விண்வெளியில், ஒரு பொருள் எப்படி நிறையைப் பெற்றது என்றால், அந்தப் பொருள் வெளிநேரப் போர்வையை (spacetime fabric) எந்த அளவு வளைக்கிறதோ, அதற்கேற்ப தனது நிறையைப் பெறுகிறது என்று பதில் கூறிவிடலாம். ஆனால், அணுவடித் துகள்களான, எலக்ட்ரான்கள், புரோட்டான்கள், குவார்க்குகள் லெஃப்டான்கள், போன்றவை எவ்வாறு நிறையைப் பெற்றன?
இதற்கான பதில்தான் ஹிக்ஸ் புலம் (higgs field) ஆகும். எப்படி மின்துகள்களிலிருந்து மின்புலம் உருவாக்கப்படுகிறதோ, அதுபோலவே, ஹிக்ஸ் போஸான் துகள்களிலிருந்து தான், ஹிக்ஸ் புலமும் உருவாக்கப்படுகிறது. மேலும், இதற்கு ஐன்ஸ்டீனின் E=MC² எனும் சமன்பாடும் காரணமாகிறது. அதாவது, ஆற்றல் நிறையாகவும் அல்லது நிறை ஆற்றல் ஆகவும் மாற்றப்படலாமல்லவா?
ஹிக்ஸ் போஸான் துகள்கள் பற்றிய ஊகம், முதன்முதலில் 1964 ஆம் ஆண்டு “பீட்டர் ஹிக்ஸ்” எனும் அறிவியலாளரால் முன்வைக்கப்பட்டது. பிறகு 2012 ஆம் ஆண்டில், CERN எனும் ஐரோப்பிய அணு ஆராய்ச்சி மையத்தில் நிகழ்த்தப்பட்ட சோதனையிலிருந்து, இந்தத் துகள் இருப்பது உறுதிப்படுத்தப்பட்டது. இரண்டு மனிதர்களை எதிரெதிர் திசைகளில் மிக மிக அதிகப்படியான வேகத்தில் (500km/h) மோத வைக்கும் போது, அவர்களின் உடல் சிதைந்து உள்ளே உள்ள உறுப்புகள் அனைத்தும், தூக்கி வீசப்படும் அல்லவா?
அதுபோலவே, CERN இல் நடந்த சோதனையில், இரண்டு புரோட்டான்கள் எதிரெதிர் திசைகளில், அதிக அளவிலான வேகத்தில் (ஒளியின் வேகத்திற்கு நிகரான வேகத்தில்) மோத வைக்கப்பட்டன. இந்த மோதலில் அதற்குள் இருந்த துகள்கள் அனைத்தும், அதிக வேகத்தில் சிதரடிக்கப்பட்டன. அப்படி வெளியேற்றப்பட்ட துகள்களில் ஒன்றுதான் ஹிக்ஸ் போஸான் துகளும் ஆகும். இது தவிர நியூட்ரினோக்கள், எதிர் புரோட்டான்கள் போன்ற துகள்களும் வெளியேற்றப்பட்டன.
இவ்வாறு வெளியேற்றப்பட்ட, இந்த ஹிக்ஸ் போஸான் துகளின் ஆயுட்காலம், 1.6×10^(-22) வினாடிகள் மட்டுமே ஆகும். இதுவே இந்த நூற்றாண்டின் மிகச்சிறந்த கண்டுபிடிப்பாகக் கருதப்படுகிறது. ஏனென்றால் இந்த துகளைப் பற்றி ஆராய்வதன் மூலமாக, கரும்பொருள் (dark matter) பற்றிய பல மர்மங்கள் வெளிவரலாம் என்று கூறப்படுகிறது. இந்தியாவைச் சேர்ந்த “சத்யேந்திரநாத் போஸ்” எனும் இயற்பியலாளரின் நினைவாகவே, போஸான் என்று இத்துகளுக்குப் பெயரிடப்பட்டது.
அணுவடித் துகள்களான, புரோட்டான்கள், எலக்ட்ரான்கள், குவார்க்குகள், லெஃப்டான்கள், போன்றவை எந்த அளவு, இந்த ஹிக்ஸ் புலத்துடன் வினைபுரிகிறதோ, அதனைப் பொருத்து அவற்றின் நிறை கணக்கிடப்படுகிறது. ஹிக்ஸ் போஸான் துகள்களுக்கும் நிறை உண்டு. இந்த நிறையும் ஹிக்ஸ் புலத்தின் மூலமாகவே பெறப்பட்டது. இந்த பிரபஞ்சம் முழுவதும் ஹிக்ஸ் புலத்தால் நிரம்பியுள்ளது.
இந்த ஹிக்ஸ் புலத்துடன் வினைபுரியாத துகள்கள், நிறை அற்றவையாகக் கருதப்படுகின்றன. இதற்கு உதாரணமாக ஃபோட்டான்களை கூறலாம். அவை, இந்தப் புலத்துடன் வினை புரியாததால், நிறை அற்றவையாகக் கருத்தப்படுகின்றன.
கடல் நீரை ஹிக்ஸ் புலமாக எடுத்துக் கொள்ளுங்கள். அந்த நீரில், பெரிய உருவமுள்ள மீன்கள் குறைவான வேகத்திலும், சிறு சிறு மீன்கலெல்லாம் அதிக வேகத்திலும் செல்வதைக் காணலாம். அதுபோலத்தான், அதிக நிறையுடைய பொருள்கள், எவ்வளவு ஆற்றலைப் பயன்படுத்தினாலும், இந்தப் பிரபஞ்சத்தில்
ஒரு குறிப்பிட்ட வேகத்திற்கு மேல் செல்ல முடியாது. குறைவான நிறை உடைய பொருள்கள் அதிக வேகத்தில் செல்லலாம். எனவே தான், நிறையே இல்லாத ஃபோட்டான்கள் (ஒளித்துகள்கள்) நாம் கண்டுபிடித்ததிலேயே அதிக வேகத்தில் செல்லும் துகள்களாக உள்ளன. ஆனால், அந்த ஃபோட்டான்களைவிட அதிக வேகத்தில் இந்த பிரபஞ்சம் விரிவடைந்து கொண்டிருக்கிறது. இதற்கான காரணம் இன்று வரை கண்டுபிடிக்கப்படவில்லை.
அதிக நிறை உடைய பொருள்கள் ஹிக்ஸ் புலத்துடன் அதிக அளவில் வினைபுரிகின்றன. மேலும், குறைவான நிறை உடைய பொருள்கள், ஹிக்ஸ் புலத்துடன் குறைவான அளவே வினைபுரிகின்றன. “நிறை உடைய பொருள் ஒளியின் வேகத்தை நெருங்கவே முடியாது” என்று ஐன்ஸ்டீன் கூறியதற்கு, ஹிக்ஸ் புலமும் ஒரு வகையில் காரணமாக இருக்கலாம். ஐந்து வகையான ஹிக்ஸ் போஸான் துகள்கள் இருக்கலாம் என்று அறிவியலாளர்கள் கருதுகின்றனர்.
இந்தத் துகள்கள், பெருவெடிப்பு நிகழ்ந்து 10 முதல் 12 வினாடிகளுக்குள் உருவாக்கப்பட்டு விட்டன. ஹிக்ஸ் போஸான் போன்ற பண்புகளை உடைய மற்றொரு துகளால் தான் பெருவெடிப்பு தொடக்கப்பட்டிருக்கும் என்ற ஊகங்களும் முன்வைக்கப்படுகின்றன.
ஹிக்ஸ் போஸான் துகள்களுக்கு மின்னூட்டம் கிடையாது. மேலும் இவை நிலையற்றவை. இவை, மிகவும் வேகமாகச் சிதைவடைந்து, W-போஸான், Z-போஸான், குளுவான் மற்றும் ஃபோட்டான் போன்ற, துகள்களாக மாறிவிடுகின்றன. அல்லது, ஆற்றலாக மாற்றப்பட்டு விடுகின்றன. எனவே, இந்தத் துகள்தான் மற்ற துகள்கள் உருவாக்கத்திற்கு அடிப்படையாக உள்ளது என்பதை அறிந்துகொள்ளமுடிகிறது. இதனால்தான் ஹிக்ஸ் போஸான் துகளைக் கடவுள் துகள் என்றும் அழைக்கின்றனர்.
ஹிக்ஸ் போஸான் பற்றிய ஊகங்களை முன்வைத்ததற்காக, பீட்டர் ஹிக்ஸ் அவர்களுக்கு 2013ஆம் ஆண்டு நோபல் பரிசு வழங்கப்பட்டது. மேலும் இதுவே, குவாண்டம் உலகில், இந்த நூற்றாண்டின் சிறந்த ஒரு கண்டுபிடிப்பாகக் கருதப்படுகிறது.