ब्रह्माण्ड आखिर बनेको केबाट हो? हामीले देख्ने हरेक वस्तुको अस्तित्व कसरी सम्भव भयो? अनि पदार्थले द्रव्यमान अर्थात मास कहाँबाट पायो?

मानिसले यस्ता प्रश्नको उत्तर खोज्न थालेको धेरै भयो। आँखाले देख्न नसकिने संसारमा के भइरहेको छ भन्ने जान्न वैज्ञानिकहरूले परमाणुभन्दा पनि सानो तहसम्म पुगेर खोजी गरे। यही क्रममा विज्ञानले एउटा यस्तो कण भेट्टायो, जसले ब्रह्माण्डलाई बुझ्ने हाम्रो दृष्टिकोण नै बदलिदियो।

त्यो हो हिग्स बोसोन।

यसलाई संसारले अर्को नामले पनि चिन्छ, ‘गड पार्टिकल’ अर्थात् ‘ईश्वरको कण’। नाम सुन्दा धार्मिक रहस्यसँग जोडिएको जस्तो लागे पनि यसको धर्मसँग कुनै सम्बन्ध छैन। यो प्रकृतिको आधारभूत संरचना बुझ्न भौतिकशास्त्रले पत्ता लगाएको एउटा महत्वपूर्ण कण हो।

कहानी सुरु हुन्छ सन् १९६४ बाट। त्यतिबेला भौतिकशास्त्रीहरूसामु एउटा पेचिलो प्रश्न थियो। प्रकृतिका आधारभूत कणहरूले आखिर द्रव्यमान अर्थात् म्यास कसरी प्राप्त गर्छन्?

कणहरू छन्। तिनको गति छ। ऊर्जा छ। तर तिनमा म्यास कहाँबाट आयो?

यही प्रश्नको उत्तर खोज्ने क्रममा पिटर हिग्ससहित केही वैज्ञानिकहरूले एउटा नयाँ अवधारणा अघि सारे। उनीहरूले ब्रह्माण्डभरि एउटा अदृश्य क्षेत्र फैलिएको हुन सक्ने बताए। त्यसलाई नाम दिइयो हिग्स फिल्ड।

वैज्ञानिकहरूको विचारमा विभिन्न कणले यो फिल्डसँग फरक फरक ढंगले अन्तरक्रिया गर्छन्। यही अन्तरक्रियासँग कणहरूको म्यास जोडिएको हुन्छ।

तर सिद्धान्त प्रस्तुत गर्नु एउटा कुरा थियो। त्यसको प्रमाण भेट्टाउनु अर्कै।

वैज्ञानिकहरूलाई त्यो प्रमाण भेट्टाउन झन्डै पाँच दशक कुर्नुपर्‍यो।

हिग्स फिल्डलाई बुझ्न एउटा सामान्य उदाहरण लिन सकिन्छ।

कल्पना गर्नुहोस्, एउटा ठूलो कोठा छ। बाहिरबाट हेर्दा कोठा खाली देखिन्छ। तर वास्तवमा त्यहाँ एउटा अदृश्य वातावरण छ।

अब त्यही कोठाबाट दुई जना मानिस दौडिए। एउटालाई केही रोकावट महसुस भएन। अर्कोलाई भने वरिपरिको वातावरणले गति कम गरिदिएजस्तो भयो।

हिग्स फिल्डको अवधारणा बुझाउन यस्तै उदाहरण उपयोगी हुन्छ। वास्तवमा हिग्स फिल्ड कुनै भौतिक समुद्र वा कोठामा भरिएको पदार्थ होइन। यो एउटा क्वान्टम फिल्ड हो, जुन ब्रह्माण्डभरि विद्यमान मानिन्छ।

कण र यो फिल्डबीच हुने अन्तरक्रिया फरक हुन्छ। यही अन्तरक्रियाले आधारभूत कणहरूको म्याससँग सम्बन्ध राख्छ।

अनि हिग्स बोसोन?

सरल भाषामा भन्दा, यो हिग्स फिल्डसँग सम्बन्धित क्वान्टम कण हो।

हिग्स बोसोनको नाम वैज्ञानिक समुदायमा स्थापित भइसकेको थियो। तर आम मानिसबीच यसको चर्चा अर्कै नामले भयो, ‘गड पार्टिकल’।

भौतिकशास्त्री लियोन लेडरम्यानको पुस्तक द गड पार्टिकल प्रकाशित भएपछि यो नाम झन् लोकप्रिय बन्यो।

तर ‘गड पार्टिकल’ वैज्ञानिक नाम होइन। यसको अर्थ हिग्स बोसोन भगवान हो भन्ने पनि होइन। यो नामले यसको वैज्ञानिक महत्वलाई रोचक ढंगले मात्र प्रस्तुत गरेको हो। त्यसैले वैज्ञानिक रूपमा यसलाई हिग्स बोसोन नै भनिन्छ।

सन् २०१२ जुलाई ४। स्विट्जरल्यान्ड र फ्रान्सको सीमामा रहेको सर्नमा वैज्ञानिकहरूको उत्साह चरममा थियो।

दशकौँदेखि खोजिएको कणको संकेत भेटिएको घोषणा गरियो। त्यसका लागि प्रयोग गरिएको थियो लार्ज हेड्रोन कोलाइडर, अर्थात् एलएचसी।

एलएचसीमा गरिएको प्रयोगबाट भेटिएको नयाँ कणका गुण हिग्स बोसोनको भविष्यवाणीसँग मिल्दोजुल्दो थिए।

सन् १९६४ मा गरिएको सैद्धान्तिक भविष्यवाणी र सन् २०१२ को प्रयोगात्मक प्रमाणबीचको दूरी अन्ततः समाप्त भयो।

तर वैज्ञानिकहरूका लागि यो अन्त्य थिएन। यो अर्को ठूलो प्रश्नको सुरुवात थियो।

एलएचसी संसारकै सबैभन्दा जटिल वैज्ञानिक संरचनामध्ये एक हो। करिब २७ किलोमिटर लामो भूमिगत सुरुङमा प्रोटोनलाई अत्यन्त तीव्र गतिमा दौडाइन्छ। त्यसपछि तिनलाई आपसमा ठोक्काइन्छ।

किन यति ठूलो ऊर्जा चाहिन्छ?

किनकि वैज्ञानिकहरू प्रकृतिका अत्यन्त सूक्ष्म तहमा पुग्न चाहन्छन्। प्रोटोनहरू उच्च ऊर्जामा ठोक्किँदा क्षणभरका लागि विभिन्न कणहरू उत्पन्न हुन सक्छन्। तीमध्ये हिग्स बोसोन पनि हुन सक्छ।

तर यहाँ अर्को कठिनाइ छ।

हिग्स बोसोन बनेर लामो समय बस्दैन। यो तुरुन्तै अन्य कणमा डिके हुन्छ।

त्यसैले वैज्ञानिकहरूले हिग्स बोसोनलाई प्रत्यक्ष देख्दैनन्। उनीहरूले त्यसबाट बनेका कणहरूको संकेत अध्ययन गर्छन्।

अर्थात्, हराइसकेको कणको अस्तित्व त्यसले छोडेको ‘सीग्नेचर’बाट पहिचान गरिन्छ।

हिग्स बोसोनको लाइफटाइम करिब १०⁻²² सेकेन्डको आसपास हुन्छ। यति छोटो समयको कल्पना गर्न पनि कठिन छ।

यो बनेको केही क्षणमै अर्को कणमा डिके हुन्छ। तर त्यही क्षणभित्र भएको घटनालाई वैज्ञानिकहरूले अत्यन्त संवेदनशील डिटेक्टर र जटिल गणनाको सहायताले पहिचान गर्छन्।

यहाँ विज्ञानको एउटा रोचक पक्ष देखिन्छ। वैज्ञानिकहरू यस्तो कण खोजिरहेका थिए, जुन बनेको थाहा पाउनुअघि नै अस्तित्वबाट हराइसकेको हुन्छ।

त्यसको अस्तित्व प्रत्यक्ष देखेर होइन, त्यसले छोडेका संकेतबाट प्रमाणित गर्नुपर्छ।

हिग्स बोसोनबारे सबैभन्दा धेरै सुनिने कुरा हो, ‘यसले पदार्थलाई म्यास दिन्छ।’ तर यो वृतान्त मात्र पूरा सत्य होइन।

हिग्स फिल्डले इलेक्ट्रोन र क्वार्कजस्ता आधारभूत कणहरूको म्याससँग महत्वपूर्ण सम्बन्ध राख्छ। तर प्रोटोन र न्युट्रोनको अधिकांश म्यास भने हिग्स फिल्डबाट मात्र आएको हुँदैन।

तिनभित्रका क्वार्क र ग्लुओनबीच हुने स्ट्रङ इन्टर्‍याक्सनले पनि ठूलो भूमिका खेल्छ। त्यसैले हिग्सलाई ‘ब्रह्माण्डको सबै म्यासको स्रोत’ भन्नु सही हुँदैन। तर यसले एउटा महत्वपूर्ण प्रश्नको उत्तर भने दिन्छ, आधारभूत कणहरूले म्यास कसरी प्राप्त गर्छन्?

अब एउटा कल्पना गरौँ। यदि हिग्स फिल्ड नै नभएको भए? इलेक्ट्रोनलगायत केही आधारभूत कणको म्यास अहिलेको जस्तो हुने थिएन। त्यसले परमाणुको संरचनामा ठूलो परिवर्तन ल्याउँथ्यो।

परमाणु फरक हुन्थे। रसायन फरक हुन्थ्यो। हामीले चिनेको पदार्थको संसार नै फरक हुन्थ्यो।

ताराहरू, ग्रहहरू र अन्ततः जीवनको अस्तित्वसमेत हामीले अहिले बुझेको स्वरूपमा सम्भव नहुन सक्थ्यो।

त्यसैले हिग्स फिल्ड हामीले चिनेको ब्रह्माण्ड किन यस्तो छ? भन्ने ठूलो प्रश्नसँग जोडिएको प्रसङ्ग हो।

हिग्स बोसोन भेटिएपछि ब्रह्माण्डका सबै रहस्य खुलिसकेका छैनन्। बरु विज्ञानका अगाडि अझ ठूला प्रश्न उभिएका छन्।

डार्क म्याटर के हो? डार्क इनर्जी वास्तवमा के हो?  न्युट्रिनोको म्यास किन यति सानो छ? स्ट्यान्डर्ड मोडलभन्दा बाहिर अरू कस्ता कण र प्राकृतिक शक्ति छन्?

यी प्रश्नको पूर्ण उत्तर विज्ञानसँग अहिले पनि छैन।

त्यसैले हिग्स बोसोनलाई अन्तिम उत्तरभन्दा पनि अर्को रहस्यतर्फ जाने ढोकाका रूपमा हेर्न सकिन्छ।

हिग्स बोसोनको कथा एउटा सानो कणबाट सुरु हुन्छ। तर यसको पछाडि मानिसको हजारौँ वर्ष पुरानो जिज्ञासा छ।

हामी कहाँबाट आयौँ? हामी वरिपरि देखिरहेको संसार बनेको केबाट हो?  पदार्थले आफ्नो स्वरूप कसरी पायो? यी प्रश्नको उत्तर खोज्दै मानिसले आँखाले नदेखिने संसारमा प्रवेश गर्‍यो। सिद्धान्त बनायो। प्रयोग गर्‍यो। असफल भयो। फेरि खोज्यो।

करिब पाँच दशकअघि एउटा सैद्धान्तिक विचार प्रस्तुत भयो। दशकौँपछि त्यसको प्रमाण खोजियो। अरबौँ कणको टक्करबाट प्राप्त तथ्याङ्क केलाइयो। असंख्य सम्भावनाबीच एउटा अत्यन्त सूक्ष्म संकेत पहिचान गरियो।

र,अन्ततः एउटा महत्वपूर्ण उत्तर हात लाग्यो, ‘गड पार्टिकल’। गड पार्टिकल भगवानको खोजी हैन। यो मानिसले नदेखिने संसारलाई बुझ्न गरेको अद्भुत खोज हो।

सायद यही यसको सबैभन्दा सुन्दर पक्ष हो। ब्रह्माण्डको विशाल रहस्य बुझ्न मानिस अन्ततः एउटा अत्यन्त सानो कणको खोजीमा पुग्यो।