డార్క్ మ్యాటర్ అంటే ఏంటి... ఈ రహస్యాన్ని సైంటిస్టులు త్వరలో ఛేదించబోతున్నారా?

విశ్వంలోని అతిపెద్ద రహస్యాల్లో డార్క్ మ్యాటర్ (కృష్ణ పదార్థం) ఒకటి. దీని వెనుక మర్మాలను జులై 5 నుంచి మళ్లీ పూర్తి స్థాయిలో పనిచేయబోతున్న లార్జ్ హ్యాడ్రన్ కొలైడర్ (ఎల్‌హెచ్‌సీ) ఛేదించే అవకాశముంది.

విశ్వంలో నాలుగింట మూడొంతుల ఆవరించి ఉండేది కృష్ణ పదార్థమే. అయితే, ఇది ఏమిటో, ఎలా ఉంటుందో ఇప్పటికీ శాస్త్రవేత్తలకు అంతుచిక్కడం లేదు.

ఈ రహస్యాల గుట్టును కనుక్కొనేలా స్విట్జర్లాండ్‌లోని సెర్న్‌లో ప్రపంచంలోనే అత్యంత శక్తిమంతమైన పార్టికల్ యాక్సిలెరేటర్‌లను ప్రస్తుతం అప్‌గ్రేడ్ చేస్తున్నారు.

ఈ ప్రయత్నంలో శాస్త్రవేత్తలు విజయవంతమైతే.. ఇది లార్జ్ హ్యాడ్రన్ కొలైడర్ (ఎల్‌హెచ్‌సీ) కనుగొన్న రెండో సంచలన అంశం అవుతుంది.

ఇప్పటికే ‘‘హిగ్స్ బోసన్’’ పార్టికల్‌ను ఎల్‌హెచ్‌సీ కనిపెట్టింది. 21 శతాబ్దంలో శాస్త్రవేత్తలు ఛేదించిన కీలకమైన రహస్యాల్లో ఇది కూడా ఒకటి.

హిగ్స్ బోసన్‌ లాంటి అణువు విస్ఫోటం చెందకపోతే ప్రస్తుతం మనం జీవిస్తున్న ఇలాంటి ప్రపంచం ఏర్పడే అవకాశమేలేదని శాస్త్రవేత్తలు చెబుతున్నారు.

ప్రస్తుతం కృష్ణ పదార్థమే లక్ష్యంగా జులై 5 నుంచి ఎల్‌హెచ్‌సీ అన్వేషణ సాగించనుంది.

సుదీర్ఘ ప్రయాణం..

కృష్ణ పదార్థం మర్మాన్ని ఛేదించేందుకు పనిచేస్తున్న ప్రధాన శాస్త్రవేత్తలలో డాక్టర్ క్లారా నెల్లిస్ట్ కూడా ఒకరు. లార్జ్ హ్యాడ్రన్ కొలైడర్‌లో ప్రధాన శాస్త్రవేత్తగా మారేందుకు ఆమె చాలా కష్టపడ్డారు.

‘‘మా స్కూలులో అసలు ఫిజిక్స్ టీచరే ఉండే వారు కాదు’’అని ఆమె చెప్పారు.

కానీ, భౌతిక శాస్త్రవేత్తను కావాలని చిన్నప్పుడే లక్ష్యం నిర్దేశించుకున్నానని ఆమె తెలిపారు. ‘‘వారంలో రెండుసార్లు నేను వేరే స్కూల్‌కు వెళ్లి అక్కడ భౌతిక శాస్త్ర పాఠాలు చదువుకునేదాన్ని’’అని ఆమె వివరించారు.

ప్రీ-యూనివర్సిటీ ఫిజిక్స్ పరీక్షకు సొంతంగానే సన్నద్ధమైనట్లు ఆమె చెప్పారు.

అదృష్టవశాత్తు, ఎన్ని అవరోధాలు ఎదురైనా.. మాంచెస్టర్ యూనివర్సిటీలో ఆమెకు సీటు వచ్చింది. అక్కడ పీహెచ్‌డీ పరిశోధన చేపడుతూనే ఎల్‌హెచ్‌సీలో పనిచేయడం ఆమె మొదలుపెట్టారు.

2012లో హిగ్స్ బోసన్ అణువు పరిశోధన జరిగినప్పుడు ఆమె అక్కడే ఉన్నారు.

‘‘ఆ చరిత్రాత్మక ప్రయోగం ప్రకటన వార్తను నేరుగా వినేందుకు అవకాశమిచ్చే ఆడిటోరియంలో సీటు కోసం నేను అక్కడే బయట పడుకోవాల్సి వచ్చింది. ఆ రోజు మా డైరెక్టర్ జనరల్ చేసిన ప్రకటన నాకు ఇప్పటికీ గుర్తుంది’’అని ఆమె అన్నారు.

‘‘ఇలాంటి అద్భుత ఆవిష్కరణ కోసం పనిచేస్తున్నప్పుడు ఆ జ్ఞాపకాలు గుర్తుకు వస్తూనే ఉంటాయి’’అని ఆమె చెప్పారు.

హిగ్స్ బోసన్‌ వార్త నాడు ప్రపంచ వ్యాప్తంగా మార్మోగింది.

‘‘హిగ్స్ బోసన్ ఒక అరుదైన, ప్రత్యేకమైన పార్టికల్. ప్రాథమిక అణువుల ద్రవ్యరాశికి దీనితో సంబంధముంది’’అని క్లారా అన్నారు.

‘‘హిగ్స్ బోసన్‌కు ప్రత్యేకమైన హిగ్స్ ఫీల్డ్ (హిగ్స్ క్షేత్రం) ఉంటుంది. దీని వల్ల అణువులకు ద్రవ్యరాశి వస్తుంది. అసలు ఇది ఎలా పనిచేస్తుందో చెప్పడానికి హిగ్స్ బోసన్ అణువు కీలకంగా మారుతుంది’’అని ఆమె చెప్పారు.

హిగ్స్ ఫీల్డ్ అనేది ఒక శక్తి క్షేత్రం. ఎలక్ట్రాన్లు, క్వార్క్స్ లాంటి ప్రాథమిక అణువులకు దీని నుంచే ద్రవ్యరాశి అందుతుంది.

హిగ్స్ బోసన్‌ను ‘‘దైవ కణం’’గా పిలుస్తారు. ఎందుకంటే దీనిలో జరిగిన బిగ్ బ్యాంగ్ విస్ఫోటం నుంచే విశ్వం జనించిందని శాస్త్రవేత్తలు భావిస్తున్నారు.

మరింత శక్తిమంతంగా..

‘‘గత కొన్నేళ్లుగా మా పని మరింత ఆసక్తికరంగా మారింది. ఎందుకంటే ఎల్‌హెచ్‌సీలోని రెండు యాక్సిలెరేటర్లకు మరమ్మతులు నిర్వహించి అప్‌గ్రేడ్ చేస్తున్నాం’’అని క్లారా చెప్పారు.

అప్‌గ్రేడ్ చేయడమంటే దీన్ని మరింత శక్తిమంతంగా మార్చడమే. అంటే మరిన్ని అణువుల విస్ఫోటాలు చెందించేందుకు వీలుపడుతుంది. ఫలితంగా మరింత డేటా అందుబాటులోకి వస్తుంది.

ఎల్‌హెచ్‌సీకి చాలా విద్యుత్ అవసరం. ఒక సంవత్సరంలో 3,00,000 ఇళ్లు లేదా ఒక చిన్న నగరం ఉపయోగించేంత విద్యుత్‌ ఇక్కడ ఏడాదికి అవసరం పడుతుంది.

ప్రోటాన్లు కాంతి వేగంతో దూసుకెళ్లేలా ఉత్తేజపరిచేందుకు కొంత విద్యుత్‌ను ఉపయోగిస్తారు. అంత వేగంతో రెండు అణువులు ఢీకొడితే, ఇవి మరింత సూక్ష్మమైన అణువులుగా విడిపోతాయి.

‘‘రికార్డు స్థాయిలో ఇలా విస్ఫోటాలు చెందించడమే లక్ష్యంగా ఎల్‌హెచ్‌సీలో ఎక్సెలెరేటర్లను అప్‌గ్రేడ్ చేశాం’’అని క్లారా చెప్పారు.

‘‘క్రాసింగ్ యాంగిల్‌ను కూడా అప్‌గ్రేడ్ చేశాం. దీనిలోనే ప్రోటాన్లు ఒకదానితో మరొకటి ఢీకొంటాయి. దీని నుంచి మనకు మరింత ఎక్కువ డేటా వస్తుంది’’అని ఆమె వివరించారు.

డార్క్ మ్యాటర్ మిస్టరీ

ఈ డేటా సాయంతో కృష్ణ పదార్థ రహస్యాలను ఛేదించొచ్చని సెర్న్ అభిప్రాయపడుతోంది.

‘‘మన విశ్వంలో 80 నుంచి 85 శాతం ఆవరించి ఉండేది ఈ కృష్ణ పదార్థమే. ఇది కాంతితో ఎలాంటి చర్యలూ జరపదు. దీంతో ఇది మన కంటికి కనపడదు. అందుకే దీన్ని కృష్ణ పదార్థమని పిలుస్తారు’’అని క్లారా చెప్పారు.

‘‘ఇక్కడ అన్నింటికంటే ఆసక్తికరమైన అంశం ఏమిటంటే, అసలు ఇదేమిటో ఇప్పటివరకు మనకు తెలియదు’’అని ఆమె అన్నారు.

ఇలాంటి పదార్థముందని పరోక్షంగా నిరూపించే ఆధారాలు మాత్రమే ఇప్పటివరకు శాస్త్రవేత్తలకు దొరికాయి. నేరుగా దీని జాడను రుజువుచేసే ఆధారాల కోసం ప్రయత్నిస్తున్నారు.

అసలు దీనిలోని అణువులు ఎలా ఉంటాయనే అంశంపై చాలా సిద్ధాంతాలు అందుబాటులోనున్నాయి. వీటిలో ఎక్కువ మంది మద్దతు తెలిపేది వీక్లీ ఇంటెరాక్టింగ్ మాసివ్ పార్టికల్. దీన్నే డబ్ల్యూఐఎంపీగా పిలుస్తున్నారు.

‘‘ఇప్పటికీ ఇది మర్మంగానే మిగిలిపోయింది. దీన్ని ల్యాబ్‌లో సృష్టించేందుకు మేం ప్రయత్నించబోతున్నాం’’అని క్లారా చెప్పారు.

‘‘అసలు కృష్ణ పదార్థం అంటే ఏమిటో వేగంగా తెలుసుకోవాలని చాలా ఆతురతగా ఉంది. నా కెరియర్ పూర్తయ్యేలోగా ఆ మర్మాలను చూడాలి. ఇంకా ఇలాంటి ఎన్ని రహస్యాలను మనం కోసం విశ్వం దాచిపెట్టిందో చూడాలి’’అని ఆమె వ్యాఖ్యానించారు.

ఇవి కూడా చదవండి:

(బీబీసీ తెలుగును ఫేస్‌బుక్, ఇన్‌స్టాగ్రామ్‌, ట్విటర్‌లో ఫాలో అవ్వండి. యూట్యూబ్‌లో సబ్‌స్క్రైబ్ చేయండి.)