10 अरब में एक बार होने वाली घटना: CERN के वैज्ञानिकों ने 'ज़ेप्टोवर्स' के रहस्यों को खोजने की दिशा में बड़ा कदम उठाया

विज्ञान की दुनिया में कभी-कभी ऐसी घटनाएँ घटती हैं जो हमारी समझ की सीमाओं को विस्तृत कर देती हैं। यूरोपियन ऑर्गेनाइजेशन फॉर न्यूक्लियर रिसर्च (CERN) के वैज्ञानिकों ने हाल ही में एक ऐसी ही असाधारण सफलता हासिल की है। उन्होंने परमाणु स्तर पर होने वाली एक अत्यंत दुर्लभ घटना की खोज की है, जो १० अरब मामलों में बमुश्किल एक बार देखने को मिलती है। यह खोज हमें 'ज़ेप्टोवर्स' (zeptoverse) के रूप में जाने जाने वाले सबएटोमिक यानी परमाणु के भीतर की अति सूक्ष्म दुनिया के करीब ले जाती है। यह एक ऐसा क्षेत्र है जहाँ भौतिकी के प्रचलित नियमों की परीक्षा होती है और ब्रह्मांड के अदृश्य रहस्य छिपे हैं।

यह खोज जिनेवा स्थित लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर (Large Hadron Collider - LHC) नामक दुनिया के सबसे बड़े और शक्तिशाली पार्टिकल एक्सीलेटर यानी कण त्वरक द्वारा की गई है। वैज्ञानिकों ने 'ब्यूटी पार्टिकल्स' (beauty particles) पर ध्यान केंद्रित किया था, जो प्रोटॉन की टक्कर के दौरान पैदा होने वाले कम आयु वाले कण हैं। ये कण जब अन्य कणों में रूपांतरित होते हैं, जिसे विज्ञान की भाषा में क्षय (decay) कहा जाता है, तब वह प्रक्रिया अत्यंत जटिल और दुर्लभ होती है। इस प्रक्रिया की सटीकता के साथ नोंद लेना विज्ञान के लिए एक बड़ी चुनौती थी, जिसे अब सफलतापूर्वक पार कर लिया गया है।

CERN की स्थापना १९५४ में की गई थी और यह आज दुनिया की सबसे बड़ी कण भौतिकी प्रयोगशाला है। फ्रांस और स्विट्जरलैंड की सीमा पर स्थित इस संस्थान में २५ सदस्य देश शामिल हैं। CERN न केवल भौतिकी के अनुसंधान के लिए, बल्कि प्रौद्योगिकी की दुनिया में क्रांति लाने के लिए भी जाना जाता है। उदाहरण के लिए, आज हम जिस वर्ल्ड वाइड वेब (World Wide Web) का उपयोग करते हैं, उसकी खोज १९८९ में टिम बर्नर्स-ली द्वारा इसी संस्थान में की गई थी। इस संस्थान का मुख्य कार्य कणों को प्रचंड वेग देकर उनकी टक्कर कराना और उससे पैदा होने वाले डेटा का विश्लेषण करना है।

इस प्रयोग के केंद्र में लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर है, जो जमीन से १०० मीटर नीचे २७ किलोमीटर लंबी गोलाकार सुरंग में स्थित है। इस सुरंग में प्रोटॉन की किरणों को प्रकाश की गति के करीब के वेग से दौड़ाया जाता है। ये किरणें जब एक-दूसरे से टकराती हैं, तो उनमें से प्रचंड ऊर्जा पैदा होती है और नए कण जन्म लेते हैं। यह प्रक्रिया इतनी जटिल है कि स्टीफन मायर्स नामक वैज्ञानिक ने इसे 'अटलांटिक महासागर के आर-पार दो सुइयां फेंककर उन्हें एक-दूसरे से टकराने' जैसी बताई थी। इस टक्कर से पैदा होने वाले डेटा को सहेजने के लिए CERN के पास विशाल कंप्यूटिंग सुविधा है, जो हर साल पेटाबाइट्स (petabytes) में डेटा जनरेट करती है।

वैज्ञानिकों ने जिन कणों का अध्ययन किया है उन्हें 'बी मेसॉन्स' (B mesons) कहा जाता है। मेसॉन (meson) ऐसे कण होते हैं जो एक क्वार्क (quark) और एक एंटी-क्वार्क (antiquark) से बने होते हैं। क्वार्क पदार्थ के सबसे मूलभूत घटक हैं। बी मेसॉन्स में एक 'बॉटम एंटी-क्वार्क' होता है जो अन्य क्वार्क जैसे कि अप, डाउन, स्ट्रेंज या चार्म के साथ जुड़ा होता है। इन कणों की विशेषता यह है कि वे अत्यंत अस्थिर होते हैं और पैदा होने के क्षण भर में ही अन्य कणों में विभाजित हो जाते हैं। यह विभाजन या क्षय की प्रक्रिया ही वैज्ञानिकों को ब्रह्मांड के मूलभूत बलों के बारे में जानकारी देती है।

इस खोज में जो दुर्लभ घटना देखी गई है, वह 'न्यूट्रल बी मेसॉन' (neutral B meson) के क्षय से जुड़ी है। स्टैंडर्ड मॉडल (Standard Model) के रूप में जानी जाने वाली भौतिक विज्ञान की थ्योरी के अनुसार, इस कण के निश्चित रूप से विभाजित होने की संभावना 10 अरब में केवल एक बार होती है। इतनी कम संभावना होने के बावजूद, LHCb नामक प्रयोग के द्वारा इस घटना के प्रमाण प्राप्त किए गए हैं। यह खोज इसलिए महत्वपूर्ण है क्योंकि यदि इस क्षय की प्रक्रिया स्टैंडर्ड मॉडल की भविष्यवाणी से थोड़ी भी अलग होती है, तो यह 'नई फिजिक्स' (new physics) की ओर इशारा करती है, जो वर्तमान विज्ञान के नियमों से परे हो सकती है।

जेप्टोवर्स की यह खोज हमें डार्क मैटर (dark matter) और डार्क एनर्जी (dark energy) के रहस्यों को सुलझाने में मदद कर सकती है। वैज्ञानिकों का मानना है कि हम जो देख सकते हैं वह ब्रह्मांड का केवल 5% हिस्सा ही है, बाकी का 95% हिस्सा डार्क मैटर और डार्क एनर्जी से बना है, जो अब तक अदृश्य रहा है। बी मेसॉन्स जैसे कणों के दुर्लभ क्षय का अध्ययन करके वैज्ञानिक यह जानना चाहते हैं कि क्या कोई ऐसे अज्ञात कण अस्तित्व में हैं जो इस डार्क मैटर के लिए जिम्मेदार हों। यदि ऐसे नए कण मिल जाते हैं, तो यह विज्ञान के इतिहास की सबसे बड़ी खोज साबित हो सकती है।

अतीत में भी CERN ने कई महत्वपूर्ण उपलब्धियां हासिल की हैं। 1983 में W और Z बोसोन्स की खोज हुई थी, जिसके लिए नोबेल प्राइज दिया गया था। 2012 में 'हिग्स बोसन' (Higgs boson) की खोज इस दशक की सबसे बड़ी वैज्ञानिक घटना थी, जिसने समझाया कि कणों को द्रव्यमान (mass) कैसे मिलता है। अब, इस नए दुर्लभ क्षय की खोज के साथ वैज्ञानिक और अधिक गहराई से जांच कर रहे हैं। अब तक के परिणाम स्टैंडर्ड मॉडल के अनुरूप प्रतीत होते हैं, लेकिन अधिक डेटा के साथ शायद भविष्य में कोई नई विसंगति देखने को मिले जो विज्ञान की नई दिशा खोल सके।

इन प्रयोगों के लिए इस्तेमाल होने वाली तकनीक भी अद्भुत है। एलएचसी (LHC) के चुंबकों (magnets) को ठंडा रखने के लिए तरल हीलियम का उपयोग किया जाता है, जो इसे अंतरिक्ष से भी अधिक ठंडा बनाता है। कणों की टक्कर से जो डेटा पैदा होता है, उसे प्रोसेस करने के लिए दुनियाभर की प्रयोगशालाओं का एक नेटवर्क काम करता है। यह खोज केवल कणों के बारे में नहीं है, बल्कि यह हमारे अस्तित्व की बुनियादी कड़ियों को खोजने का प्रयास है। जैसे-जैसे हम ज़ेप्टोवर्स की गहराइयों में उतरेंगे, वैसे-वैसे ब्रह्मांड के सृजन और उसके अंत के बारे में हमारी समझ और अधिक स्पष्ट होती जाएगी।