ഫിസിക്സ് നൊബേൽ: ‘പ്രേതകണ’ത്തെ കുടുക്കാൻ ഐസ്‍ക്യൂബ്; ഫ്രാൻസിസ് ഹാൽസെന്റേത് അപൂർവ നേട്ടം

‘പ്രേതകണ’മെന്ന് വിളിപ്പേരുള്ള നിഗൂഢ കണമാണ് ന്യൂട്രിനോ. അവയെ കുടുക്കാൻ ദക്ഷിണധ്രുവത്തിലെ മഞ്ഞുകട്ടയിൽ കെണിയൊരുക്കിയ ശാസ്ത്രജ്ഞനാണ്, 2026-ലെ ഭൗതികശാസ്ത്ര നൊബേലിന് അർഹനായ ഫ്രാൻസിസ് ഹാൽസെൻ. അതുവഴി പുതിയൊരു ജ്യോതിശാസ്ത്ര ശാഖയ്ക്ക് അദ്ദേഹം തുടക്കമിട്ടു.

ബൽജിയത്തിൽ 1944-ൽ ജനിച്ച ഹാൽസെൻ, നിലവിൽ യുഎസിൽ വിസ്കോൻസിൻ-മാഡിസൻ യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ ശാസ്ത്രജ്ഞനാണ്. ദക്ഷിണ ധ്രുവത്തിൽ ഐസ്ക്യൂബ് ന്യൂട്രിനോ ഒബ്സർവേറ്ററി സ്ഥാപിക്കൻ നേതൃത്വപരമായ പങ്ക് വഹിച്ചതും, വിദൂരപ്രപഞ്ചത്തിൽ ഉത്ഭവിക്കുന്ന ഉന്നതോർജ ന്യൂട്രിനോകളെ കണ്ടുപിടിച്ചതും മുൻനിർത്തിയാണ് ഹാൽസെന് നൊബേൽ പുരസ്കാരം നൽകാൻ റോയൽ സ്വീഡിഷ് അക്കാദമി ഓഫ് സയൻസ് തീരുമാനിച്ചത്.

ഫോട്ടോണുകൾ കഴിഞ്ഞാൽ പ്രപഞ്ചത്തിൽ ഏറ്റവുമധികം കാണപ്പെടുന്ന മൗലിക കണങ്ങളാണ് ന്യൂട്രിനോകൾ. പ്രപഞ്ചാരംഭത്തിൽ മഹാവിസ്‌ഫോടനവേളയിൽ സൃഷ്ടിക്കപ്പെട്ടതാണ് ന്യൂട്രിനോകളിൽ വലിയൊരു പങ്ക് എന്ന് കരുതുന്നു. സൂര്യനിൽ നിന്നും മറ്റ് നക്ഷത്രങ്ങളിൽ നിന്നും ന്യൂട്രിനോകളെത്തുന്നു. ആണവനിലയങ്ങൾ, കണികാപരീക്ഷണശാലകൾ തുടങ്ങിയവയിൽ നിന്നും, ഭൗമാന്തരീക്ഷത്തിലെ കണങ്ങളുമായി കോസ്മിക് കിരണങ്ങൾ കൂട്ടിമുട്ടുമ്പോഴും ന്യൂട്രിനോകൾ ഉണ്ടാകും. ആണവ അപചയവേളകളിലും ഈ കണങ്ങൾ ഉണ്ടാകുന്നു.

പക്ഷേ, ന്യൂട്രിനോകൾ റേഡിയോആക്ടീവതയുള്ള കണങ്ങളല്ല, വൈദ്യുതചാർജുമില്ല. എന്നാൽ, ഫോട്ടോണുകളിൽ നിന്ന് വിരുദ്ധയമായി ചെറിയൊരു ദ്രവ്യമാനം (Mass) ന്യൂട്രിനോകൾക്കുണ്ട്.

ന്യൂട്രിനോകളുടെ ഏറ്റവും വിചിത്രമായ സവിശേഷത, മറ്റ് പദാർഥകണങ്ങളുമായി വളരെ വളരെ കുറഞ്ഞ തോതിൽ മാത്രമേ അവ ഇടപഴകൂ എന്നതാണ്. പ്രപഞ്ചത്തിലെ എല്ലാ പദാർഥരൂപങ്ങളും ന്യൂട്രിനോകൾക്ക് സുതാര്യം (Transparent) ആണ്. ഭൂമിയിലൂടെയും ജീവികളിലൂടെയുമൊക്കെ അവ യാതൊരു തടസ്സവുമില്ലാതെ കടന്നു പോകുന്നു. ഓരോ സെക്കൻഡിലും ഏതാണ്ട് നൂറുലക്ഷം കോടി ന്യൂട്രിനോകൾ നമ്മുടെ ശരീരത്തിലൂടെ കടന്നു പോകുന്നുണ്ട്! ഭൂമിയിലെ ഓരോ ചതുരശ്രസെന്റീമീറ്റർ സ്ഥലത്തുകൂടിയും ഓരോ സെക്കൻഡിലും സൂര്യനിൽ നിന്നുള്ള 6500 കോടി ന്യൂട്രിനോകൾ കടന്നുപോകുന്നു. എങ്കിലും, നമുക്കത് അറിയാനാകുന്നില്ല.

പ്രപഞ്ചത്തിൽ ഒന്നിനും തടസ്സം നിൽക്കാൻ പറ്റാത്തത് കൊണ്ട്, ന്യൂട്രിനോകൾ എത്ര അകലെ നിന്നുള്ളതാണെങ്കിലും, അവയ്ക്ക് ദിശാവ്യത്യാസമുണ്ടാകില്ല, ഊർജനഷ്ടവുമുണ്ടാകില്ല. അതിനാൽ, പ്രപഞ്ചനിരീക്ഷണത്തിന് സവിശേഷമായ സാധ്യത തുറന്നു തരുന്നവയാണ് ന്യൂട്രിനോകൾ. മറ്റൊരിടത്തുനിന്നും കിട്ടാത്ത വിവരങ്ങൾ ഈ നിഗൂഢകണങ്ങൾ നൽകും.

പദാർഥരൂപങ്ങളുമായി ന്യൂട്രിനോ ഒരുതരം ഇടപഴകലിനും ശ്രമിക്കാറില്ലെങ്കിലും, കോടിക്കണക്കിന് ന്യൂട്രിനോകളിൽ ഏതെങ്കിലും ഒരെണ്ണം ആറ്റമിക ന്യൂക്ലിയസുമായി കൂട്ടിമുട്ടും. മഞ്ഞുകട്ടയിലാണിത് സംഭവിക്കുന്നതെങ്കിൽ വെളിച്ചത്തിന്റെ ഒരു നേരിയ സ്ഫുലിംഗം അവശേഷിക്കും. സെൻസറുകളുടെ സഹായത്തോടെ ആ വിവരം പിടിച്ചെടുക്കാനായാൽ, ന്യൂട്രിനോയുടെ സാന്നിധ്യം വെളിപ്പെടും. ഐസ്‍ക്യൂബ് ന്യൂട്രിനോ ഒബ്സർവേറ്ററിയുടെ പ്രവർത്തനം ഏതാണ്ട് ഇതിന് സാമാനമാണ്.

ദക്ഷിണ ധ്രുവത്തിൽ ഇത്തരമൊരു പരീക്ഷണശാല എന്ന ആശയം ഹാൽസെൻ ആദ്യം അവതരിപ്പിക്കുന്നത് 1988-ലാണ്. മറ്റിടങ്ങളിലേതിനെ അപേക്ഷിച്ച്, ദക്ഷിണധ്രുവത്തിലെ മഞ്ഞിന് ചില മെച്ചങ്ങളുണ്ട്. വളരെ തെളിമയുള്ള ഐസാണ് അവിടുത്തേത്. മറ്റ് ബാഹ്യഇടപെടലുകളിൽ നിന്ന് അവിടം മുക്തമാണ്. ഭൂകമ്പം പോലുള്ളവ ഉണ്ടാകാത്തയിടമാകയാൽ, ജിയോളജിക്കലായി സുസ്ഥിരവുമാണ്.

വൈകാതെ ഹാൽസെന്റെ ആശയത്തിന് പിന്തുണയേകി. മറ്റ് ഗവേഷകരുടെ സഹായത്തോടെ, മഞ്ഞിനുള്ളിൽ സെൻസറുകളുടെ പ്രാരംഭ പരീക്ഷണം 1992-ൽ ആരംഭിച്ചു. കോസ്മിക് ന്യൂട്രിനോകൾ എന്നറിയപ്പെടുന്ന, പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ വിദൂരകോണുകളിൽ നിന്നെത്തുന്ന ഉന്നതോർജ ന്യൂട്രിനോകളെ പിടിയിലാക്കുകയായിരുന്നു ഐസ്‍ക്യൂബ് ഒബ്സർവേറ്ററിയുടെ മുഖ്യലക്ഷ്യം.

അത്തരം, ഉന്നതോർജ ന്യൂട്രിനോകൾ എണ്ണത്തിൽ കുറവായതിനാൽ, അവയെ കണ്ടെത്താൻ അത്രയധികം വ്യാപ്തിയിൽ മഞ്ഞുകട്ട വേണം. എങ്കിലേ, കണ്ടുപിടിത്തം സ്ഥിരീകരിക്കാൻ പാകത്തിലുള്ളത്ര എണ്ണം ന്യൂട്രിനോ കൊളിഷനുകൾ രേഖപ്പെടുത്താൻ കഴിയൂ. ഇക്കാര്യം മുൻനിർത്തിയാണ്, ഐസ്‍ക്യൂബ് ഒബ്സർവേറ്ററി ഒരു ഘനകിലോമീറ്റർ വ്യാപ്തി വേണമെന്ന് നിശ്ചയിക്കപ്പെട്ടത്.

2011-ൽ പൂർത്തിയായ ഐസ്‍ക്യൂബിൽ, 5160 സെൻസറുകളുണ്ട്. 86 കേബിളുകൾ കൊണ്ടവ വേർതിരിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.

തുടക്കത്തിൽ തന്നെ ഉന്നതോർജ ന്യൂട്രിനോ കൊളിഷൻ രേഖപ്പെടുത്തി. സൗരയൂഥത്തിന് പുറത്തുനിന്നുള്ള ന്യൂട്രിനോകളെ കണ്ടെത്തിയ കാര്യം ഏതാനും വർഷത്തിനുള്ളിൽ ഐസ്‍ക്യൂബ് ഗവേഷകർ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു.

‘ഗവേഷകരും എൻജിനീയർമാരുമടങ്ങിയ അന്താരാഷ്ട്ര സംഘത്തിന് നേതൃത്വം നൽകിയ ഫ്രാൻസിസ് ഹാൽസെൻ, നമുക്ക് അതിശയിപ്പിക്കുന്ന ഒരുപകരണമാണ് നൽകിയത്. അദ്ദേഹത്തിന്റെ നിശ്ചയദാർഢ്യവും ശാസ്ത്ര ദർശനവും പുതിയ രീതിയിലൊരു ജ്യോതിശ്ശാസ്ത്രത്തിന് രൂപംനൽകി’- ഭൗതികശാസ്ത്ര നൊബേൽ കമ്മറ്റി അധ്യക്ഷൻ മാർക് പിയേഴ്സ് വാത്താക്കുറിപ്പിൽ പറഞ്ഞു.

ബീറ്റാ അപചയത്തിന് വിശദീകരണം നൽകുന്ന വേളയിൽ 1931-ൽ വൂൾഫാങ് പൗളി പ്രവചിച്ച വിചിത്രകണമാണ് ന്യൂട്രിനോ. യുഎസ് ഗവേഷകനായ ഫ്രെഡറിക് റീനെസും സംഘവും 1956 ജൂൺ 14-ന് ന്യൂട്രിനോ കണങ്ങളെ ആദ്യമായി കണ്ടെത്തി (1995-ൽ റീനെസിന് അതിന് നൊബേൽ പുരസ്‌കാരം ലഭിച്ചു). കണ്ടുപിടിച്ചിട്ട് 70 വർഷമായെങ്കിലും, ന്യൂട്രിനോയുടെ നിഗൂഢതകൾ അവസാനിച്ചിട്ടില്ലെന്നാണ്, ഇത്തവണത്തെ ഭൗതികശാസ്ത്ര നൊബേൽ വ്യക്തമാക്കുന്നത്.

Content Highlights: Scientist Francis Halzen led the creation of the IceCube Neutrino Observatory at the South Pole, utilizing deep Antarctic ice to capture elusive cosmic neutrinos and pioneer a revolutionary branch of astronomy.