મનુષ્ય માટે ૯૫% બ્રહ્માંડ, હજુ પણ અદ્રશ્ય કેમ છે?

ફયુચર સાયન્સ-કે.આર.ચૌધરી
વિ શ્વનું સૌથી મહાકાય અને પ્રચંડ પાર્ટિકલ એક્સિલરેટર, લાર્જ હેડ્રોન કોલાઇડર (એલએચસી), ૨૮ જૂન ૨૦૨૬ના રોજ સત્તાવાર રીતે બંધ કરવામાં આવ્યું છે. પોતાનો અંતિમ ઐતિહાસિક પ્રયોગ સફળતાપૂર્વક પૂર્ણ કર્યા બાદ, જિનીવાસ્થિત સર્ન પ્રયોગશાળાએ આ અજોડ મશીનને આગામી ૪ વર્ષના એક લાંબા અને જટિલ શટડાઉન માં મૂકી દીધું છે. પરંતુ વિજ્ઞાન જગત માટે આ કોઈ કાયમી વિદાય નથી, બલ્કે એક નવી ક્રાંતિની શરૂઆત છે. વિજ્ઞાનીઓના જણાવ્યા અનુસાર, વર્ષ ૨૦૩૦માં આ એલએચસી પોતાના અત્યાર સુધીના સૌથી શક્તિશાળી, આધુનિક અને રૌદ્ર સ્વરૂપમાં પુન: પ્રગટ થશે. જેને 'હાઈ-લ્યુમિનોસિટી લાર્જ હેડ્રોન કોલાઇડર'નું નામ આપવામાં આવ્યું છે.
વર્ષ ૨૦૧૨માં 'ગોડ પાર્ટિકલ' એટલે કે હિગ્સ બોસોન કણની ઐતિહાસિક શોધ કરીને, સમગ્ર વિશ્વમાં સનાતન ખ્યાતિ મેળવનાર આ કોલાઇડરે, બે દાયકામાં બ્રહ્માંડ વિશેની આપણી સમજણને મૂળમાંથી જ બદલી નાખી છે. પરંતુ સવાલ એ થાય કે, માનવ ઇતિહાસના આ સૌથી અસાધારણ અને અકલ્પનીય મશીનની અસલી વૈજ્ઞાનિક સફર ક્યાંથી શરૂ થઈ હતી? તેની આ ભવ્ય ગાથા પાછળ કેવો રોમાંચક ઐતિહાસિક અને વૈજ્ઞાનિક વારસો છુપાયેલો છે?

૧૯૫૪માં જન્મેલું એક સપનું
યુરોપના ૧૨ દેશોએ સાથે મળીને જ્યારે એક અનોખી પ્રયોગશાળા સ્થાપવાનું સપનું જોયું, ત્યારે વર્ષ ૧૯૫૪માં સર્નની સ્થાપના થઈ. તેમનો મુખ્ય મકસદ હતો, એક એવું સ્થળ જ્યાં વિશ્વના પ્રખર વિજ્ઞાનીઓ એકઠા થઈને, આ બ્રહ્માંડના વણઉકેલાયેલા મૂળભૂત નિયમોની ગૂઢ શોધ કરી શકે. સ્વિટ્ઝર્લેન્ડ અને ફ્રાન્સની સરહદ પર, જિનીવા નજીક આવેલી આ સંસ્થાએ પોતાની અદભુત સફરમાં, વિશાળ પાર્ટિકલ ફિઝિક્સ પ્રયોગશાળા તરીકે ગૌરવવંતું સ્થાન મેળવી લીધું છે.
સમય જતાં વિજ્ઞાનીઓને એક એવા અસાધારણ મશીનની તીવ્ર મનીષા જાગી, જે પદાર્થના અતિ સૂક્ષ્મ કણોને પ્રકાશની પ્રચંડ ઝડપ સુધી પહોંચાડીને એકબીજા સાથે અથડાવી શકે. બસ, આ જ વૈજ્ઞાનિક દ્રષ્ટિકોણ સાથે વર્ષ, ૧૯૯૮માં આ ભગીરથ પ્રોજેક્ટનું બાંધકામ શરૂ કરવામાં આવ્યું. હજારો હોંશિયાર એન્જિનિયરો અને વિજ્ઞાનીઓના સહિયારા પરસેવા પછી, આખરે સપ્ટેમ્બર ૨૦૦૮માં, આ મશીન પ્રથમવાર સફળતાપૂર્વક કાર્યરત થયું. જોકે શરૂઆતના તબક્કામાં અણધારી તકનીકી ખામીઓના કારણે થોડો મોટો વિલંબ જરૂર થયો. પરંતુ વર્ષ ૨૦૦૯માં પ્રથમ પ્રોટોન અથડામણો અત્યંત આરામદાયક સ્થિતિમાં પાર પાડવામાં આવી.
આ પ્રક્રિયાને સમજવા માટે જો એક સુંદર ઉદાહરણ લઈએ, તો જેમ કોઈ રમતિયાળ બાળકની ટ્રેન ગોળાકાર પાટા પર સતત ચક્કર લગાવતી રહે, બરાબર તેમ જ આ જટિલ મશીનની અંદર પ્રોટોનના 'ટોળાઓ' અંધારી ટનલમાં ગોળ-ગોળ ઘૂમે છે. આશરે ૨૭ કિલોમીટર લાંબી ટનલમાં આ કણો ત્યાં સુધી અવિરત દોડતા રહે છે. જ્યાં સુધી તેમની અંતિમ ઝડપ પ્રકાશની ગતિની સાવ નજીક ન પહોંચી જાય. ત્યારબાદ, આ કણોને ચોક્કસ નિર્ધારિત બિંદુઓ પર પરસ્પર પ્રચંડ વેગ સાથે અથડાવવામાં આવે છે. આ ભયાનક અથડામણના ક્ષણાર્ધમાં જન્મેલા નવા કણોનું વિશ્લેષણ કરવાનું મુશ્કેલ કાર્ય, ત્યાં ગોઠવેલા સંવેદનશીલ ડિટેક્ટર્સ દ્વારા કરવામાં આવે છે. અહીં સવાલ એ થાય કે 'આ યાદગાર વૈજ્ઞાનિક સફળતાઓ અને ભવિષ્યના દ્રષ્ટિકોણ પાછળ વાસ્તવમાં કયા ખેરખાં વિજ્ઞાનીઓનું યોગદાન છે?

સ્વિટ્ઝર્લેન્ડની સરહદે ધબકતું બ્રહ્માંડનું હૃદય
હાલના વર્તમાન એલએચસીમાં જ્યારે પ્રોટોનનું આખુંય એક 'ટોળું' પસાર થાય છે, ત્યારે સરેરાશ માત્ર ૬૦ જેટલી જ અથડામણો સર્જાય છે, પરંતુ આ આગામી હાઇ-લુમિ એલએચસીમાં આ જાદુઈ આંકડો સીધો ૧૪૦ થી લઈને ૨૦૦ સુધી આરામદાયક સ્થિતિમાં પહોંચી જશે. આ ભગીરથ લક્ષ્ય કંઈ હવામાં આકાર લઈ શકે નહીં! આ માટે હોંશિયાર એન્જિનિયરોએ કોલાઇડરની અંદર ગોઠવેલા મહાકાય ચુંબકોની ઓરીજીનલ ડિઝાઇનમાં ખૂબ મોટા પાયે ફેરફારો કરવા પડશે. જમીનની નીચે અંધારી ટનલની અંદર જ આશરે ૧.૨૦ કિલોમીટર જેટલા લાંબા શક્તિશાળી ચુંબકોને ઉખેડીને સંપૂર્ણપણે બદલવા પડશે. સાથે સાથે વૈશ્વિક ઈન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચરનું પણ કાળજીપૂર્વક અપગ્રેડેશન કરવું અનિવાર્ય બનશે. જોકે, આ સિક્કાની એક બીજી વરવી બાજુ પણ છે. આટલી પ્રચંડ માત્રામાં થનારી અથડામણોનો સીધો અર્થ એ થાય કે પ્રયોગશાળામાં દર સેકન્ડે પાંચ અબજથી પણ વધુ ભયાનક અણુ વિસ્ફોટા સર્જાશે. આ ઘટનાઓમાંથી એટલો બધો અકલ્પનીય ડેટા પેદા થશે કે તેને કમ્પ્યુટરમાં સંપૂર્ણપણે ડિજિટલ સ્વરૂપે સંગ્રહ કરવો! એ ભૌતિક દ્રષ્ટિએ લોઢાના ચણા ચાવવા જેવી બાબત બની જશે. બસ, આ જ વિકટ સમસ્યાના તબીબી ઉકેલ માટે વિજ્ઞાનીઓએ ડિટેક્ટર્સની અંદર આધુનિક એવી આર્ટિફિશિયલ ઇન્ટેલિજન્સ સિસ્ટમ્સનો ઉમેરો કરવાનું આયોજન કર્યું છે. આ સ્વાયત્ત સિસ્ટમ આપોઆપ પલકવારમાં નક્કી કરી લેશે? કે કઈ રોમાંચક ઘટનાઓ વૈજ્ઞાનિક દ્રષ્ટિકોણથી આશીર્વાદરૂપ કે મહત્વની છે? કઈ નકામી ઘટનાઓને કચરા ટોપલીના હવાલે કરી શકાય તેમ છે? આ પ્રચંડ હાઇ-લુમિ એલએચસી પોતાના કાર્યકાળમાં આશરે ૩૮૦ મિલિયન જેટલા હિગ્સ બોસોન કણો સફળતાપૂર્વક ઉત્પન્ન કરી શકશે. જેની સામે વિતેલા તમામ ઓપરેશનલ રનમાં માત્ર ૫૫ મિલિયન જેટલા જ કણો માંડ નસીબ થયા છે. આટલો અભૂતપૂર્વ ડેટાસેટ વિશ્વભરના વિજ્ઞાનીઓને કુદરતમાં બનતી દુર્લભ ઘટનાઓનો બારીકાઈથી તુલનાત્મક અભ્યાસ કરવાની અને ભૌતિકશાસ્ત્રના પરંપરાગત સ્ટાન્ડર્ડ મોડેલની બહારની અજ્ઞાત દુનિયાના નવા વૈજ્ઞાનિક સંકેતો શોધવાની એક અદ્ભુત તક પૂરી પાડશે.

હિગ્સનું સપનું : નોબેલ સુધી પહોંચ્યું
આ પ્રોજેક્ટની પાછળ અનેક વૈજ્ઞાનિકોની અથાક મહેનત, દીર્ર્ઘદ્રષ્ટિ રહેલી છે. સૌથી મોખરાનું નામ બ્રિટિશ ભૌતિકશાસ્ત્રી પીટર હિગ્સનું છે. તેમણે વર્ષ ૧૯૬૪માં જ રહસ્યમય કણની આગાહી કરી હતી. જે ્રબ્રહ્માંડના અન્ય કણોને દળ (માસ) પ્રદાન કરે છે. તેમના આ અમૂલ્ય પ્રદાન બદલ જ આ કણનું નામ 'હિગ્સ બોસોન' રાખવામાં આવ્યું. ૪૮ વર્ષ સુધી આ કણ કાગળ પર સિદ્ધાંત બનીને રહ્યો, પણ આખરે વર્ષ ૨૦૧૨માં લાર્જ હેડ્રોન કોલાઇડર ખાતે પ્રયોગ દરમિયાન તેના વાસ્તવિક અસ્તિત્વની પુષ્ટિ થઈ. આ ઐતિહાસિક શોધ માટે, પીટર હિગ્સને વર્ષ ૨૦૧૩માં નોબેલ પુરસ્કારથી નવાજવામાં આવ્યા હતા. વર્તમાન સમયમાં ચાલી રહેલા હાઈ-લ્યુમિનોસિટી અપગ્રેડ પ્રોજેક્ટના કેન્દ્રબિંદુ સમાન મુખ્ય સૂત્રધાર ઓલિવર બુ્રનિંગ છે, જેઓ સર્ન ખાતે ડિરેક્ટર ફોર એક્સિલરેટર્સ એન્ડ ટેકનોલોજી તરીકે કાર્યરત છે. તેમના જ કુશળ નેતૃત્વ હેઠળ, હાઈ-લ્યુમિ એલએચસી તરફની આ રોમાંચક મહાયાત્રા વાસ્તવિક આકાર લઈ રહી છે. તેમણે જણાવ્યું કે, પ્રચંડ મશીનરી ધરાવતા, આ એલએચસીએ વિતેલા લગભગ બે દાયકામાં વૈજ્ઞાનિક જગતની દરેક અપેક્ષાઓ વટાવી દીધી છે. હવે તેનાથી પણ વધુ શક્તિશાળી ઉત્તરાધિકારીને આવકારવાનો ખરો સમય પાકી ગયો છે.
આ પ્રચંડ અને જટિલ ટેકનિકલ પડકારને ગ્રાઉન્ડ લેવલ પર સફળતાપૂર્વક સંભાળવાની લોજિસ્ટિકલ જવાબદારી જીન-ફિલિપ ટોક પર છે. જેઓ એલએસ૩ કોઓર્ડિનેશન ટીમના વડા તરીકે સેવા આપી રહ્યા છે. આ વિજ્ઞાન જગતમાં નવી પેઢીના યુવા વિજ્ઞાનીઓનું અદભુત પ્રતિનિધિત્વ, ડૉ. નેદા-એલેક્ઝાન્ડ્રા અસ્બાહ કરે છે. જેઓ સર્નના એટલાસ પ્રયોગ સાથે અગ્રણી સંશોધન ભૌતિકશાસ્ત્રી તરીકે જોડાયેલા છે. તેમનું એક આગવું વૈજ્ઞાનિક સ્વપ્ન છે. પ્રયોગશાળામાં તીવ્ર ઉર્જાની મદદથી, એકસાથે બે હિગ્સ બોસોન કણો ઉત્પન્ન કરીને તેમની અંદરોઅંદરની પરસ્પર ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને જીવંત નિહાળવી. આ એક એવી મહાન વૈજ્ઞાનિક સિદ્ધિ હશે, જે આપણું આખુંય બ્રહ્માંડ કરોડો વર્ષો પહેલાં બિગ બેંગ પછી તરત જ કેવી રીતે વિકસ્યું અને વિસ્તર્યું તેના સંકેતો આપી શકે છે.

પ્રોટોન ટકરાશે! ઇતિહાસ બદલાશે?
અત્યારે વિજ્ઞાન જગત સામે સૌથી મોટો યક્ષ પ્રશ્ન એ છે કે : આપણું આ બ્રહ્માંડ ખરેખર શેનું બનેલું છે? આપણે આપણી નગ્ન આંખો કે ટેલિસ્કોપ વડે જે કંઈ જોઈ શકીએ છીએ, જેમ કે ઝળહળતા તારા, અવકાશી ધૂળના વાદળો, ગ્રહો અને આપણું પોતાનું માનવ શરીર. તે બ્રહ્માંડના કુલ દળનો માત્ર ૫ ટકા જેટલો નજીવો હિસ્સો ધરાવે છે! તો પછી બાકીનું ૯૫ ટકા શું છે? આ આશ્ચર્યજનક બાકીના હિસ્સામાં ૨૭ ટકા 'ડાર્ક મેટર' અને અધધધ કહી શકાય તેવી ૬૮ ટકા 'ડાર્ક એનર્જી' રહેલી છે. આ બંને ઘટકો સંપૂર્ણપણે અદ્રશ્ય, માયાવી અને આજદિન સુધી વિજ્ઞાન માટે સાવ રહસ્યમય રહ્યા છે. વિજ્ઞાનીઓને પાકી આશા છે કે 'હાઇ-લુમિ એલએચસીમાંથી મળનારા અઢળક ડેટા અને અદભુત ચોકસાઈની મદદથી, આ અદ્રશ્ય અને રહસ્યમય ઘટકોના પાયાના સંકેતો શોધવામાં મોટી સફળતા મળી શકે છે.'
આશરે ૧.૫ બિલિયન ડોલરનો ખર્ચ અને સળંગ ચાર વર્ષ સુધી મશીનરીનો આખોય પ્લાન્ટ બંધ રાખવો એ વૈશ્વિક સ્તરે બહુ મોટા આર્થિક અને માનવીય રોકાણની માંગ કરે છે. વળી, આના પરિણામો કંઈ તાત્કાલિક સ્પોટ પર મળવાના નથી. તેને સ્પષ્ટ થતાં વર્ષોના વર્ષો નીકળી જશે. તેમ છતાં, સમગ્ર વૈશ્વિક વૈજ્ઞાનિક સમુદાયનું મક્કમપણે માનવું છે કે 'બ્રહ્માંડના મૂળભૂત જ્ઞાનની ખોજ પાછળ કરવામાં આવેલંા આ ભગીરથ રોકાણ આપણી આવનારી ભવિષ્યની પેઢીઓ માટે અનમોલ અને અમૂલ્ય સાબિત થશે.'
હવે સવાલ એ થાય છે કે, શું માનવજાત પોતાની બુદ્ધિના બળે ખરેખર ડાર્ક મેટર અને ડાર્ક એનર્જીના અભેદ રહસ્યોને ઉકેલી શકશે? શું આ અબજો ડોલરનું રોકાણ ભવિષ્યની ટેકનોલોજીમાં ફરી એકવાર એવી જ સુનામી લાવશે જેવી વર્ષો પહેલાં સર્નના વર્લ્ડ વાઇડ વેબે લાવી હતી? અને સૌથી રોમાંચક બાબત તો એ છે કે 'જ્યારે વર્ષ ૨૦૩૦માં આ મહાકાય ટનલની અંદર પ્રોટોનની પ્રથમ પ્રચંડ અથડામણો સર્જાશે, ત્યારે આપણું આ રહસ્યમય બ્રહ્માંડ માનવજાત સામે કયું નવું અકલ્પનીય રહસ્ય ઉજાગર કરશે?'