதிவு செய்ய முடியும். அதன் இயற்பியல் தன்மை அப்படியானது. மேலும், நியூட்ரினோ துகளை பதிவு செய்யும் பொழுது ஏனைய அணுத்துகள்கள், காஸ்மிக் கதிர்களும் பதிவாக வாய்ப்புள்ளதால் ஏனையவைகள் முற்றிலுமாக வடிகட்டப்பட வேண்டும். நியூட்ரினோவை மட்டும் பதிவு செய்ய நீளம், அகலம், உயரம் ஆகியவற்றில் 1 கிலோ மீட்டர் அளவுள்ள மலைப்பகுதி தேவை. இதற்காகதான் தேனி மாவட்டம் பொட்டிபுரம் பகுதியிலுள்ள மலையை தேர்வு செய்திருக்கிறார்கள்" என்கிறார்.