हिग्स बोसोन

ब्रिटिश सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी पीटर वेयर हिग्स, जिन्होंने सबसे पहले हिग्स बोसोन के अस्तित्व का सिद्धांत दिया था, का 94 वर्ष की आयु में 8 अप्रैल, 2024 को निधन हो गया।

इस बुनियादी पार्टिकल का नाम पीटर हिग्स के नाम पर रखा गया है। फ्रांकोइस एंगलर्ट और पीटर डब्ल्यू हिग्स को संयुक्त रूप से इस सिद्धांत के लिए भौतिकी का नोबेल पुरस्कार 2013 से सम्मानित किया गया है कि पार्टिकल कैसे द्रव्यमान यानी मास प्राप्त करते हैं।

2012 में हिग्स बोसोन का पता लगाने के लिए लगभग 50 साल और दुनिया की सबसे बड़ी और सबसे जटिल मशीन की आवश्यकता थी। इलेक्ट्रॉन, क्वार्क, फोटॉन या न्यूट्रिनो जैसे बुनियादी कण के समान हिग्स बोसोन, हर दूसरे कण को द्रव्यमान प्रदान करने के लिए जाना जाता है।

इसके अस्तित्व के बारे में 1960 के दशक में  पीटर वेयर हिग्स ने सिद्धांत दिया था , लेकिन इसे 2012 में फ्रांस और स्विट्जरलैंड की सीमा पर स्थित लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर में किए गए विस्तृत प्रयोगों के माध्यम से इस कण की पुष्टि की गयी। हिग्स बोसोन को  ‘गॉड पार्टिकल’  भी कहा जाता है।

हिग्स बोसोन एकमात्र ऐसा कण है जिसका स्पिन शून्य है।

हिग्स  फील्ड द्वारा द्रव्यमान प्राप्त नहीं करने वाला पार्टिकल प्रकाश का मूल कण  — फोटॉन है।

हिग्स  फील्ड–हिग्स बोसोन

हमारे आस-पास की हर चीज़ कणों यानी पार्टिकल्स से बनी है। लेकिन जब ब्रह्मांड की शुरुआत हुई, तो किसी भी कण में द्रव्यमान नहीं था; वे सभी प्रकाश की गति से इधर-उधर भटक रहे थे।

तारे, ग्रह और जीवन केवल इसलिए बन सके क्योंकि कणों ने हिग्स बोसोन से जुड़े मौलिक क्षेत्र यानी हिग्स फील्ड से अपना द्रव्यमान प्राप्त किया। इस द्रव्यमान देने वाले क्षेत्र के अस्तित्व की पुष्टि 2012 में हुई, जब CERN में हिग्स बोसोन कण की खोज की गई।

दरअसल प्रकृति के हमारे वर्तमान स्वरुप  में, प्रत्येक कण एक फील्ड में एक वेव है। इसका सबसे परिचित उदाहरण प्रकाश है: प्रकाश एक साथ विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में एक वेव और फोटॉन नामक कणों की एक धारा है।

हिग्स बोसोन के मामले में, फील्ड पहले आया। हिग्स फील्ड को 1964 में एक नए प्रकार के फील्ड के रूप में प्रस्तावित किया गया था जो पूरे ब्रह्मांड को भरता है और सभी प्राथमिक कणों को द्रव्यमान देता है। हिग्स बोसोन उस क्षेत्र में एक वेव है। इसकी खोज हिग्स फील्ड के अस्तित्व की पुष्टि करती है।  

पार्टिकल्स हिग्स फ़ील्ड के साथ इंटरेक्शन करके अपना द्रव्यमान प्राप्त करते हैं; उनके पास अपना कोई द्रव्यमान  नहीं है। एक कण हिग्स क्षेत्र के साथ जितना अधिक मजबूत इंटरेक्शन करता है, वह कण उतना ही भारी हो जाता है। उदाहरण के लिए, फोटॉन इस क्षेत्र के साथ इंटरेक्शन नहीं करते हैं और इसलिए उनका कोई द्रव्यमान नहीं होता है।

फिर भी इलेक्ट्रॉन, क्वार्क और बोसॉन सहित अन्य प्राथमिक कण परस्पर इंटरेक्शन  करते हैं और इसलिए उनमें विभिन्न प्रकार के द्रव्यमान होते हैं। हिग्स फील्ड के साथ इस सामूहिक इंटरेक्शन  को ब्राउट-एंगलर्ट-हिग्स तंत्र (Brout-Englert-Higgs) के रूप में जाना जाता है, जिसे सिद्धांतकारों रॉबर्ट ब्राउट, फ्रांकोइस एंगलर्ट और पीटर हिग्स द्वारा प्रस्तावित किया गया है।

हिग्स बोसोन को कहीं और ढूंढकर “खोजा” नहीं जा सकता है, बल्कि इसे कणों की टक्कर से बनाना होगा। एक बार बनने के बाद, यह परिवर्तित हो जाता है – या “क्षीण” हो जाता है – अन्य कणों में जिन्हें पार्टिकल डिटेक्टर्स में पता लगाया जा सकता है।

भौतिक विज्ञानी डिटेक्टरों द्वारा एकत्र किए गए डेटा में इन कणों के निशान ढूंढते हैं। चुनौती यह है कि ये कण कई अन्य प्रक्रियाओं में भी उत्पन्न होते हैं, साथ ही हिग्स बोसोन केवल एक अरब लार्ज हेड्रॉन कोलाइडर टकरावों में से एक में ही दिखाई देता है। इसी एक्सपेरिमेंट से 2012 में हिग्स बोसॉन कण के कमजोर संकेत का पता चला।