અભિષેક કુમાર સિંહ : પદાર્થ અને પ્રતિ પદાર્થને લઈ બ્રહ્માંડની ઉત્પત્તી સાથે જોડાયેલી મહત્ત્વીની પહેલી એ છે કે, મહાવિસ્ફોટક દરમિયાન જ્યારે એકબીજાથી વિપરીત પ્રકૃતિવાળી આ બે વસ્તુનું નિર્માણ થયું, તો કાયદાથી આ બંને ભેગા થઈ એક-બીજાને રદ કરી દેતા અને ત્યારે પ્રકાશ સિવાય કશુ જ બચતુ નહીં, પરંતુ એવું નથી થયું. સૃષ્ટિએ જન્મના એ શરૂઆતના ક્ષણોમાં કોઈ રીતે પદાર્થે, પ્રતિ-પદાર્થ પર વિજય મેળવી લીધો.
તે નિશ્ચિત છે કે એક દિવસ બ્રહ્માંડના ઘણા રહસ્યો ખુલશે, જેના હજુ આજે આપણા વિજ્ઞાન પાસે કોઈ નક્કર જવાબ નથી. ખાસ કરીને આપણને આ બ્રહ્માંડની રચના અને તેના અનંત વિસ્તરણ સાથે સંબંધિત તે રહસ્યોના જવાબો મળશે. દાખલા તરીકે, એક કોયડો એ છે કે, આ બ્રહ્માંડનું સર્જન કરનાર આટલી બધી બાબતો ક્યાંથી આવી કે, અસંખ્ય તારામંડળો, આકાશગંગાઓ અને આકાશગંગાઓ સદીઓથી બનતા આવ્યા છે, પણ આ બાબત ખતમ હજુ થઈ રહી નથી.
એક રહસ્ય એ પણ છે કે, લગભગ 13.6 અબજ વર્ષ પહેલા મહાવિસ્ફોટ સમયે જે રીતે સબ-એટમિક પાર્ટિકલ્સનો ગરમ સૂપ ઠંડો પડીને તારાઓ, ગ્રહો અને આકાશગંગાઓમાં દ્રવ્ય સ્વરૂપે પરિવર્તિત થયો હતો. તે જ રીતે, એન્ટિ-મેટર પણ થયો હતો. વૈજ્ઞાનિક ખ્યાલો અનુસાર, આ વિરોધી પદાર્થ અથવા એન્ટિમેટરની બરાબર વિરુદ્ધ છે, જે આપણી પહોંચની બહાર અને દૃષ્ટિની બહાર છે.
તેને એન્ટિ-મેટર કહેવામાં આવે છે કારણ કે, આ કણોની અંદરની દરેક વસ્તુ પદાર્થની વિરુદ્ધ છે. ઉદાહરણ તરીકે, પરમાણુમાં સકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ ન્યુક્લિયસ અને નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. જ્યારે વિરોધી પદાર્થમાં નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ ન્યુક્લિયસ અને હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ ઇલેક્ટ્રોનનો સમાવેશ થાય છે. આ એન્ટિમેટર સંબંધિત નવી માહિતી એ છે કે, એન્ટિમેટરને ગુરુત્વાકર્ષણ સામે દ્રવ્યની જેમ પ્રતિક્રિયા આપતી પ્રયોગશાળામાં રેકોર્ડ કરવામાં આવ્યું છે. અગાઉ એવું માનવામાં આવતું હતું કે, દ્રવ્ય ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રભાવ હેઠળ નીચેની તરફ જશે, જ્યારે વિરોધી પદાર્થ, તેનાથી વિપરીત, ઉપરની તરફ જશે. પરંતુ નવા પ્રયોગમાં બંને ગુરુત્વાકર્ષણ સામે સમાન પ્રતિક્રિયા આપતા જણાયા છે. તેનાથી એન્ટી મેટર અને તેને લગતા તમામ પ્રશ્નોના ઉકેલની આશા વધી છે.
‘નેચર’ સામયિકમાં પ્રકાશિત થયેલા એક નવા સંશોધનમાં કહેવામાં આવ્યું છે કે, જીનીવામાં સ્થિત વિશ્વની સૌથી મોટી કણ ભૌતિકશાસ્ત્ર પ્રયોગશાળા CERNની એક સંશોધન ટીમે એન્ટિ-મેટરને લઈને અત્યાર સુધી રાખવામાં આવેલા પ્રસ્તાવોને પલટી દીધા છે. તેમના પ્રયોગો દરમિયાન, આ સંશોધન ટીમે અવલોકન કર્યું કે, દ્રવ્ય-વિરોધી કણો ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રભાવ હેઠળ દ્રવ્યના પરમાણુઓની જેમ નીચે પડવા માંડ્યા છે, જે અગાઉ માનવામાં આવતું હતું તેમ ઉપર જવાને બદલે.
તેમના સમયના અન્ય સિદ્ધાંતવાદીઓથી વિપરીત, પ્રસિદ્ધ ભૌતિકશાસ્ત્રી આલ્બર્ટ આઈન્સ્ટાઈને એક સદી કરતા પણ વધુ સમય પહેલા 1915 માં તેમના જનરલ થિયરી ઓફ રિલેટિવિટીમાં જણાવ્યું હતું કે, એન્ટિમેટરે દ્રવ્ય જેવું વર્તન કરવું જોઈએ અને ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રભાવ હેઠળ નીચે આવવું જોઈએ. આઈન્સ્ટાઈનની આ સ્થાપના હવે CERN ના સંશોધકો દ્વારા સાચી સાબિત થઈ છે.
જો કે, વિરોધી બાબતને લગતી ઘણી વધુ જટિલતાઓનો જવાબ આપવાનો બાકી છે. એવું કહેવામાં આવે છે કે, માત્ર એટલા માટે કે પ્રતિપદાર્થ ઉપર પડતું નથી, તેનો અર્થ એ નથી કે તે દ્રવ્યની જેમ જ નીચે પડે છે. એટલે કે જે ઝડપે એક ઝાડમાંથી એક સફરજન એકવાર ન્યૂટનના માથા પર પડ્યું હતું, તે જ ઝડપે સમાન વજનનું એન્ટિમેટર અલગ દર અને ઝડપે પડી શકે છે.
બ્રહ્માંડના જન્મને લગતો મહત્વનો કોયડો દ્રવ્ય અને વિરોધી બાબત એ છે કે, મહાવિસ્ફોટ દરમિયાન જ્યારે આ બે વિપરીત પ્રકૃતિની વસ્તુઓનું સર્જન થયું હતું, ત્યારે સ્વાભાવિક રીતે જ બંને એકબીજાને રદ કરી નાખશે અને પછી પ્રકાશ સિવાય બીજું કંઈ બચ્યું નથી. પરંતુ આ બન્યું નથી. સર્જનની એ પ્રારંભિક ક્ષણોમાં, પદાર્થ કોઈક રીતે વિરોધી બાબત પર વિજય મેળવે છે.
આ રીતે, પ્રકાશની સાથે, ગેલેક્સીઓ, આકાશગંગાઓ, ગ્રહો અને તારાઓના સ્વરૂપમાં દ્રવ્ય અને અદ્રશ્ય વિરોધી પદાર્થ બંને સાચવવામાં આવ્યા. છેવટે, શા માટે દ્રવ્ય અને વિરોધી પદાર્થ એકબીજાને ખતમ ન કરી શક્યા – આ સૌથી મોટું વૈજ્ઞાનિક રહસ્ય બની ગયું. આશા છે કે ભવિષ્યમાં આનાથી સંબંધિત રહસ્ય પણ બહાર આવશે, પરંતુ અત્યાર સુધીની સિદ્ધિ ઓછી નોંધપાત્ર નથી.
CERN લેબોરેટરીમાં એન્ટિમેટર બનાવવાની અને તેની વર્તણૂકની તપાસ કરવાની સમગ્ર પ્રક્રિયા ખૂબ જટિલ રહી છે, જે બાબત શું છે તે જાણવાથી શરૂ થાય છે. આ એક મૂળભૂત પ્રશ્ન છે અને તેનો સરળ જવાબ એ છે કે આપણી દુનિયામાં દરેક વસ્તુ પદાર્થથી બનેલી છે. દરેક સમૂહ નાના કણોની વિવિધ રચનાઓને બાંધીને બનાવવામાં આવે છે જેને અણુ કહેવામાં આવે છે. આમાંનો સૌથી સરળ અણુ હાઇડ્રોજન છે. આપણો સૂર્ય મોટાભાગે આ એટલે કે હાઇડ્રોજનથી બનેલો છે. હાઇડ્રોજન પરમાણુ કેન્દ્રમાં હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ પ્રોટોન અને તેની આસપાસ ફરતા નકારાત્મક ચાર્જવાળા ઇલેક્ટ્રોનથી બનેલો છે. એન્ટિમેટર સાથે, ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ વિરુદ્ધ છે.
CERN લેબોરેટરીમાં બનાવેલ એન્ટિ-મેટર હાઇડ્રોજન વિરોધી છે. તે પ્રયોગોમાં ઉપયોગમાં લેવાતા હાઇડ્રોજનનું એન્ટિ-મેટર વર્ઝન છે. તેના કેન્દ્રમાં નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ પ્રોટોન (એન્ટિપ્રોટોન) અને તેની પરિભ્રમણ કરતા ઇલેક્ટ્રોન (પોઝિટ્રૉન) નું સકારાત્મક સંસ્કરણ છે. આ એન્ટિપ્રોટોન CERN ના ‘એક્સીલેટર્સ’માં કણોની અથડામણથી ઉત્પન્ન થાય છે.
તેઓ લગભગ પ્રકાશની ઝડપે પાઇપ દ્વારા એન્ટિમેટર લેબોરેટરી સુધી પહોંચે છે. સંશોધકો માટે આ સ્પીડ ખૂબ જ ઊંચી હોવાથી, તેઓએ પ્રથમ વસ્તુ તેમની ઝડપને ધીમી કરવી પડશે. આ માટે, સંશોધકો એક રિંગની આસપાસ ફરવા માટે એન્ટિ-મેટર કણો મોકલે છે. આને કારણે, તે કણોની ઊર્જા એટલી ઓછી થઈ જાય છે કે તેમની ગતિનું સંચાલન કરી શકાય છે. પછી એન્ટિપ્રોટોન અને પોઝિટ્રોનને એક વિશાળ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મોકલવામાં આવે છે, જ્યાં તેઓ હજારો એન્ટિ-હાઇડ્રોજન અણુઓ બનાવવા માટે ભળી જાય છે.
આ એક વિશાળ ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવે છે, જેમાં હાઇડ્રોજન વિરોધી કણો ફસાઈ જાય છે. આ સમય દરમિયાન, જો તે એન્ટિ-હાઇડ્રોજન ચુંબકીય ક્ષેત્રના પાત્રની કિનારીઓને સ્પર્શે છે, તો તે (વિરોધી પદાર્થ) તરત જ નાશ પામે છે, કારણ કે એન્ટિ-મેટર આપણા વિશ્વ સાથે સંપર્કમાં રહી શકતું નથી. આ પ્રવૃત્તિ દરમિયાન, જ્યારે ચુંબકીય ક્ષેત્રનું કાર્ય બંધ થઈ જાય છે, ત્યારે એન્ટિ-હાઈડ્રોજન અણુઓ મુક્ત થઈ જાય છે.
આ તબક્કે સેન્સર્સે ઝડપથી શોધી કાઢ્યું કે, તેઓ ઉપર કે નીચે પડ્યા છે. તેઓ દ્રવ્યની જેમ નીચે પડી ગયા હોવાનું જાણવા મળ્યું હતું. આ પ્રવૃત્તિની શોધ ચોક્કસપણે એક મોટી સિદ્ધિ છે, પરંતુ હવે પડકાર એ શોધવાનો છે કે, સંશોધનના આગલા તબક્કામાં દ્રવ્યની સરખામણીમાં એન્ટિ-મેટરના ઘટવાના દરમાં તફાવત છે કે કેમ. આનાથી એન્ટિ-મેટરની કામગીરી વિશે વધુ સ્પષ્ટતા આવશે અને પછી શક્ય છે કે વિરોધી પ્રકૃતિના બે કણો હોવા છતાં આ બ્રહ્માંડ કેવી રીતે અસ્તિત્વમાં આવ્યું તેનો નક્કર જવાબ મળી શકે.
આ પણ વાંચો – બ્યુટિશિયન્સ, ગુજરાતી બિઝનેસમેન અને ગોવાની હોટેલ્સમાં શારીરિક સંબંધ : પોલીસે મોટા ‘હનીટ્રેપ રેકેટ’ નો કર્યો પર્દાફાશ
દાયકાઓથી, વિશ્વભરના વૈજ્ઞાનિકો તેના પર સંશોધન કરી રહ્યા છે અને પ્રયોગશાળાઓમાં એન્ટિ-મેટર બનાવવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યા છે. નોંધનીય છે કે, લેબોરેટરીમાં એન્ટિ-મેટરનું ઉત્પાદન ખૂબ ખર્ચાળ છે. થોડા વર્ષો પહેલા, અમેરિકન સ્પેસ એજન્સી નાસાએ એક ગ્રામ એન્ટિમેટરની કિંમત 62.5 ટ્રિલિયન ડૉલર આંકી હતી, જે હવે 90 ટ્રિલિયન ડૉલર કહેવાય છે. આવી સ્થિતિમાં, કોઈપણ પદાર્થને લગતા પ્રયોગો કરવા સરળ નથી. તેમ છતાં જ્યારે કોસ્મિક રહસ્યો જાણવાની વાત આવે છે, ત્યારે કેટલાક વૈજ્ઞાનિકો અને દેશો કોઈ કસર છોડશે નહીં.
