ಸದಸ್ಯ:THRIVENI.K.1315348/sandbox
"ದಿ ಸ್ಟಾಂಡರ್ಡ್ ಮಾಡೆಲ್" ಸಿದ್ಧಾಂತ
ಬದಲಾಯಿಸಿಭೌತ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ನಿರೂಪಿಸಿರುವ ’ದಿ ಸ್ಟಾಂಡರ್ಡ್ ಮಾಡೆಲ್’ ಸಿದ್ಧಾಂತವು ಅತ್ಯಂತ ಸರಳ ಹಾಗೂ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿದ್ದು,ನೂರಾರು ಕಣಗಳ ಅಸ್ತಿತ್ವ,ಅವುಗಳ ನಡುವಿನ ಸಂಕೀರ್ಣ ಅಂತರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು[ಇಂಟರ್ಯಾಕ್ಷನ್] ಕೇವಲ ಆರು ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳು ಹಾಗೂ ಆರು ಪ್ರತಿ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳು, ಆರು ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಮತ್ತು ಆರು ಪ್ರತಿಲೆಪ್ಟಾನ್ ಗಳು ಮತ್ತು ಬಲವಾಹಕ ಕಣಗಳನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿ ವಿವರಿಸಿದ್ದಾರೆ.
ಕಣ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕಣ
ಬದಲಾಯಿಸಿವಿಶ್ವದಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಕಣಕ್ಕೂ ಒಂದು ಪ್ರತಿಕಣ[ಆಂಟಿಪಾರ್ ಟಿಕಲ್] ಇದ್ದೇ ಇರುತ್ತದೆ.ಪ್ರತಿಕಣ ಅದರ ಮೂಲಕಣದಂತೆಯೇ ಇದ್ದು, ಅದರ ವಿದ್ಯುದಂಶ ಮಾತ್ರ ವಿರುದ್ದವಾಗಿರುತ್ತದೆ.ಉದಾಹರಣೆಗೆ,ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಋಣವಿದ್ಯುದಂಶ ಹೊಂದಿದೆ.ಅಷ್ಟೇ ರಾಶಿಯುಳ್ಳ ಅದರ ಪ್ರತಿಕಣ[ಅದನ್ನು ಪಾಜ಼ಿಟ್ರಾನ್ ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ] ಧನ ವಿದ್ಯುದಂಶಯುಕ್ತವಾಗಿದೆ.ಅಂತೆಯೇ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಧನವಿದ್ಯುದಂಶಯುಕ್ತ ಕಣ,ಆದರೆ ಪ್ರತಿ ಪ್ರೋಟಾನ್ [ಆಂಟಿ ಪ್ರೋಟಾನ್] ಋಣ ವಿದ್ಯುದಂಶದಿಂದ ಕೂಡಿದೆ.ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆ ವಿದ್ಯುದಂಶವನ್ನು ಆಧರಿಸಿಲ್ಲವಾದ್ದರಿಂದ, ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣಬಲವು ಕಣ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿ ಕಣಗಳೊಂದಿಗೆ ಏಕ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ.ವಿಚಿತ್ರವೆಂದರೆ ಕಣ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕಣಗಳು ಒಂದೆಡೆ ಸೇರಲಾರವು.ಹಾಗೇನಾದರೂ ಒಂದುಗೂಡಿದರೆ,ಅವು ಪರಸ್ಪರ ನಾಶಗೊಳಿಸಿ,ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆಯಾಗುತ್ತವೆ.
ಸ್ಟಾಂಡರ್ಡ್ ಮಾಡೆಲ್
ಬದಲಾಯಿಸಿದಿ ಸ್ಟಾಂಡರ್ಡ್ ಮಾಡೆಲ್ ಪ್ರಕಾರ ಮೂಲಕಣಗಳನ್ನು ಎರಡು ಗುಂಪುಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಲಾಗಿದೆ.
1. ಫರ್ಮಯಾನ್ ಗಳು[ಇವು ದ್ರವ್ಯವನ್ನು ರಚಿಸುವ ಮೂಲಕಣಗಳು]
2. ಬೋಸಾನ್ ಗಳು[ಇವು ದ್ರವ್ಯದ ನಡುವೆ ಅಂತರಕ್ರಿಯೆ ನಡೆಸುವ ಬಲವಾಹಕಹಳಾಗಿ ವರ್ತಿಸುತ್ತವೆ] ಫರ್ಮಯಾನ್ ಗಳ ಭ್ರಮಣ ಸಂಖ್ಯೆ[ಸ್ಪಿನ್ ಸಂಖ್ಯೆ]ಯಾವಾಗಲೂ ಅರ್ಧಾಂಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ[ಫ್ರ್ಯಾಕ್ಷನ್].ಆದರೆ ಬೋಸಾನ್ ಗಳ ಭ್ರಮಣ ಸಂಖ್ಯೆ ೦,೧ ಇಲ್ಲವೆ ೨ ಇರುತ್ತದೆ. ದ್ರವ್ಯದ ಮೂಲ ತಿಳಿಯಲು ಮೂಲಕಣಗಳು,ಅವುಗಳ ಗುಣ ಲಷಣಗಳು,ಇತರ ಕಣಗಳೊಂದಿಗೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಕೃತಿಯಲ್ಲಿನ ಬಲಗಳೊಂದಿಗೆ ಅವುಗಳ ಅಂತರಕ್ರಿಯೆ ಇವುಗಳನ್ನು ಅರ್ಥ ಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ಮೂಲಕಣದ ವಿಜ್ಞಾನದ ಉದ್ದೇಶವಾಗಿದೆ.
ಫರ್ಮಯಾನ್ ಗಳು[ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಮತ್ತು ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಗಳು]
ಬದಲಾಯಿಸಿ
ಇಡೀ ಜಗತ್ತಿನ ರಚನೆಗೆ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಮತ್ತು ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಎಂಬ ಮೂಲಕಣಗಳೇ ಕಾರಣ ಎಂದು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಕಂಡು ಹಿಡಿದಿದ್ದಾರೆ. ಆದರೆ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಎಂದರೇನೆಂದೇ ಇಲ್ಲಿಯವರೆಗೆ ತಿಲಿದಿಲ್ಲ.ಹಾಗಾದರೆ ಈ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಎಂದರೇನು? ಇವೇಕೆ ನಮ್ಮ ಗಮನಕ್ಕೆ ಬಂದಿರಲಿಲ್ಲ ಎಂಬ ಪ್ರಶ್ನೆ ಸಹಜ.ಆದರೆ ಮೂಲಕಣಗಳ ಬಗ್ಗೆ ತಿಳಿದಾಗಮಾತ್ರ ಎಲ್ಲವೂ ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗುತ್ತವೆ. ಫರ್ಮಯಾನ್ ಗಳೆಂದು ಒಟ್ಟಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿರುವ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಮತ್ತು ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಗಳು ಅತ್ಯಂತ ಮೂಲಭೂತ ಕಣಗಳೆಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗಿದೆ.ಇವುಗಳನ್ನು ಆರು ಬಗೆಯಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಲಾಗಿದೆ.ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವಿದ್ಯುದಂಶದ ೧/೩ ಅಥವಾ ೨/೩ರಷ್ಟು ವಿದ್ಯುದಂಶ ಹೊಂದಿದೆ.ಆದರೆ ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಗಳು ಎಲೆಕ್ಟಾನ್ ನಷ್ಟೇ ವಿದ್ಯುದಂಶ ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ ಇಲ್ಲವೇ ವಿದ್ಯುತ್ತಟಸ್ಥವಾಗಿರುತ್ತವೆ.
ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳು
ಬದಲಾಯಿಸಿ
ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಎಂಬ ಹೆಸರನ್ನು ಮರ್ರೆ ಗೆಲ್ ಮನ್ ಎಂಬ ಅಮೇರಿಕನ್ ವಿಜ್ಞಾನಿ ಜೇಮ್ಸ್ ಜಾಯ್ಸ್ ನ ’ಫಿನೆಗನ್ಸ್ ವೇಕ್’ ಎಂಬ ಕಾಲ್ಪನಿಕ ಪುಸ್ತಕದಿಂದ ತೆಗೆದುಕೊಂಡಿದ್ದಾರೆ.’ತ್ರೀ ಕ್ವಾರ್ಕ್ಸ್ ಫಾರ್ ಮಸ್ಟರ್ ಮಾರ್ಕ್’ ಎಂಬ ಸಾಲು ಗೆಲ್ ಮನ್ ರವರಿಗೆ ಸ್ಪೂರ್ತಿ ನೀಡಿತು.ಮೂಲಕಣಗಳನ್ನು ವಿಂಗಡೀಸಿದಕ್ಕಾಗಿ ೧೯೬೯ನೆಯ ಸಾಲಿನ ನೊಬೆಲ್ ಪಾರಿತೊಷಕ ನೀಡಿ ಗೆಲ್ ಮನ್ ಅನ್ನು ಗೌರವಿಸಲಾಯಿತು.ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳ ಅಸ್ತಿತ್ವವನ್ನು ಒಪ್ಪಿಕೊಳ್ಳುವುದು ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿತ್ತು.ಏಕೆಂದರೆ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳ ಅಸ್ತಿತ್ವವನ್ನು ನಿರೂಪಿಸುವುದು ಅಸಾಧ್ಯವಾಗಿತ್ತು.ಅವು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಗಳ ಒಳಗೆ ಬಂಧಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ.ಅವುಗಳನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸುವುದು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಆದ್ದರಿಂದಲೇ ಅನೇಕರು ಗೆಲ್ ಮನ್ ಗೆ ಎಲೋ ಭ್ರಾಂತಿ ಎಂದು ಹೀಗಳೆಯುತ್ತಿದ್ದರು.
ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಚಲನವಿಜ್ಞಾನದ[ಕ್ಲಾಸಿಕಲ್ ಮೇಕಾನಿಕ್ಸ್] ಪ್ರಕಾರ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಒಂದು ಬಿಂದು ಎಂದು ಊಹಿಸಬಹುದು.ಆದರೆ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ವಿಜ್ಞಾನದನ್ವಯ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಕೆಲವು ಬಾರಿ ಬಿಂದುವಿನಂತೆ ಮತ್ತೆ ಕೆಲವು ಸಲ ತರಂಗದಂತೆ ವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಗೆಲ್ ಮನ್ ಹೇಳಿದರು. ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳು ಒಂಟಿಯಾಗಿರುವುದಿಲ್ಲ.ಅವು ಆನೆಗಳಂತೆ ಸಮೂಹ ಕಣಗಳು.ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳು ಒಂದುಗೂಡಿ ರಚಿಸಿದ ಕಣಗಳನ್ನು ಹ್ಯಾಡ್ರಾನ್ ಗಳೆನ್ನುತ್ತಾರೆ.ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ನ ವಿದ್ಯುದಂಶ ಭಿನ್ನಾಂಕವಾಗಿದ್ದರೂ,ಸಂಯೋಜಿತ ಕಣ್ ಪೂರ್ಣಾಂಕ ವಿದ್ಯುದಂಶವಿರುವಂತೆ ಅವು ಒಂದುಗೂಡುತ್ತವೆ.
ಆದರೆ ಕಣ-ಪ್ರತಿಕಣಗಳು ಸಹಜೀವನ ನಡೆಸಲಾರವು,ಅವು ಒಂದೆಡೆ ಸೇರಿದರೆ ವಿನಾಶ ಶತಃಸ್ಸಿದ್ಧ. ಪ್ರತಿಕಣಗಳ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯೇ ವಿಚಿತ್ರ,ಏಕೆಂದರೆ ಜಗತ್ತಿನಲ್ಲಿ ನಮ್ಮ ಕಣ್ಣಿಗೆ ಬೀಳುವುದು ದ್ರವ್ಯ ಮಾತ್ರ, ಪ್ರತಿದ್ರವ್ಯವಲ್ಲ! ಆದರೆ ಪಾಸಿಟ್ರಾನ್ ಅಸ್ತಿತ್ವವನ್ನು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ನಿರೂಪಿಸಲಾಗಿದೆ.ಅಷ್ಟೇ ಅಲ್ಲ,ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮತ್ತು ಪಾಸಿಟ್ರಾನ್ ಗಳು ಸೇರಿದಾಗ ಗ್ಯಾಮಾ ಕಿರಣಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆ ಹೊಂದುವುದೂ ಕೂಡ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ನಿರೂಪಿಸಲಾಗಿದೆ.ಈ ಸಂಗತಿ ಐನ್ಸ್ ಸ್ಟೈನ್ ನ ರಾಶಿ-ಶಕ್ತಿ ಪರಸ್ಪರ,ರಾಶಿಯನ್ನು ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ರಾಶಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು ಸಾಧ್ಯ ಎಂದು ನಿರೂಪಿಸುವ ಸಿದ್ದಾಂತವನ್ನು ಸಮೀಕರಣ E=(MC)² ಪ್ರತಿಪಾದಿಸಿತು.(ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಾನ್ ಗಳಿಂದ ಒಂದು ಪರಮಾಣು ರಚನೆಯಾದಗಲೂ,ಅವುಗಳು ಒಂದುಗೂಡುವಾಗ ಸ್ವಲ್ಪಮಟ್ಟಿನ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಾನ್ ರಾಶಿ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆಯಾಗುತ್ತದೆ.ಈ ಸಂಗತಿ ಪರಮಾಣುರೂಪಿಸಿದ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಾನ್ ಗಳ ಒಟ್ಟು ರಾಶಿ ಅವುಗಳನ್ನೊಳಗೊಂಡ ಪರಮಾಣುವಿನ ರಾಶಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂಬ ಸಂಗತಿ ಕೂಡ ಇದನ್ನೇ ನಿರೂಪಿಸುತ್ತದೆ)
| ಕ್ವಾರ್ಕ್ | ಸಂಕೇತ | ವಿದ್ಯುದಾವೇಶ | ಭ್ರಮಣಸಂಖ್ಯೆ |
|---|---|---|---|
| ಅಪ್ | U | +2/3 | 1/2 |
| ಡೌನ್ | D | -1/3 | 1/2 |
| ಚಾರ್ಮ್ | C | +2/3 | 1/2 |
| ಸ್ಟ್ರೇಂಜ್ | S | -1/3 | 1/2 |
| ಟಾಪ್ | T | +2/3 | 1/2 |
| ಬಾಟಮ್ | B | -1/3 | 1/2 |
ಅಪ್ ಕ್ವಾರ್ಕ್(Up quark),ಚಾರ್ಮ್ ಕ್ವಾರ್ಕ್(charm quark),ಸ್ಟ್ರೇಂಜ್ ಕ್ವಾರ್ಕ್(strange quark) ಟಾಪ್ ಕ್ವಾರ್ಕ್(top quark),ಡೌನ್ ಕ್ವಾರ್ಕ್(down quark),ಬಾಟಮ್ ಕ್ವಾರ್ಕ್(bottom quark) ಎಂಬ ಆರು ಬಗೆಯ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳಿವೆ. ಭ್ರಮಣ(spin)ಇವುಗಳ ವಿಶಿಷ್ಟ ಲಷಣ. ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಕಣಕ್ಕೂ ತನ್ನದೇ ಆದ ಭ್ರಮಣ ಸಂಖ್ಯೆ(pin quantum number)ಇದೆ. ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳಲ್ಲಿ ಅಪ್ ಮತ್ತು ಡೌನ್ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳು ಅತಿ ಹಗುರವಾದವು. ಮೂರನೆಯದು ಸ್ಟ್ರೇಂಜ್ ಕ್ವಾರ್ಕ್. ಮೊತ್ತಮೊದಲು ಕಂಡುಹಿಡಿದ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಯುಕ್ತ ಏ ಕಣದ ದೀರ್ಘಾಯುಷ್ಯ ವಿಚಿತ್ರವೆನಿಸಿದ್ದರಿಂದ( strange ಎಂದು ಇದರ ನಾಮಕರಣ)ಸ್ಟ್ರೇಂಜ್ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಎಂದಾಯಿತು.ಚಾರ್ಮ್ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಅನ್ನು ೧೯೭೪ರಲ್ಲಿ ಸ್ಟಾನ್ ಫೋರ್ಡ್ ಲೀನಿಯರ್ ಆಕ್ಸಿಲರೇಟರ್ ಸೆಂಟರ್ (SLAC)ಮತ್ತು ಬ್ರೂಖಾವೆನ್ ನ್ಯಾಷನಲ್ ಲ್ಯಾಬೊರೇಟರಿಗಳಲ್ಲಿ ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಾಯಿತು.
ಪ್ರೋಟಾನ್ ಎರಡು ಅಪ್ ಕ್ವಾರ್ಕ್(U,U),ಮತ್ತು ಒಂದು ಡೌನ್ ಕ್ವಾರ್ಕ್(ಆ)ಎಂಬ ಮೂರು ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳ ಸಂಯೋಜಿತ ಕಣ.ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಗಳು U,D,D ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳಿಂದಾಗಿವೆ. U ಕ್ವಾರ್ಕ್ ನ ವಿದ್ಯುದಂಶ ೨/೩ ಮತ್ತು ಆ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ನ ವಿದ್ಯುದಂಶ -/೩ ಇರುತ್ತದೆ.ಜೆರೋಮ್ ಐ.ಫ್ರಿಡೆಮಾನ್,ಹೆನ್ರಿ ಡಬ್ಲ್ಯೂ.ಕೆಂಡಲ್,ರಿಚರ್ಡ್ ಟೇಲರ್ ಎಂಬ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು SLAC ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದಲ್ಲಿ ಮೊತ್ತಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳ ಸುಳಿವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದರು.೧೯೯೦ ರಲ್ಲಿ ಅವರು ತಮ್ಮ ಈ ಸಂಶೋಧನೆಗಾಗಿ ನೊಬೆಲ್ ಪಾರಿತೋಷಕ ಪಡೆದರು.ಪ್ರೋಟಾನ್ ವಿದ್ಯುದಂಶ +೧(ಅಂದರೆ +೧.೬*೧೦-೧೯ ಕೂಲಾಂಬ್) ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಒಂದು ಅಪ್ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಮತ್ತು ಎರಡು ಡೌನ್ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳ ಸಂಯೋಗನೆಯಿಂದಾಗಿರುವುದರಿಂದ ಅದು ವಿದ್ಯುತ್ತಟಸ್ಥವಾಗಿದೆ.
ಫ್ರೋಟಾನ್ ರಾಶಿ ೧.೬೭೨೬*೧೦-೨೭ ಕಿಲೊಗ್ರಾಮ್ ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ರಾಶಿ ೧.೬೭೪೯*೧೦-೨೭ ಕಿಲೊಗ್ರಾಮ್. ಆದರೆ ಇವುಗಳ ಘಟಕಗಳಾದ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳ ರಾಶಿ ತೀರಾ ಕಡಿಮೆ.ಹಾಗಾದರೆ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಗಳಿಗೆ ರಾಶಿಯನ್ನು ನೀಡುವ ಕಣಗಳಾವುವು ಎಂಬ ಪ್ರಶ್ನೆಗೆ ಉತ್ತರದ ಹುಡುಕಾಟ ಆರಂಭವಾಯಿತು.ಐದು ಮತ್ತು ಆರನೆಯ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳನ್ನು ಮೊದಲು ಟ್ರೂತ್ ಮತ್ತು ಬ್ಯೂಟಿ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳೆಂದು ಕರೆಯಲಾಗಿತ್ತು.ನಂತರ ಅವು ಟಾಪ್ ಮತ್ತು ಬಾಟಮ್ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳೆಂದು ಹೆಸರು ಪಡೆದವು.೧೯೭೭ರಲ್ಲಿ ಫರ್ಮಿಲ್ಯಾಬೊರೇಟರಿಯಲ್ಲಿ ಅಪ್ಸೈಲಾನ್ ಎಂಬ ಸಂಯೋಜಿತ ಕಣದಲ್ಲಿ ಬಾಟಮ್ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಅನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಾಯಿತು.೧೯೯೫ ರಲ್ಲಿ ಫರ್ಮಿ ಲ್ಯಾಬ್ ನಲ್ಲೇ ಕೊನೆಯಲ್ಲಿ ಟಾಪ್-ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಕಂಡುಹಿಡಿದರು ಟಾಪ್ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳಲ್ಲಿ ಅತಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ರಾಶಿಯುಳ್ಳದ್ದು.ಅದರ ಅಸ್ತಿತ್ವವನ್ನು ಬಹಳ ಹಿಂದೆಯೇ(೧೯೭೫)ಸೂಚಿಸಿದರೂ,ಅದನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲು ೨೦ ವರ್ಷಗಳ ದೀರ್ಘಕಾಲ ಹಿಡಿಯಿತು
ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊಗಳನ್ನು ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಗಳೆಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ.ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಗಳಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವಿದ್ಯುದಂಶವುಳ್ಳ ಕಣವಾದರೆ,ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ವಿದ್ಯುತ್ತಟಸ್ಥ ಕಣವಾಗಿದೆ.ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಮತ್ತು ಲೆಪ್ಟಾನ್ ತಂತಮ್ಮ ಪ್ರತಿಕಣವನ್ನು(anti particle) ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.ಅಂದರೆ ಅಪ್ ಕ್ವಾರ್ಕ್-ಪ್ರತಿ ಅಪ್ ಕ್ವಾರ್ಕ್(anti up quark) ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಕಣ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕಣಗಳ ರಾಶಿ ಸಮನಾಗಿದ್ದು,ಸ್ಪಿನ್ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುದಂಶ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿರುತ್ತವೆ.ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಅಪ್ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ನ್ ಸ್ಪಿನ್ ೧/೨ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುದಂಶ +೨/೩.ಪ್ರತಿ ಅಪ್ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಸ್ಪಿನ್ -೧/೨ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುದಂಶ -೨/೩ ಆಗಿದೆ.ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ನ ಪ್ರತಿಕಣವನ್ನು ಪಾಸಿಟ್ರಾನ್ ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ.ಪಾಸಿಟ್ರಾನ್ ನ ವಿದ್ಯುದಂಶ +೧.೬*೧೦-೧೯ ಕೂಲಂಬ್.
ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಮತ್ತು ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಗಳು ದ್ರವ್ಯ ರಚನೆಗೆ ಮೂಲ ಕಣಗಳಾಗಿವೆ. ಇವುಗಳನ್ನು ಮೂಲಕಣಗಳೆಂದೇ ಗುರುತಿಸಲಾಗಿದೆ.ಇವು ಮೆಸಾನ್ ಮತ್ತು ಬೆರಿಯಾನ್ ಗಳೆಂಬ ಗುಂಪಿನ ಇನ್ನೂರಕ್ಕೂ ಹೆಚ್ಚು ಕಣಗಳ ಅಸ್ತಿತ್ವವನ್ನು ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ವಿವರಿಸುತ್ತವೆ
ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಗಳು
ಬದಲಾಯಿಸಿಲೆಪ್ಟಾನ್ ಗಳು ಕೂಡ ಫರ್ಮಯಾನ್ ಜಾತಿಗೆ ಸೇರಿದ ಮೂಲಕಣಗಳು ಅಥವಾ ದ್ರವ್ಯದ ಮತ್ತೊಂದು ಘಟಕ ಎಂದೂ ಹೇಳಬಹುದು.ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಎಂಬ ಹೆಸರು ಗ್ರೀಕ್ ಮೂಲದಿಂದ ಬಂದಿದೆ.ಅದರ ಅರ್ಥ ಕಡಿಮೆ ರಾಶಿಯುಳ್ಳದ್ದು ಎಂದು ಸಂಗತಿ ವಿಪರ್ಯಾಸವಾಗಿದೆ. ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಗಳಲ್ಲಿ ಆರು ಬಗೆ ಇದೆ. ಪ್ರತಿ ಪರಮಾಣುವಿನಲ್ಲಿ ಉಪಸ್ಥಿತವಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಗುಂಪಿಗೆ ಸೇರಿದೆ. ಮ್ಯುಅಯಾನ್(ಷ) ಮತ್ತು ಟೌ ಕಣಗಳು ವಿದ್ಯುದಂಶವುಳ್ಳ ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಗಳು. ಮ್ಯುಅಯಾನ್ ಮತ್ತು ಟೌ ಕಣಗಳ ವಿದ್ಯುದಂಶ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ನಷ್ಟೇ ಇದ್ದರೂ ಅವುಗಳ ರಾಶಿ ಮಾತ್ರ ಬಹಳ ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಇನ್ನುಳಿದ ಮೂರು ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಗಳು ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊಗಳು.ಅವು ಅತಿ ಹಗುರ, "ದ್ಯುತ್ತಟಸ್ಥ ಕಣಗಳು. ಅವುಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯುವುದು ಅತಿ ಕಠಿಣವಾದುದು.ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಲೆಪ್ಟಾನ್ ತನ್ನ ಪ್ರತಿ ಕಣ ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ನ ಪ್ರತಿಕಣ ಪಾಸಿಟ್ರಾನ್. ಪ್ರತಿಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮಾತ್ರ ಈ ರೀತಿಯ ವಿಶೇಷ ಹೆಸರು ಹೊಂದಿದೆ. ಮಿಕ್ಕ ಪ್ರತಿಕಣಗಳಿಗೆ ಇಂತಹ ವಿಶೇಷ ಹೆಸರುಗಳಿಲ್ಲ.ಒಟ್ಟು ೧೨ ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಗಳಿವೆ. ಅಂದರೆ ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಗಳಿಗೆ ಭ್ರಮಣ ಚಲನೆ ಇದೆ ಮತ್ತು ಅವೆಲ್ಲವುಗಳ ಭ್ರಮಣ ಸಂಖ್ಯೆ ೧/೨ ಆಗಿದೆ.
| ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಗಳು | ವಿದ್ಯುದಂಶ | ರಾಶಿ(Mev) |
|---|---|---|
| ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್(e ⁻) | -1 | 0.0511 |
| ಮ್ಯುಅಯಾನ್(μ ⁻) | -1 | 105.6 |
| ಟೌಅಯಾನ್(τ ⁻) | -1 | 1777 |
| ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ(Ve) | 0 | <0.000003 |
| ಮ್ಯುಅಯಾನ್ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ(Vμ) | 0 | <O.19 |
| ಟೌಅಯಾನ್ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ(Vτ) | 0 | <18.2 |
೧೯೩೬ರಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಲ್ ಡಿ.ಆಂಡರ್ಸನ್ ಮತ್ತು ಸೇತ್ ನೆಡ್ಡರ್ ಮೆಯರ್ ಎಂಬ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ವಿಶ್ವಕಿರಣಗಳ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುವ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ಮ್ಯುಅಯಾನ್ ಗಳನ್ನು ಕಂಡು ಹಿಡಿದರು.ಅವರು ಈ ಕಣಗಳಿಗೆ ಮೆಸೊಟ್ರಾನ್ ಗಳೆಂದು ನಾಮಕರಣ ಮಾಡಿದರು.ಮುಂದೆ ಇವು ಮೆಸಾನ್ ಗಳೆಂದು ಗುರುತಿಸಲ್ಪಟ್ಟವು.ಇದೇ ಕಣಗಳನ್ನು ೧೯೩೭ರಲ್ಲಿ ಜೆ.ಸಿ.ಸ್ಟ್ರೀಟ್ ಮತ್ತು ಇ.ಸಿ.ಸ್ಟೀವನ್ಸನ್ ಎಂಬ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಕ್ಲೌಡ್ ಛೇಂಬರ್ ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ ಕಂಡು ಹಿಡಿದರು.೧೯೩೫ರಲ್ಲೇ ಹಿಡೆಕಿ ಯುಕಾವ ಎಂಬ ವಿಜ್ಞಾನಿ ಇಂತಹ ಕಣಗಳ ಅಸ್ತಿತ್ವವನ್ನು ಸೂಚಿಸಿದ್ದರು.ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಾನ್ ಗಳ ನಡುವಿನ ಪ್ರಬಲ ಬಲವು ಅವುಗಳ ನಡುವೆ ಈ ಕಣಗಳ ವಿನಿಮಯದಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬ ಪೂರ್ವ ಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನು ಮಂಡಿಸಿದರು.ಅಂತಹ ಕಣಗಳ ಅಸ್ತಿತ್ವ ಯುಕಾವ ಸಿದ್ಧಾಂತಕ್ಕೆ ಬೆಂಬಲ ನೀಡಿತು.ಆದರೆ,ಶೀಘ್ರದಲ್ಲೇ ಈ ಮ್ಯುಅಯಾನ್ ಗಳು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಾನ್ ನಡುವಿನ ಅಂತರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಭಾಗವಹಿಸುವುದಿಲ್ಲ ಎಂಬ ಅಂಶ ಸ್ಪಷ್ಟವಾಯಿತು.ಆಗ ಹ್ಯಾನ್ಸ್ ಬೆಥೆ ಮತ್ತು ರಾಬರ್ಟ್ ಮರ್ಶಾಕ್ ಎಂಬ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು,ಮ್ಯುಅಯಾನ್ ಕಣ್ವು ಯುಕಾವ ಸೂಚಿಸಿದ್ದ ಕಣದ ಕ್ಷಯದಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾದ ಕಣವಿರಬಹುದು ಎಂಬ ಸಿದ್ಧಾಂತ ಮಂಡಿಸಿದರು.ಇಂತಹ ಕಣದ ಬಗ್ಗೆ ನಡೆಸಿದ ಶೋಧನೆಯ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ೧೯೪೭ರಲ್ಲಿ ಕಂಡುಹಿಡಿದ ಕಣವೇ ಪೈಅಯಾನ್(ಈ ಕಣಗಳು ಕೂಡ ಮೊದಲ ವಿಶ್ವಕಿರಣಗಳಲ್ಲಿ ಕಂಡು ಬಂದವು).ಈ ಕಣಗಳಲ್ಲಿ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಾರ್ ಬಲದಲ್ಲಿ ಪಾಲ್ಗೊಳ್ಳುವ ಕಣಗಳಿಗಿರಬೇಕೆಂದು ಯುಕಾವ ಸೂಚಿಸಿದ್ದ ಎಲ್ಲ ಗುಣಗಳೂ ಕಂಡುಬಂದವು.
ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟಾನ್ ರಾಶಿಯ ನಡುವಿನ ರಾಶಿ ಇರುವ ಎರಡು ಕಣಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆ ಹಚ್ಚಿದಾಗ ಅವುಗಳಿಗೆ ಒಟ್ಟಾಗಿ ಮೆಸಾನ್ ಗಳೆಂದು ಹೆಸರು ನೀಡಲಾಯಿತು.ಇವುಗಳ ನಡುವಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸ ಸೂಚಿಸಲು,ಮೊದಲು ಕಂಡು ಹಿಡಿದ ,ಮ್ಯುಅಯಾನ್ ಮ್ಯುಮೆಸಾನ್ ಎಂದೂ ನಂತರ ಕಂಡುಹಿಡಿದ.ಕಣವನ್ನು ಪೈ ಮೆಸಾನ್ ಎಂದೂ ಕರೆಯಲಾಯಿತು. ಅಂದರೆ ಮ್ಯುಅಯಾನ್ ಕಣವೇ ಮ್ಯುಮೆಸಾನ್ . ಟೌ ಕಣವನ್ನು ೧೯೭೪-೧೯೭೭ರ ನಡುವೆ ಮಾರ್ಟಿನ್ ಲ್ಯೂಯಿಸ್ ಪರ್ಲ್ ಎಂಬ ವಿಜ್ಞಾನಿ ಮತ್ತು ಅವನ ಸಹಚರರು ನಡೆಸಿದ ಅನೇಕ ಪ್ರಯೋಗಗಳಲ್ಲಿ ಕಂಡು ಬಂತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ನಷ್ಟೇ ವಿದ್ಯುದಂಶವುಳ್ಳ ಟೌ ಕೂಡ ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಜಾತಿಗೆ ಸೇರಿದ್ದು ಮತ್ತು ಅದರ ಭ್ರಮಣ ಸಂಖ್ಯೆ ಕೂಡ೧/೨ ಇರುತ್ತದೆ. ಎಲ್ಲ ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಗಳಂತೆ ಟೌ ಕೂಡ ಪ್ರತಿಕಣ(antiparticle)ಹೊಂದಿದೆ.ಅದನ್ನು ಪ್ರತಿಟೌ(antitau) ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ.ಟೌ ಕಣಗಳನ್ನು τ- ಮತ್ತು τ+ ಎಂದು ಸೂಚಿಸಲಾಗಿದೆ.
ಟೌ ಕಣಗಳು ಬಹು ಮಟ್ಟಿಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಗಳನ್ನು ಹೋಲುತ್ತವೆ.ಆದರೆ ಅವುಗಳ ರಾಶಿ ಮಾತ್ರ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಗಿಂತ ಬಹಳ ಹೆಚ್ಚಿನದಾಗಿರುತ್ತದೆ.ತಮ್ಮ ರಾಶಿ ಬಲದಿಂದ ಟೌ ಕಣಗಳು ಮಾತ್ರ ಹ್ಯಾಡ್ರಾನ್ ಗಳಾಗಿ ಕ್ಷಯವಾಗುವ ಸಾಧ್ಯತೆ ಹೊಂದಿವೆ.ಇತರ ಕಣಗಳಿಗೆ ಅಂತಹ ರಾಶಿಯ ಬಲವಿಲ್ಲ. ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚುರಾಶಿಯುಳ್ಳ ಮ್ಯುಅಯಾನ್ ಮತ್ತು ಟೌ ಕಣಗಳು ದ್ರವ್ಯದ ಪರಮಾಣುಗಳಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುವುದಿಲ್ಲ.ಏಕೆಂದರೆ ಅಸ್ತಿರವಾದ ಅವು ಉತ್ತತ್ತಿಯಾದ ಕೂಡಲೇ ಕ್ಷಯವಾಗಿ ಹಗುರ ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆ ಹೊಂದುತ್ತವೆ.ಕೆಲವು ಬಾರಿ,ಟೌ ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಕ್ಷಯವಾಗಿ ಒಂದು ಕ್ವಾರ್ಕ್,ಒಂದು ಪ್ರತಿ ಕ್ವಾರ್ಕ್,ಮತ್ತು ಒಂದು ಟೌ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆಯಾಗುತ್ತವೆ.ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮತ್ತು ಮೂರು ಬಗೆಯ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಥಿರವಾಗಿವೆ. ಭಾರವಾದ ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಕ್ಷಯವಾದಾಗ,ಅದಕ್ಕನುಗುಣವಾದ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಒಂದು ಘಟಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ.ಇತರ ಘಟಕಗಳು ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಮತ್ತದರ ಪ್ರತಿಕ್ವಾರ್ಕ್, ಇಲ್ಲವೆ ಮತ್ತೊಂದು ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಮತ್ತದರ ಪ್ರತಿ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಆಗಿರಬಹುದು.
ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳಂತೆ ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಗಳು ಸಹಜೀವಿಗಳಲ್ಲ.ಅವು ಒಂಟಿಯಾಗಿರುತ್ತವೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಯುಕ್ತ ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಗಳನ್ನು ಹುಲಿಗಳಂತೆ ಭಾವಿಸಿದರೆ, ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊಗಳು ಅವುಗಳ ಮೇಲಿನ ನೊಣಗಳಂತೆ ಭಾವಿಸಬಹುದು. ವಿದ್ಯುತ್ ಯುಕ್ತ ಕಣಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಬಹುದು,ಆದರೆ,ವಿದ್ಯುತ್ತಟಸ್ಥ ಕಣಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯುವುದು ಹುಲಿಯ ಮೇಲಿನ ನೊಣಗಳನ್ನು ನೋಡುವಷ್ಟೇ ಕಷ್ಟಕರವಾದುದು. ಭೌತವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಕೆಲವು ಬಗೆಯ ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಕ್ಷಯ (decay) ಸಾಧ್ಯ ಮತ್ತೆ ಕೆಲವು ಅಸಂಭವ ಎಂಬ ಸಂಗತಿಯನ್ನು ಗಮನಿಸಿದ್ದಾರೆ.ಇದಕ್ಕೆ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ವಿವರಣೆ ನೀಡಿದ್ದಾರೆ.ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಗಳನ್ನು ಮೂರು ಗುಂಪುಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಲಾಗಿದೆಯಷ್ಟೆ.ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮತ್ತದರ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ,ಮ್ಯುಅಯಾನ್ ಮತ್ತದರ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ,ಟೌ ಮತ್ತದರ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ.ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಕ್ಷಯವಾದಾಗ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುವ ಪ್ರತಿ ಗುಂಪಿನ ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಸಂಖ್ಯೆ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರಬೇಕು(ಒಂದೇ ಗುಂಪಿಗೆ ಸೇರಿದ ಕಣ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿ ಕಣಗಳು ಸೇರಿದರೆ ಅವು ಪರಸ್ಪರ ನಾಶ ಮಾಡುತ್ತವೆ)
ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ
ಬದಲಾಯಿಸಿಬೀಟ ಕಣಗಳನ್ನು ಉತ್ಸರ್ಜಿಸುವ ವಿಕಿರಣಶೀಲ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ವಿವರವಾಗಿ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಿದಾಗ ,ಅದರ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ವಿವರಿಸುವಲ್ಲಿ ಕೆಲವು ತೊಡಕುಗಳು ಕಂಡುಬಂದವು.ವಿಕಿರಣಶೀಲ ಪರಮಾಣುಗಳು ಉತ್ಸರ್ಜಿಸುತ್ತಿದ್ದ ಬೀಟ-ವಿಕಿರಣ ಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿ, ಆವೇಗ ಮತ್ತು ಕೋನೀಯ ಆವೇಗದ ನಿತ್ಯತ್ವ ನಿಯಮ ಪಾಲನೆಯಾಗಲು ಅತಿ ಹಗುರವಾದ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ತಟಸ್ಥ ಕಣದ ಉತ್ಸರ್ಜನೆ ಆಗಿರಲೇಬೇಕು ಎಂದು ೧೯೩೦ರಲ್ಲಿ ವುಲ್ಗ್ಯಾಂಗ್ ಪೌಲಿ ಮೊತ್ತಮೊದಲು ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊದಂತಹ ಕಣದ ಅಸ್ತಿತ್ವದ ಬಗ್ಗೆ ಪೂರ್ವಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನು ಮಂಡಿಸಿದರು.
ಬೀಟ ವಿಕಿರಣ ಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನು ರೂಪಿಸಿದ ಎನ್ರಿಕೊ ಫರ್ಮಿ ಇಂತಹ ಕಣವನ್ನು ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಎಂದು ಕರೆದರು.೧೯೫೧ರಲ್ಲಿ ಫ್ರೆಡ್ ರೀನ್ಸ್ ಮತ್ತು ಕ್ಲೈಡ್ ಕೋವಾನ್ ಎಂಬ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಅಸ್ತಿತ್ವವನ್ನು ಕೊನೆಗೂ ಪತ್ತೆ ಹಚ್ಚುವುದರಲ್ಲಿ ಯಶಸ್ವಿಯಾದರು.ವಿದ್ಯುತ್ತಟಸ್ಥ ಕಣಗಳದ ಅವು ದ್ರವ್ಯದೊಂದಿಗೆ ವರ್ತಿಸುವುದಿಲ್ಲವಾದ್ದರಿಂದ ಅವುಗಳ ಪತ್ತೆ ಕಠಿಣವಾದುದು.ಆದ್ದರಿಂದ ಅವುಗಳು ವಿಶ್ವದಲ್ಲಿ ಅಸಂಖ್ಯವಾಗಿವೆ.ಅವುಗಳ ರಾಶಿ ಅತಿ ಕಡಿಮೆಯಾದರೂ,ಅವುಗಳ ಅಪರಿಮಿತ ಸಂಖ್ಯೆ ವಿಶ್ವದ ಒಟ್ಟು ರಾಶಿಗೆ ಕೊಡುಗೆ ನೀಡಿರುವ ಸಂಭವ ಇದೆ,ಅಷ್ಟೇ ಅಲ್ಲ ಇದು ವಿಶ್ವದ ವಿಸ್ತರಣದ ಮೇಲೂ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರಬಹುದು.ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊಗಳು ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಜಾತಿಗೆ ಸೇರಿವೆಯಷ್ಟೆ.ಅಸಂಖ್ಯ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊಗಳು ಭೂಮಿಯ ಮೂಲಕ ಅದರ ಯಾವೊಂದುಕಣದೊಂದಿಗೂ ವರ್ತಿಸದೆ ನೇರವಾಗಿ ಸಾಗುತ್ತವೆ.ಮೂರು ಬಗೆಯ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆ ಹಚ್ಚಿದ್ದಾರೆ.ಪ್ರತಿ ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಗೂ ಅದಕ್ಕನುಗುಣವಾದ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಇದೆ.ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ,ಮ್ಯೂಅಯಾನ್ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ಮತ್ತು ಟೌ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ.ಈ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊಗಳಿಗೆ ಪ್ರತಿನ್ಯೂಟ್ರಿನೊಗಳಿವೆ(anti neutrino). ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊ ದ್ರವ್ಯದ ರಚನೆಯಲ್ಲಿ ಪಾಲ್ಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ.
ಇತ್ತೀಚೆಗೆ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊಗಳು ವಿಜ್ಞಾನ ಜಗತ್ತಿನಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರವಲ್ಲ, ಜನಸಾಮಾನ್ಯರಲ್ಲಿ ಸಹ ಕ್ರಾಂತಿಕಾರಿ ಎನ್ನಬಹುದಾದ ಸುದ್ದಿ ಹುಟ್ಟಿಸಿ,ಭಾರಿ ಕಲರವ ಉಂಟುಮಾಡಿದ್ದವು.ಸರ್ನ್ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊಗಳು ಬೆಳಕಿನ ವೇದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸಬಲ್ಲವು.ಇದನ್ನು ಪ್ರಯೋಗಗಳು ವಿವಾದಾತೀತವಾಗಿ ನಿರೂಪಿಸಿವೆ ಎಂಬ ಸಂಗತಿಯನ್ನು ಜಗತ್ತಿಗೇ ಸಾರಿ ಹೇಳಿ,ಭಾರೀ ಕೋಲಾಹಲ ಎಬ್ಬಿಸಿದರು.ಅದು ನಿಜವಾಗಿದ್ದರೆ,ಐನ್ಸ್ ಸ್ಟೈನ್ ಪ್ರತಿಪಾದಿಸಿದ್ದ ’ಬೆಳಕಿನ ವೇಗವೇ ಇಡೀವಿಶ್ವದಲ್ಲಿ ಗರಿಷ್ಟವಾದುದು,ಅದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗದಲ್ಲಿ ಯಾವ ದ್ರವ್ಯಕಣವೂ ಸಾಗಲಾರದು’ ಎಂಬ ಸಿದ್ಧಾಂತ ಸುಳ್ಳು ಎಂದಾಗುತ್ತಿತ್ತು.ಅಂತಹ ಸಂದರ್ಭ ಅನೇಕ ಚೋದ್ಯ ಎನ್ನಬಹುದಾದ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಬಹುದಾಗಿತ್ತು.ಆದರೆ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಇಂತಹ ಸಾಧ್ಯತೆ ಖಂಡಿತ ಇಲ್ಲ,ಐನ್ಸ್ ಸ್ಟೈನ್ ಬೆಳಕಿನ ವೇಗವೇ ಗರಿಷ್ಠ ವೇಗಮಿತಿ ಎಂದು ಹೇಳಿದ್ದು ಸರಿಯಾಗಿದೆ. ಪ್ರಯೋಗಗಳ ಫಲಿತಾಂಶ ಕಾಲ ಅಳೆಯುವುದರಲ್ಲಿನ ತಾಂತ್ರಿಕ ದೋಷದಿಂದಾಗಿದೆ ಎಂದು ಹೇಳಿ ,ವಿವಾದಾತ್ಮಕವಾಗಿದ್ದ ಸುದ್ದಿಗೆ ಗುದ್ದು ನೀಡಿ,ಸುಮ್ಮನಾಗಿಸಿದರು.
ಒಟ್ಟಿನಲ್ಲಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ ಇಡೀ ವಿಶ್ವದಲ್ಲಿ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಮತ್ತು ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಗಳ ಸಂಯೋಜನೆಯಿಂದ ದ್ರವ್ಯ ರಚನೆಯಾಗುತ್ತದೆ.
ಬೋಸಾನ್ ಗಳು
ಬದಲಾಯಿಸಿಈವರೆಗಿನ ವಿಷಯಗಳಿಂದ ಇಡೀ ಜಗತ್ತಿನ ದ್ರವ್ಯವು ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಮತ್ತು ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಗಳಿಂದಾಗಿದೆ ಎಂಬ ಅಂಶವಂತೂ ಸ್ಪಷ್ಟವಾಯಿತು. ಇದನ್ನೆಲ್ಲ ಹಿಡಿದಿಟ್ಟಿರುವುದು ಯಾವುದು? ಎಂಬ ಪ್ರಶ್ನೆ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ.ಒಂದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ,ಕೆಲವೇಳೆ ಅನೇಕ ಪರಮಾಣಗಳು ಬಂಧಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಸಂಕೀರ್ಣ ರಚನೆಯೇ ಅಣುಗಳು.ಪರಮಾಣುಗಳು ಯಾವ ರೀತಿಯ ಬಂಧಗಳಿಂದಾಗಿ ಇಂತಹ ಸಂಕೀರ್ಣ ರಚನೆ ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ ಎಂಬುದು ಆಧುನಿಕ ರಸಾಯನ ವಿಜ್ಞಾನದ ತಳಹದಿಯಾಗಿದೆ. ಒಂದಂತೂ ನಿಜ ಮೇಲೆ ಹೇಳಿದ ಕಣಗಳ ನಡುವೆ ಪರಸ್ಪರ ಅಂತರಕ್ರಿಯೆ ಇದೆ. ಈ ಅಂತರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಆಕರ್ಷಣೆ,ವಿಕರ್ಷಣೆ,ವಿಕಿರಣ ಕ್ರಿಯೆ ಮತ್ತು ವಿನಾಶ ಕ್ರಿಯೆ(annihilation) ಎಲ್ಲವೂ ಇದೆ.ಘರ್ಷಣೆ,ಗುರುತ್ವಬಲ,ವಿದ್ಯುತ್ ಬಲ,ಕಾಂತ ಬಲ,ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಾರ್ ವಿಕಿರಣಶೀಲತೆ,ಹೀಗೆ ಜಗತ್ತಿನಲ್ಲಿ ಅನೇಕ ರೀತಿಯ ಬಲಗಳು ನಮಗೆ ಪರಿಚಿತ.ಆದರೆ ಈ ಎಲ್ಲ ಬಲಗಳಿಗೂ ಮೂಲ ಕಾರಣ ನಾಲ್ಕು ಮೂಲಭೂತ ಬಲಗಳು ಮಾತ್ರ .ಅಂದರೆ ಜಗತ್ತಿನಲ್ಲಿ ನಾವು ಗುರುತಿಸುವ ಎಲ್ಲ ಬಲಗಳಿಗೂ ಮೂಲ ಈ ಬಲಗಳೆಂದು ಹೇಳಬಹುದಾಗಿದೆ.
ಬಲ ಎಂದರೆ,ಒಂದು ಕಣದ ಅಸ್ತಿತ್ವ ಮತ್ತೊಂದು ಕಣದ ಮೇಲೆ ಬೀರುವ ಪ್ರಭಾವ ಎನ್ನಬಹುದು.ಒಂದು ಕಣದ ಅಂತರಕ್ರಿಯೆ ಎಂದರೆ,ಅದರ ಮೆಲೆ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರುವ ಎಲ್ಲ ಬಲಗಳನ್ನೂ ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ.ಜೊತೆಗೆ ವಿಕಿರಣ ಪಟ್ಟುತ್ವ,ಮತ್ತು ವಿನಾಶ ಕ್ರಿಯೆ ಸೇರಿದೆ.ಅದು ಸರಿ,ಆದರೆ ಕಣಗಳ ನಡುವಿನ ಅಂತರಕ್ರಿಯೆ ನಡೆಯುವುದಾದರೂ ಹೇಗೆ? ಇಂತಹ ಅಂತರಕ್ರಿಯೆಗಳು ನಡೆಯಲು ಕಾರಣ ಬಲವಾಹಕ ಕಣಗಳು ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ.ಇದರಲ್ಲಿ ಬಲವಾಹಕ ಕಣಗಳು ಯಾವುವು? ಅವುಗಳ ಪಾತ್ರ ಏನು? ಕಣಗಳ ನಡುವೆ ಅಂತರಕ್ರಿಯೆ ಯಾವ ರೀತಿ ನಡೆಯುತ್ತದೆ? ಅವುಗಳನ್ನು ಹಿಡಿದಿಟ್ಟುವ ಬಲ ಯಾವುದು? ಹೀಗೆ ನಾನಾ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು ಕಾಡುತ್ತವೆ. ಕಣಗಳು ಸಂಪರ್ಕವಿಲ್ಲದೆಯೇ ಪರಸ್ಪರ ಬಲ ಪ್ರಯೋಗಿಸುತ್ತವೆ.ಎರಡು ಕಾಂತಗಳಿದ್ದರೆ,ಒಂದು ಮತೋದರ ಸಮಕ್ಷಮವನ್ನು ಗ್ರಹಿಸುತ್ತದಷ್ಟೇ ಅಲ್ಲ,ಪ್ರತಿಕ್ರಯಿಸುತ್ತದೆ ಕೂಡ.ಸೂರ್ಯ ಭೂಮಿಯನ್ನು ತನ್ನಡೆಗೆ ಆಕರ್ಷಿಸುವುದರಿಂದ ತಾನೆ,ಭೂಮಿ ಸೂರ್ಯನ ಸುತ್ತಲೂ ಸುತ್ತುವುದು.ಇದು ಹೇಗೆ ಸಾಧ್ಯ? ಇದಕ್ಕೆ ಉತ್ತರ ಸುಲಭ.ಮೊದಲನೆಯದು ಕಾಂತ ಬಲ ಮತ್ತು ಎರಡನೆಯದು ಗುರುತ್ವ ಬಲ.ಆದರೆ ಈಬಲಗಳ ಮೂಲ ಯಾವುದು?
ಹಾಗೆ ನೊಡಿದರೆ,ಕಣಗಳು ಅನುಭವಿಸುವುದನ್ನು ಬಲ ಎನ್ನಲಾಗದು. ಅದು ಎರಡು ಕಣಗಳು ಪರಸ್ಪರ ವಿನಿಮಯಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವಕ್ರಿಯೆ!ಏನನ್ನುವಿನಿಮಯಮಾಡಿಕೊಂಡಾಗಪರಸ್ಪರಬಲಅನುಭವವಾಗುತ್ತದೆ?ಎಂಬಪ್ರಶ್ನೆಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ.ಎಲ್ಲ ಅಂತರಕ್ರಿಯೆಗಳೂ ಬಲವಾಹಕ ಕಣಗಳ ವಿನಿಮಯದಿಂದ ನಡೆಯುತ್ತದೆ! ಈವಿನಿಮಯವೇ ಬಲವನ್ನು ಉತ್ಪತ್ತಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ.ಇವು ಖಂಡಿತವಾಗಿಯು ವಿಶಿಷ್ಟ ಬಗೆಯ ಕಣಗಳು. ನಾವು ಎರಡು ಕಣಗಳ ನಡುವಿನ ಬಲ ಎಂದು ಕರೆಯುವುದು ಕಣಗಳ ಮೇಲೆ ಈ ಬಲವಾಹಕ ಕಣಗಳು ಉಂಟುಮಾಡುವ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿದೆ ಅದೃಶ್ಯ ಬಲಗಳಾದ ಕಾಂತಬಲ ಇಲ್ಲವೆ ಗುರುತ್ವಬಲ ನಮಗೆ ಪರಿಚ್ಚಿತವಾದುದು.ಆದರೆ ಪ್ರಶ್ನೆಯ ಒಳವಕ್ಕು ಚಿಂತಿಸಿದಾಗ ಎರಡು ವಸ್ತುಗಳು ಸಂಪರ್ಕವಿಲ್ಲದೆ ಪರಸ್ಪರ ಅದು ಹೇಗೆ ಬಲ ಪ್ರಯೋಗಿಸಲು ಸಾಧ್ಯ ಎನ್ನಿಸುವುದು.ಅದಕ್ಕೆ ಉತ್ತರ ಅದೃಶ ಬಲವು ಬಲವಾಹಕ ಕಣಗಳ ವಿನಿಮಯದಿಂದ ಆಗಿರಬಹುದು ಎಂಬ ಸಂಗತಿ ಭೌತವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಈ ಪ್ರಶ್ನೆಗೆ ಅತ್ಯಂತ ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ಅದು ಬಲವಾಹಕ ಕಣಗಳಿಂದಲೇ ಉದ್ಭವವಾಗುವ ಬಲಗಳು ಎಂಬ ಅಂಶವನ್ನು ನಿರೂಪಿಸಿದ್ದಾರೆ.
ಈ ನಿಟ್ಟಿನಲ್ಲಿ ಒಂದು ಸಂಗತಿಯನ್ನು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ಅರ್ಥ ಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ಅವಶ್ಯಕ.ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಬಲವಾಹಕ ಕಣವನ್ನು ಆ ಬಲದಿಂದ ಪ್ರಭಾವ ಹೊಂದಬಲ್ಲ ಕಣ ಮಾತ್ರ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು ಅಥವಾ ಉತ್ಪತ್ತಿಮಾಡಬಲ್ಲದು.ಉದಾಹರಣೆಗೆ,ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಗಳಿಗೆ ವಿದ್ಯುದಂಶವಿದೆ.ಆದ್ದರಿಂದ ಇವು ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತಿಯ ಬಲವಾಹಕ ಕಣವಾದ ಫೋಟಾನ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಸರ್ಜಿಸಬಲ್ಲವು ಅಥವಾ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಬಲ್ಲವು.ಆದರೆ,ನ್ಯೂಟ್ರಿನೊಗಳಿಗೆ ವಿದ್ಯುದಂಶವಿಲ್ಲ. ಆದ್ದರಿಂದ ಅವುಗಳು ಫೋಟಾನ್ ಗಳಿಂದ ಯಾವುದೇ ರೀತಿ ಪ್ರಭಾವಿತವಾಗುವುದಿಲ್ಲ.ಅಥವಾ ಅವು ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಅಂತರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಪಾಲ್ಗೊಳ್ಳುವುದಿಲ್ಲ. ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಬಲವು ಒಂದೇ ರೀತಿಯ ವಿದ್ಯುತ್ಕಣಗಳ ನಡುವೆ ವಿಕರ್ಷಣೆಯನ್ನು,ಬೇರೆಬೇರೆ ರೀತಿಯ ವಿದ್ಯುತ್ಕಣಗಳ ನಡುವೆ ಆಕರ್ಷಣೆಯನ್ನೂ ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ.ಪ್ರತಿನಿತ್ಯ ನಮ್ಮ ಗಮನಕ್ಕೆ ಬರುವ ಘರ್ಷಣೆ(friction) ಮತ್ತು ಕಾಂತೀಯ ಬಲವನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಬಲದಿಂದ ವಿವರಿಸಬಹುದು. ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಬಲವಾಹಕ ಕಣ ಯಾವುದು ಎಂಬ ಪ್ರಶ್ನೆ ಸಹಜ. ಅದೇ ಫೋಟಾನ್. ವಿವಿಧ ಶಕ್ತಿಯುಳ್ಳ ಫೋಟಾನ್ ಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ರೋಹಿತದಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ.ಫೋಟಾನ್ ಗಳ ರಾಶಿ ಶೂನ್ಯ ಅವೆಲ್ಲವೂ ನಿರ್ವಾತ ಇಲ್ಲವೆ ವಾಯುವಿನಲ್ಲಿ ಬೆಳಕಿನ ವೇಗದಲ್ಲಿ (೩*೧೦೮ ಮೀಟರ್ /ಸೆಕೆಂಡ್ )ಚಲಿಸುತ್ತವೆ.
ಫೋಟಾನ್ ಸಿದ್ಧಾಂತಕ್ಕೆ ಸೂಕ್ತ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ತಳಹದಿ ನೀಡಿದವರು ಆಲ್ಬರ್ಟ್ ಐನ್ ಸ್ಟೈನ್ ಅವರು ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ ಪ್ಲಾಂಕ್ ನ ಕ್ವಾಂಟಂ ಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನು ಎಲ್ಲ ರೀತಿಯ ವಿಕಿರಣಗಳಿಗೂ ಅನ್ವಯಿಸಿ,ದ್ಯುತಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಸೂಕ್ತವಾಗಿ ವಿವರಿಸಿದರು.ಅವರ ಪ್ರಕಾರ ಎಲ್ಲ ವಿಕಿರಣಗಳು ಶಕ್ತಿ ಪೊಟ್ಟಣ ಎನ್ನಬಹುದಾದ"ಫೋಟಾನ್ " ಕಣಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಉತ್ಸರ್ಜಿಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ.ಪ್ರತಿ ಫೋಟಾನ್ ನ ಶಕ್ತಿ == ಆಗಿರುತ್ತದೆ.ಅವುಗಳ ವಿಶ್ರಾಂತ ರಾಶಿ ಶೂನ್ಯ ಪದಾರ್ಥಗಳು ತಮ್ಮ ಮೇಲೆ ಆಘಾತವಾದ ಫೋಟಾನ್ ಗಳನ್ನು ಇಡಿಯಾಗಿ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಅಥವಾ ಉತ್ಸರ್ಜಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ಪ್ರತಿಪಾದಿಸಿದರು.ಇದೇ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಿದ್ಧಾಂತ.ಈ ಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿ ಐನ್ ಸ್ಟೈನ್ ರು ದ್ಯುತಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ವಿವರಿಸಿದರು . ಈ ಸಿದ್ಧಾಂತಕ್ಕಾಗಿ ೧೯೦೫ರಲ್ಲಿ ನೊಬೆಲ್ ಪಾರಿತೋಷಕ ನೀಡಿ ಗೌರವಿಸಲಾಯಿತು.ಐನ್ ಸ್ಟೈನ್ ರ ಪ್ರಕಾರ ದ್ಯುತಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿಣಾಮವು ಲೋಹಗಳಲ್ಲಿರುವ ಅಪಾರ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಮುಕ್ತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಗಳು ಮತ್ತು ವಿಕಿರಣ ಫೋಟಾನ್ ಗಳ ನಡುವಿನ ಅಂತರಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ .ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಫೋಟಾನ್ ಗಳೇ ಬಲವಾಹಕ ಕಣಗಳು.
ಒಂದು ಬಗೆಯ ವಸ್ತುವಿನ ಪರಮಾಣುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದೇ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಗಳಿರುತ್ತವೆ. ಅಂದರೆ ,ಪರಮಾಣುಗಳು "ದ್ಯುತ್ತಟಸ್ಥವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಹಾಗಾದರೆ,ಅವು ಅಣುಗಳಾಗಿ ಹೇಗೆ ಬಂಧಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ? ಯಾವ ಬಂಧ ಸ್ಥಿರ ಅಣುಗಳನ್ನು ಒಂದೆಡೆ ಕೂಡಿಸಿಡುತ್ತದೆ? ಉತ್ತರವಂತೂ ವಿಚಿತ್ರ ಆದರೂ ಸತ್ಯ. ಒಂದು ಪರಮಾಣುವಿನ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಮತ್ತೊಂದರ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಗಳನ್ನು ಆಕರ್ಷಿಸುತ್ತದೆ.ಇದರಿಂದ ಇಟ್ಟಾರೆಯಾಗಿ ಉಳಿದವ್ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಬಲ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಅಣುಗಳಾಗಿ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುವಂತೆ ಬಂಧಿಸಿಡುತ್ತದೆ. ಆಹಾ, ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಒಲವೇ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಅಣುಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಬಂಧಿಸಿಡುತ್ತದೆ .ಅಷ್ಟೇ ಅಲ್ಲ,ಜಗತ್ತಿನಲ್ಲಿರುವ ಎಲ್ಲ ದ್ರವ್ಯವೂ ಉಪಸ್ಥಿತವಿರುವುದು ಪ್ರೊಟಾನ್ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಗಳ ವಿದ್ಯುದಂಶ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿರುವುದು ಎಂದರೆ ಸೋಜಿಗದ ಸಂಗತಿ ಎಂಬಂತೆ ಅನಿಸುತ್ತದೆ.
ಪ್ರಬಲ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯರ್ ಬಲ
ಬದಲಾಯಿಸಿಆಧುನಿಕ ಭೌತವಿಜ್ಞಾನ ಅಂತರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿನ ಶಕ್ತಿ ವಿನಿಮಯವನ್ನು ಬಲವಾಹಕಗಳಾದ "ಬೋಸಾನ್ " ಗಳೆಂಬ ಮೂಲಕಣಗಳ ನೆರವಿನಿಂದ ವಿವರಿಸುತ್ತಾರೆ. ಬೋಸಾನ್ ಗಳಿಗೆ ಪೂರ್ಣಾಂಕ ಭ್ರಮಣ ಸಂಖ್ಯೆಯಿರುತ್ತದೆ. ಬೋಸಾನ್ ಗಳು ದ್ರವ್ಯದ ನಡುವಿನ ಮೂಲ ಬಲಗಳಿಗೆ ಮಧ್ಯವರ್ತಿಗಳಾಗಿ ಅಥವಾ ಬಲವಾಹಕ ಕಣಗಳಾಗಿ ವರ್ತಿಸುತ್ತವೆ.ಫೋಟಾನ್,ಡಬ್ಲ್ಯು ಬೊಸಾನ್,ಜ಼ಡ್ ಬೋಸಾನ್ ,ಗ್ಲೂಅಯಾನ್ ,ಹಿಗ್ಸ್ ಬೋಸಾನ್ ಮತ್ತು ಗ್ರಾವಿಟಾನ್ ಇವುಗಳನ್ನು "ಬೋಸಾನ್" ಗಳೆನ್ನುತ್ತಾರೆ. ಹಿಗ್ಸ್ ಬೊಸಾನ್ ಅನ್ನು ಇತ್ತೀಚ್ಚೆಗಷ್ಟೇ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಕಂಡುಹಿಡಿದಿದ್ದಾರೆ. ಗ್ರಾವಿಟಾನ್ ಅಸ್ತಿತ್ವವನ್ನು ಇನ್ನೂ ಕಂಡುಹಿಡಿದಿಲ್ಲ.ದೀರ್ಘ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯ ಬಲಗಳು ಶೂನ್ಯ ರಾಶಿಯ ವಾಹಕಗಳಿಂದ ಮತ್ತು ಅಲ್ಪ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯ ಬಲಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ರಾಶಿಯುಕ್ತ ಬಲವಾಹಕಗಳಾದ ಡಬ್ಲ್ಯೂ+ ಮತ್ತು ಡಬ್ಲ್ಯೂ- ಮತ್ತು ಜ಼ಡ್ ಬೋಸಾನ್ ಗಳು ದುರ್ಬಲ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಾರ್ ಬಲಕ್ಕೂ,ಗ್ಲೂಅಯಾನ್ ಗಳು ಪ್ರಬಲ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಾರ್ ಬಲಕ್ಕೂ ಮಧ್ಯವರ್ತಿಗಳಾಗಿ ವರ್ತಿಸುತ್ತವೆ.
ಪೋಟಾನ್ ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಗಳು ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳಿಂದ ಸಂಯೋಜಿತವಾದ ಕಣಗಳು .ಇವುಗಳನ್ನು ಬಂಧಿಸಿರುವ ಬಲ ಯಾವುದು?ಪೋಟಾನ್ ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಗಳು ಪರಮಾಣುವಿನ ತಿರುಳು ಎನ್ನಿಸಿರುವ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಒಳಗೆ ಬಂಧಿತವಾಗಿವೆ. ಪೋಟಾನ್ ಗಳೋ ಧನವಿದ್ಯುದಂಶದಿಂದ ಕೂಡಿವೆ.ಅಲ್ಲವೆ ಪರಸ್ಪರ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಕರ್ಷಣ ಬಲದಿಂದ ಒಂದನ್ನೊಂದು ದೂರ ತಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಈಬಲದ ಪ್ರಭಾವದಿಂದ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಏಕೆ ಛೀದ್ರವಾಗುವುದೆಲ್ಲ? ಅವು ಹಲವು ಫರ್ಮಿ(೧ಫರ್ಮಿ=೧೦-೧೫ಮೀ) ತ್ರಿಜ್ಯವಿರುವ ಗೋಲದೊಳಗೆ (ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್) ಭದ್ರವಾಗಿ ಬಂಧಿತವಾಗಿವೆ.ಅವುಗಳ ನಡುವಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಕರ್ಷಣ ಬಲವನ್ನು ಮೀರಿದ ಯಾವ ಬಲ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಗಳನ್ನು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಒಳಗೆ ಹಿಡಿದಿಟ್ಟಿದೆ ? ಇಷ್ಟು ಅತ್ಯಲ್ಪ ಜಾಗದಲ್ಲಿ ಪೋಟಾನ್ ಗಳ ನಡುವಿನ ವಿಕರ್ಷಣೆಯನ್ನು ಮೀರುವಂತಹ ಯಾವ ಬಲ ವರ್ತಿಸುತ್ತಿದೆ ಎಂಬುದು ಕಾಡುವ ಪ್ರಶ್ನೆಯೇಯಾಗಿದೆ ಗುರುತ್ವ,ಬಲವೇನಾದರೂ ಇದಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಿರಬಹುದೇ? ಖಂಡಿತ ಸಾದ್ಯವಿಲ್ಲ.ಏಕೆಂದರೆ ಗುರುತ್ವ ಬಲ ವಿದ್ಯುತ್ ಬಲದ ಎದುರು ಅತಿ ದುರ್ಬಲವಾದುದು.ಅದಕ್ಕೆ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಕರ್ಷಣ ಬಲವನ್ನು ಮೀರಿ ಪೋಟಾನ್ ಗಳ ನಡುವೆ ಆಕರ್ಷಣೆಯುಂಟುಮಾಡುವ ತಾಕತ್ತಿಲ್ಲ.ಅದಕ್ಕುತ್ತರ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಾರ್ ಪ್ರಬಲ.
ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಒಳಗಿನ ವಿದ್ಯಮಾನ ಅರ್ಥ ಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಪ್ರೊಟಾನ್ ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಗಳನ್ನು ರಚಿಸುವ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಹೆಚ್ಚು ತಿಳಿಯಬೇಕು.ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳ್ಯ್ ವಿದ್ಯುದಂಶವುಳ್ಳ ಕಣಗಳೆಂದು ತಿಳಿದಿದೆ. ಇದೇ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳು ಅತಿ ವಿಭಿನ್ನ ರೀತಿಯ ಕಲರ್ ಚಾರ್ಜ್ ಎಂಬ ವಿಭಿನ್ನ ಮಾದರಿಯ ಆವೇಶ (charge) ವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಈ ಕಲರ್ ಚಾರ್ಜ್ ಗಳ ನಡುವಿನ ಬಲವು ಪ್ರಬಲವಾದುದು.ಆದ್ದರಿಂದಲೇ ಇದನ್ನು ಪ್ರಬಲ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಾರ್ ಬಲ(strong nuclear force) ಎಂದು ಕರೆದರು. ಈ ಪ್ರಬಲ ಬಲವು ಹ್ಯಾಡ್ರಾನ್ ಗಳ ಒಳಗೆ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳನ್ನು ಹಿಡಿದಿಡುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಬಲ ಬಲವುಂಟುಮಾಡುವ ಬಲ ವಾಹಕಗಳಿರಬೇಕಷ್ಟೇ. ಅವುಗಳನ್ನು "ಗ್ಲೂಅಯಾನ್" ಗಳೆಂದು ಕರೆದರು! ಏಕೆಂದರೆ ಅವು ಅಷ್ಟು ಬಲವಾಗಿ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳನ್ನು ಪ್ರೊಟಾನ್ ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಗಳ ಒಳಗೆ ಹಿಡಿದಿಡಲು ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿದೆ. ಯಾವುದೇ ಹ್ಯಾಡ್ರಾನ್ ನೊಳಗಿರುವ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳ ನಡುವೆ ನಿರಂತರವಾಗಿ ಅತಿಯೆನಿಸುವಷ್ಟು ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಗ್ಲೂಅಯಾನ್ ಗಳ ವಿನಿಮಯವಾಗುತ್ತದೆ. ಇದೇ ಪ್ರಬಲ ಬಲವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ.
ಕಲರ್ ಚಾರ್ಜ್ ವಿದ್ಯುದಾವೇಶಕ್ಕಿಂತ ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿ ವರ್ತಿಸುತ್ತವೆ. ಗ್ಲೂಅಯಾನ್ ಗಳಲ್ಲಿ ಕೂಡ ಕಲರ್ ಚಾರ್ಜ್ ಇದೆ. ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳಲ್ಲಿ ಕಲರ್ ಚಾರ್ಜ್ ಇದ್ದರೂ ,ಅವುಗಳಿಂದ ಸಂಯೋಜಿತವಾದ ಕಣಗಳಲ್ಲಿ ಒಟ್ಟಾರೆಯಾಗಿ ಕಲರ್ ಚಾರ್ಜ್ ಇರುವುದಿಲ್ಲ. ಪ್ರಬಲ ಬಲವು ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳ ಮಟ್ಟದಲ್ಲೇ ವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ .ಆದ್ದರಿಂದಲೇ ಪ್ರಬಲ ಬಲ ನಿತ್ಯ ಜೀವನದಲ್ಲಿ ಅನುಭವಕ್ಕೆ ಬರುವುದಿಲ್ಲ. ಈಗ ನಮಗೆಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳನ್ನು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಒಳಗೆ ಹಿಡಿದಿಟ್ಟಿರುವುದು ಪ್ರಬಲ ಬಲ ಎಂದು ತಿಳಿಯಿತು.ಆದರೆ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಒಳಗಿರುವ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಗಳನ್ನು ಹಿಡಿದಿಡುವ ಬಲ ಯಾವುದು ಎಂಬುದನ್ನು ಅದು ವಿವರಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಪ್ರೋಟಾನ್ ಗಳೋ ಪರಸ್ಪರ ವಿಕರ್ಷಣ ಬಲದಿಂದ ವಿಮುಖವಾಗಲು ಯತ್ನಿಸುತ್ತವೆ.ಪೋಟಾನ್ ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಗಳ ನಡುವೆ ಪ್ರಬಲ ಬಲವುಂಟುಮಾಡಲು ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಒಟ್ಟಾರೆ ಕಲ್ರ್ ಚಾರ್ಜ್ ಇರುವುದಿಲ್ಲ .ಮತ್ತೆ ಈ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಾನ್ ಗಳನ್ನು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ನಿಂದ ಹೊರಹೋಗದಂತೆ ಭದ್ರವಾಗಿ ಬಂಧಿಸಿರುವ ಬಲ ಯಾವುದು ಎಂಬ ಪ್ರಶ್ನೆಯು ಸಹ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ.
ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳ ನಡುವಿನ ಬಲವನ್ನು ಸುಮ್ಮನೆ ಪ್ರಬಲ ಬಲ ಎಂದು ಕರೆದಿಲ್ಲ .ಪ್ರೋಟಾನ್ ಗಳ ನಡುವಿನ ವಿಕರ್ಷಣ ಬಲವನ್ನು ಮೆಟ್ಟಿ ನಿಲ್ಲಲ್ಲು,ಒಂದು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಒಳಗಿರುವ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳು ಮತ್ತು ಮತ್ತೊಂದು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಒಳಗಿನ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳ ನಡುವಿನ ಪ್ರಬಲ ಬಲವೇ ಸಾಕು . ಇದನ್ನು ಉಳಿಕೆ ಪ್ರಬಲ ಬಲ (residual strong nuclear force)ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ.ಇದು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಾನ್ ಗಳನ್ನು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಒಳಗೆ ಭದ್ರವಾಗಿ ಹಿಡಿದಿಡುತ್ತದೆ.
ದುರ್ಬಲ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಾರ್ ಬಲ
ಬದಲಾಯಿಸಿಬಾರವಾದ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಮತ್ತು ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಗಳು ಹಗುರ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಗಳಾಗಿ ಮತ್ತು ಕ್ಷಯವಾಗಲು ದುರ್ಬಲ ಅಂತರಕ್ರಿಯೆ(weak interactions) ಕಾರಣ. ಈ ರೀತಿ ಮೂಲಕಣಗಳು ಕ್ಷಯವಾಗುವ ಸಂಗತಿ ವಿಚಿತ್ರವೇ. ಆದರೆ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಒಂದು ಮೂಲಕಣ ಮಾಯವಾಗಿ ಎರಡು ಅಥವಾ ಮೂರು ಮೂಲಕಣಗಳು ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗಿರುವುದನ್ನು ಗಮನಿಸಿದ್ದಾರೆ ಈಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ರಾಶಿ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯ ಸಂರಕ್ಷಣೆಯಾದರೂ,ಸ್ವಲ್ಪ ಭಾಗ ಕಣದ ರಾಶಿ ಚಲನ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ಭಾರ ಕಣ ಕ್ಷಯದಲ್ಲಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಇತರ ಕಣಗಳ ಒಟ್ಟು ರಾಶಿ ಅವುಗಳ ಮೂಲ ಕಣದ ರಾಶಿಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿರುತ್ತದೆ .ನಮ್ಮ ಸುತ್ತಲೂ ಇರುವ ಸ್ಥಿರ ದ್ರವ್ಯ ಅತಿ ಸಣ್ಣ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಮತ್ತು ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಗಳಿಂದಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಇವು ಮತ್ತಷ್ಟು ಸಣ್ಣ ಕಣಗಳಾಗಿ ಕ್ಷಯವಾಗುವ ಸಾಧ್ಯತೆ ಇರುವುದಿಲ್ಲ.
ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಇಲ್ಲವೆ ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಇತರ ಕಣವಾಗಿ ಕ್ಷಯ ಹೊಂದಿದರೆ (ಉದಾಹರಣೆ ಮ್ಯುಅಯಾನ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಆಗಿ ಕ್ಷಯವಾಗುವುದು),ಅದು ತನ್ನ ಸ್ವಾದ(ಜಿಟಚಿತಠಡಿ) ಬದಲಾವಣೆ ಮಾಡುತ್ತದೆನ್ನುತ್ತಾರೆ. ಎಲ್ಲ ಸ್ವಾದ ಬದಲಾವಣೆಯೂ ದುರ್ಬಲ ಅಂತರಕ್ರಿಯೆಯಿಂದಲೇ ಜರುಗುತ್ತದೆ.ದುರ್ಬಲ ಅಂತರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ w+,w-, ಮತ್ತು ಚಾರ್ಮ್ ಬೋಸಾನ್ ಗಳು ಬಲವಾಹಕ ಕಣಗಳಾಗಿ ಪಾಲ್ಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ.w+,w-,ಕಣಗಳು ವಿದ್ಯುದಾವೇಶ ಹೊಂದಿವೆ, ಆದರೆ ಚಾರ್ಮ್ ಬೋಸಾನ್ "ದ್ಯುತ್ತಟಸ್ಥ ಕಣ: ಸ್ಟಾಂಡರ್ಡ ಮಾಡೆಲ್ ನಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತಿಯ ಮತ್ತು ದುರ್ಬಲ ಅಂತರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಏಕೀಕರಿಸಿ, ವಿದ್ಯುತ್ ದುರ್ಬಲ "ಎಂಬ ಅಂತರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿ ಪರಿಗಣಿಸುತ್ತಾರೆ.ದುರ್ಬಲ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯರ್ ಬಲ (ನ್ಯೂಟ್ರಿನೋ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಗಳ ನಡುವಿನ ಬಲ) ಪರಮಾಣು ಕೇಂದ್ರದ ವಿಕಿರಣ ಪಟುತ್ವವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುತ್ತದೆ .ಅಷ್ಟೆ ಅಲ್ಲ,ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಗಳ ನಡುವಿನ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುತ್ತದೆ.
ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆ ಮೂಲಭೂತವಾದ ಬಲ.ಇದು ಯಾವುದೇ ಎರಡು ಕಣಗಳ (ಅಥವಾ ವಸ್ತುಗಳ) ನಡುವೆ ಕಂಡುಬರುವ ಅಂತರಕ್ರಿಯೆ. ಆದರೆ ಸ್ಟಾಂಡರ್ಡ್ ಮಾಡೆಲ್ ನಲ್ಲಿ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯನ್ನು ವಿವರಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ.ಏಕೆಂದರೆ ಗುರುತ್ವ ಬಲದ ವಾಹಕ ಕಣ ಕಂಡು ಹಿಡಿಯಲಾಗಿಲ್ಲ. ಅದನ್ನು ಗ್ರಾವಿಟಾನ್ ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ. ಇದುವರೆಗೆ ಗ್ರಾವಿಟಾನ್ ಪತ್ತೆಯಾಗಿಲ್ಲ . ಇದು ಭೌತವಿಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ಉತ್ತರ ತಿಳಿಯದ ಪ್ರಮುಖ ಸಮಸ್ಯೆ ಉಂಟುಮಾಡಿದೆ.
ಹ್ಯಾಡ್ರಾನ್ ಗಳು
ಬದಲಾಯಿಸಿನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಅನ್ನು ಹಿಡಿದಿಡುವ ಪ್ರಬಲ ಬಲದ ಬಗ್ಗೆ ತಿಳಿದ ನಂತರ ಇದನ್ನೇ ಆಧರಿಸಿ ಕಣಗಳವಿಂಗಡನೆ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ಪ್ರಬಲ ಅಂತರಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ವರ್ತಿಸುವ ಕಣಗಳನ್ನು ಹ್ಯಾಡ್ರಾನ್ ಗಳೆಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ ಹ್ಯಾಡ್ರಾನ್ ಗಳಲ್ಲಿ ಬೇರಿಯಾನ್ ಮತ್ತು ಮೆಸಾನ್ ಗಳೆಂಬ ಎರಡು ಬಗೆಯ ಹ್ಯಾಡ್ರಾನ್ ಗಳಿವೆ ಮೆಸಾನ್ ಮತ್ತು ಬೇರಿಯಾನ್ ಗಳಲ್ಲಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸವೆಂದರೆ ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಅಡಕವಾಗಿರುವ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳು ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಒಟ್ಟು ಭ್ರಮಣ ಸಂಖ್ಯೆ ಬೇರಿಯಾನ್ ಗಳು ಮೂರು ಬಗೆಯ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳಿಂದಾಗಿವೆ.ಪ್ರೋಟಾನ್ (ಎರಡು ಅಪ್ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಮತ್ತು ಒಂದು ಡೌನ್ ಕ್ವಾರ್ಕ್ (uud),ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್(udd) ಬೇರಿಯಾನ್ ಗುಂಪಿಗೆ ಸೇರಿವೆ ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಗಳು ಹ್ಯಾಡ್ರಾನ್ ಗುಂಪಿಗೆ ಖಂಡಿತ ಸೇರುವುದಿಲ್ಲ. ಏಕೆಂದರೆ ಅವುಗಳ ನಡುವೆ ಪ್ರಬಲ ಬಲ ವರ್ತಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಆದರೆ ದುರ್ಬಲ ಅಂತರಕ್ರಿಯಾ ಬಲ ಹ್ಯಾಡ್ರಾನ್ ಮತ್ತು ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಗಳ ಮೇಲೆ ವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ. ಹ್ಯಾಡ್ರಾನ್ ಗಳು ಗ್ಲೂಅಯಾನ್ ಗಳ ಮೋಡದಿಂದ ಸುತ್ತುವರೆಯಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ. ಗ್ಲೂಅಯಾನ್ ಗಳೇ ಪ್ರಬಲ ಬಲದ ಬಲವಾಹಕಗಳು.
ಹ್ಯಾಡ್ರಾನ್ ಗಳ ಗುಂಪಿಗೆ ಸೇರಿದ ಮತ್ತೊಂದು ಬಗೆಯ ಕಣಗಳೆಂದರೆ ಮೆಸಾನ್ ಗಳು. ಇವು ಒಂದು ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಮತ್ತು ಒಂದು ಪ್ರತಿ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ನಿಂದಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಪೈಅಯಾನ್ (+) ಕಣವು ಒಂದು ಅಪ್ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಮತ್ತು ಒಂದು ಡೌನ್ ಪ್ರತಿ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳಿಂದಾಗಿದೆ. ಪೈಅಯಾನ್ ನ ಪ್ರತಿಕಣವು(-) ಒಂದ ಡೌನ್ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಮತ್ತು ಒಂದು ಅಪ್ ಪ್ರತಿ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ನಿಂದಾಗಿದೆ.ಮೆಸಾನ್ ಕಣ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕಣಗಳಿಂದಾಗಿರುವುದರಿಂದ ಅದು ಅತ್ಯಂತ ಅಸ್ಥಿರವಾದ ಕಣವಾಗಿದೆ.ಆದರೆ ಕೆಅಯಾನ್ (ಏ-) ಇತರ ಎಲ್ಲ ಮೆಸಾನ್ ಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಅವಧಿ ಜೀವಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ.ಆದ್ದರಿಂದಲೆ ಅದರ ಘಟಕ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಅನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದಾಗ ಅದಕ್ಕೆ ಸ್ಟ್ರೇಂಜ್ ಎಂದು ಹೆಸರಿಸಿದರು. ಬೇರಿಯಾನ್ ಗಳು ಫರ್ಮಿಯಾನ್ ಗುಂಪಿಗೆ ಸೇರುತ್ತವೆ. ಏಕೆಂದರೆ ಅವುಗಳ ಭ್ರಮಣ ಸಂಖ್ಯೆ ಅರ್ಧಾಂಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ಭ್ರಮಣ ಸಂಖ್ಯೆ ಪೂರ್ಣಾಂಕವಿರುವ ಮೆಸಾನ್ ಗಳು ಬೋಸಾನ್ ಗಳಾಗಿವೆ.
ವಿಚಿತ್ರವೆಂದರೆ ಹ್ಯಾಡ್ರಾನ್ ಗಳ ರಾಶಿಯ ಬಹು ಅಲ್ಪಭಾಗ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳಿಂದಾಗಿದೆ. ಎಂಬುದು ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಮೂರು ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳ ಸಂಗಮದಿಂದಾಗಿದೆ.ಆದರೆ ಅವುಗಳ ಒಟ್ಟು ರಾಶಿ ಪ್ರೋಟಾನ್ ರಾಶಿಯ ಪ್ರತಿಶತ ಒಂದರಷ್ಟು ಮಾತ್ರ ಹಾಗಾದರೆ ಉಳಿದ ೯೯% ಪ್ರೋಟಾನ್ ರಾಶಿಗೆ ಯಾವುದು ಕೊಡುಗೆ ನೀಡುತ್ತದೆ? ಎಂಬುದು ಗಮನವಾದ ಸಂಗತಿ.ಅದಕ್ಕೆ ಉತ್ತರ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳ ಚಲನಶಕ್ತಿಯೇ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಗೆ ಅದರ ರಾಶಿಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಇಲ್ಲಿ ರಾಶಿ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿ ಒಂದೇ ನಾಣ್ಯದ ಎರಡು ಮುಖದಂತೆ ವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ.
ಹಿಗ್ಸ್ ಬೋಸಾನ್ ? ಈ ಉಪಪರಮಾಣು ಕಣ ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲು ಬಿಲಿಯಗಟ್ಟಲೆ ಡಾಲರ್ ಗಳೇಕೆ ಖರ್ಚಾಗಬೇಕು? ಅದು ಅಷ್ಟೊಂದು ಮಹತ್ವ ಪೂರ್ಣವೇ? ಎಂಬ ಪ್ರಶ್ನೆ ಸಹಜ. ೧೯೬೦ರಲ್ಲೇ ಹಿಗ್ಸ್ ಕ್ಷೇತ್ರ ಮತ್ತು ಅದಕ್ಕನುಗುಣವಾದ ಕಣದ ಬಗ್ಗೆ ಪೂರ್ವ ಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನು ಬ್ರಿಟಿಷ್ ವಿಜ್ಞಾನಿ ಪೀಟರ್ ಹಿಗ್ಸ್ ಮತ್ತು ಅವನ ಸಹಚರರು ಮಂಡಿಸಿದ್ದರು. ದಿ ಸ್ಟಾಂಡರ್ಡ್ ಮಾಡೆಲ್" ನಲ್ಲಿ ಹಿಗ್ಸ್ ಬೋಸಾನ್ ಒಂದು ಮೂಲಕಣ ಇದನ್ನು ಸರ್ನ್ ಪ್ರಯೋಗಾಲದ ಲಾರ್ಜ್ ಹ್ಯಾಡ್ರಾನ್ ಕೊಲೈಡರ್ ಎಂಬ ಭಾರಿ ಉಪಕರಣ ಬಳಸಿ ನಡೆಸಿದ ಪ್ರಯೋಗಗಳಲ್ಲಿ ಕಂಡುಹಿಡಿದಿರಬಹುದಾಗಿದೆ.ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ ಕಂಡು ಬಂದ ಕಣ ಅದೇ ಎಂದಾದರೆ ವಿಶ್ವ ರಹಸ್ಯ ಭೇದಿಸಿದಂತೆಯೇ ಎಲ್ಲ ದ್ರವ್ಯವು ಮೂಲ ಕಣಗಳಾದ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಮತ್ತು ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಗಳಿಂದಾಗಿದೆ ಎಂದು ಹೇಳಿದೆಯಷ್ಟೇ.ಆದರೆ ಕ್ವಾರ್ಕ್ ಗಳು ಅತಿ ಹಗುರ ಹಾಗಾದರೆ ದ್ರವ್ಯಕ್ಕೆ ರಾಶಿ ಎಲ್ಲಿಂದ ಬಂತು ಎಂಬ ಪ್ರಶ್ನೆಗೆ ಉತ್ತರ ಸಿಕ್ಕಿಲ್ಲ. ಈ ಕಣದ ಅಸ್ತಿತ್ವವು ಅನೇಕ ಕಣಗಳಿಗೆ ವಿವಿಧ ಮೊತ್ತದ ರಾಶಿಯಿರಬೇಕಾದರೆ,ಪ್ರೋಟಾನ್ ನಂತಹ ಕಣಗಳೇಕೆ ಶೂನ್ಯ ರಾಶಿ ಹೊಂದಿವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ವಿವರಿಸಲಾಗಿದೆ.
೨೦೧೨ ಜುಲೈ ೪ ವಿಜ್ಞಾನ ಜಗತ್ತಿನಲ್ಲಿ ಸುವರ್ಣಾಕ್ಷರಗಳಲ್ಲಿ ಬರೆದಿಡಬಹುದಾದಂತಹ ದಿನ. ಅಂದು ಸರ್ನ್ ಲ್ಯಾಬೊರೇಟರಿಯ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಹಿಗ್ಸ್ ಬೋಸಾನ್ ಕಣದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೋಲುವ ಕಣವೊಂದನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದಿರುವಾಗಿ ಪ್ರಕಟಪಡಿಸಿದರು. ಇದರಿಂದಾಗಿ ಸ್ಟಾಂಡರ್ಡ್ ಮಾಡೆಲ್ ನಲ್ಲಿ ಜ಼ಿಗ್ ಜ಼ಾಗ್ ಪಜ಼ಲ್ ನಂತೆ ಕಾಡುತ್ತಿದ್ದ ಸಮಸ್ಯೆ ಪರಿಹಾರವಾಹಿಯಿತು. ಹಿಗ್ಸ್ ಬೋಸಾನ್ ಸತ್ಯವಾಗಿಯು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳ ಕೈಗೆ ಕೊನೆಗೂ ಸಿಕ್ಕಿ ಬಿದ್ದತು. ಸಧ್ಯದಲ್ಲೇ ಅದು ಅನೇಕ ಉತ್ತರಿಸಲಾಗದ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳಿಗೆ ಪರಿಹಾರ ನೀಡಲಿದೆ ಎಂಬ ಸಂಗತಿ ಖಂಡಿತವಾಗಿಯೂ ರೋಚಕವಾಗಿದೆ.