વેલ્ટમૅન, માર્ટિનસ જે. જી.

વેલ્ટમૅન, માર્ટિનસ જે. જી. (જ. 27 જૂન 1931, વાલવિજ્ક (Waalwijk), નેધરલૅન્ડ) : ડચ ભૌતિકવિજ્ઞાની. 1999ના નોબેલ પારિતોષિકના ગેરાદુસ’ટી હૂફ્ટ(Geradus’t Hooft)ના સહવિજેતા. આ નોબેલ પારિતોષિક તેમને ભૌતિકવિજ્ઞાનમાં વિદ્યુતમંદતા (electroweak) આંતરક્રિયાની ક્વૉન્ટમ સંરચના પર પ્રકાશ પાડવા માટે એનાયત કરવામાં આવેલ. તેમણે એવી ગણિતીય રીત વિકસાવી જેના થકી આ બ્રહ્માંડની રચના કરનારા અવપરમાણુ (subatomic) કણો અને તેમની વચ્ચે આંતરક્રિયા કરતાં મૂળભૂત બળોના ગુણધર્મોની આગાહી થઈ શકે. કણભૌતિકવિજ્ઞાનના સિદ્ધાંતને મજબૂત ગણિતીય પાયો પૂરો પાડવા માટે તેમને નોબેલ પારિતોષિક એનાયત થયેલું. તેમનું સંશોધન નવા અવપરમાણુ કણની શોધ તરફ દોરી ગયું હતું. આ નવો અવપરમાણુ કણ ‘ટૉપ ક્વાર્ક’ના નામથી ઓળખાય છે.

કણભૌતિકવિજ્ઞાનના ક્ષેત્રે 1950 પછી ઘણાં વર્ષોનું સંશોધન ‘પ્રમાણભૂત પ્રતિકૃતિ’ (standard model) નામના વાદમાં પરિણમેલ છે. આ બ્રહ્માંડનું દ્રવ્ય અનેક પ્રાથમિક કણોનું બનેલું છે. આ અનેક પ્રાથમિક કણોને પ્રમાણભૂત પ્રતિકૃતિના વાદમાં ક્વાર્ક-કણો અને લૅપ્ટૉન-કણોના માત્ર ત્રણ કુટુંબોના બનેલા ગણવામાં આવ્યા છે. આ ક્વાર્ક-કણો અને લૅપ્ટૉન-કણો પ્રબળન્યૂક્લિયર અને વિદ્યુતમંદતા બળો માટેના અનેક વિનિમયકણો(exchange particles)ની મદદથી આંતરક્રિયા કરે છે. આ ક્વાર્ક-કણો પૈકી એક ‘ટૉપ ક્વાર્ક’ છે.

1963માં વેલ્ટમૅને ભૌતિકવિજ્ઞાનમાં યુનિવર્સિટી ઑવ્ ઉટ્રેક્ટ(Utrecht)માંથી ડૉક્ટરેટની ડિગ્રી મેળવી. ત્રણ વર્ષ બાદ તેઓ ત્યાં ભવનના અધ્યાપક તરીકે જોડાયા. 1981માં યુનિવર્સિટી ઑવ્ મિશિગનમાં અધ્યાપનકાર્ય માટે યુ.એસ. ગયા. ત્યાં જ તેઓ 1997માં માનાર્હ (emeritus) પ્રાધ્યાપક થયા.

જ્યારે વેલ્ટમૅન યુનિવર્સિટી ઑવ્ ઉટ્રેક્ટના તેમના વિદ્યાર્થીઓ પૈકી એક ગેરાદુસ’ટી હૂફ્ટને મળ્યા ત્યારે કણભૌતિકવિજ્ઞાનનો ‘પ્રમાણભૂત પ્રતિકૃતિ’(standard model)નો મૂળભૂતવાદ અપૂર્ણ હતો. તે ભૌતિક રાશિઓની વિગતવાર અને સવિસ્તર ગણતરી આપવામાં અસફળ રહ્યો હતો. 1960માં શેલ્ડન ગ્લાશો (Sheldon Glashow), અબ્દુસ સલામ અને સ્ટીવન વેઇનબર્ગે (Steven Weinbarg) સૈદ્ધાંતિક રીતે દર્શાવ્યું હતું કે પ્રમાણભૂત પ્રતિકૃતિના વાદમાંનાં મૂળભૂત બળો પૈકી બે બળો વિદ્યુતચુંબકીય (electromagnetic) બળ અને મંદ ન્યૂક્લિયર (weak nuclear) બળ એક જ બળની અભિવ્યક્તિઓ ગણી શકાય. પણ આ વિદ્યુત-મંદતા સિદ્ધાંત(electro weak theory)નો ગાણિતિક પાયો ખૂટતો હતો. 1969માં વેલ્ટમૅન અને ગેરાદુસ’ટી હૂફ્ટે તેમાં ફેરફાર કરવાનું શરૂ કર્યું; અર્થાત્ તેનું પુન: પ્રસામાન્યીકરણ (renormalisation) શરૂ કર્યું. વેલ્ટમૅને ડિઝાઇન કરેલ કમ્પ્યૂટરની મદદથી તેઓએ ગાણિતિક આધાર તૈયાર કર્યો જેના ઉપયોગથી W અને – નામના વિનિમયકણોના ગુણધર્મો નિર્ધિરિત કરી શકાયા. આ કણો વિદ્યુતમંદતા-બળના વાહક દળદાર કણો તરીકે પૂર્વસૂચિત કરેલ હતા; પરંતુ ગેરાદુસ’ટી હૂફ્ટ અને વેલ્ટમૅનના સંશોધન પછી આ કણોને આવરી લેતી ભૌતિક રાશિઓની વધારે ચોકસાઈથી આગાહી કરી શકાયેલી.

વેલ્ટમૅન  ગેરાદુસ’ટી હૂફ્ટની રીતનો ઉપયોગ અન્ય કણોની ભૌતિક રાશિઓ શોધવા માટે કરીને, વૈજ્ઞાનિકોએ ટૉપ ક્વાર્કના દ્રવ્યમાનને પૂર્વસૂચિત કરી શક્યા. તેના થકી 1995માં યુ.એસ.માં ‘ફર્મિ લેબ’માં ટૉપ ક્વાર્કનું પ્રત્યક્ષ અવલોકન શક્ય બન્યું.

વિહારી છાયા