શ્વૉટર્ઝ, મેલ્વિન

શ્વૉટર્ઝ, મેલ્વિન (જ. 2 નવેમ્બર 1932, ન્યૂયૉર્ક, એનવાય, યુ.એસ.) : અમેરિકાના ભૌતિકવિજ્ઞાની અને ઉદ્યોગસાહસિક કે જેઓ લિયૉન એમ-લેડરમૅન અને જેક સ્ટેઇનબર્જર(Jack Steinberger)ના 1988ના ભૌતિકવિજ્ઞાનના નોબેલ પારિતોષિકના સહવિજેતા. તેમને ન્યૂટ્રીનોને લગતાં સંશોધન માટે નોબેલ પારિતોષિક એનાયત થયું હતું. ન્યૂટ્રીનો અવપરમાણુ કણો છે, જેમને વિદ્યુતભાર હોતો નથી તેમજ તેમને દ્રવ્યમાન નથી તેમ માનવામાં આવતું હતું; પરંતુ તેમને અશૂન્ય દ્રવ્યમાન હોવાનું તાજેતરમાં જણાયેલ છે.

ઉપર્યુક્ત નોબેલ પારિતોષિક-વિજેતા સંશોધનને લીધે દ્રવ્યના સૌથી ઊંડાણમાં સંરચના અને તેના ગતિવિજ્ઞાન પર સંશોધન કરવા માટે તકો ઊભી થઈ. સૃદૃષ્ટિનાં ચાર મૂળભૂત બળો પૈકી એક મંદ-ન્યૂક્લિયર બળના સંશોધનની પ્રગતિને નડતા બે મહાઅવરોધો આ સંશોધનના કારણે દૂર થયા. તે બે પૈકી એક તો અવરોધ ઉચ્ચ ઊર્જાએ મંદ-ન્યૂક્લિયર બળોના પ્રાયોગિક અભ્યાસ માટે અગાઉ કોઈ પદ્ધતિનો અભાવ હતો. અલબત્ત, બીજો અવરોધ સૈદ્ધાંતિક દૃષ્ટિએ વધારે મૂળભૂત હતો અને તેનો ઉપર્યુક્ત ત્રણ સંશોધકોની શોધથી પાર પામવાનું શક્ય બન્યું. આ સંશોધન મુજબ ઓછામાં ઓછા બે પ્રકારના ન્યૂટ્રીનો છે : એક ઇલેક્ટ્રૉન-ન્યૂટ્રીનો કહેવાય છે અને બીજા મ્યૂઑન-ન્યૂટ્રીનો કહેવાય છે. આ ઉપરાંત બીજા બે પ્રકારના ન્યૂટ્રીનો પાછળથી શોધાયા છે. તેમનાં નામ ટાઉ-ન્યૂટ્રીનો અને સ્ટેરાઇલ(sterile)-ન્યૂટ્રીનો છે. ઇલેક્ટ્રૉનની સરખામણીમાં મ્યૂઑન ભારે અને વિદ્યુતભારિત હોય છે. ટાઉ-કણો તો તેનાથી પણ ભારે છે. તે ત્રણેય ‘લેપ્ટૉન’ ગણાય છે.

ન્યૂટ્રીનો ભૂતિયા કણો ગણાય છે. તેમને માટે દરેક પ્રકારનાં દ્રવ્યો પારદર્શક છે. મનુષ્યના શરીરના દર ચોરસ સેન્ટિમિટરમાંથી દર સેકંડે કેટલાક અબજ ન્યૂટ્રીનો પસાર થાય છે; છતાં મનુષ્યને તેનો અણસાર પણ આવતો નથી; એટલું જ નહિ, ન્યૂટ્રીનો પૃથ્વીમાંથી, તારાઓમાંથી, ગૅલેક્સીઓમાંથી સોંસરવા પસાર થઈ જાય છે. તે દ્રવ્ય સાથે આંતરક્રિયા કરતા નથી, તેથી તેની કેમ ભાળ મેળવવી તે કોયડો છે. એવો અંદાજ છે કે પૃથ્વીમાંથી સોંસરવા પસાર થતા એક હજાર અબજ ન્યૂટ્રીનો પૈકી એક ન્યૂટ્રીનો દ્રવ્યના કણ સાથે આંતરક્રિયા કરે તેવી સંભાવના છે.

આ ભૂતિયા કણોને સંશોધન માટેનું એક સક્રિય સાધન બનાવવાનું કામ ઉપર્યુક્ત ત્રણેય નોબેલ પારિતોષિક-વિજેતાઓએ કર્યું છે. જેવી રીતે ક્ષ-કિરણો માણસના કંકાલ(skeleton)ની તસવીર લે છે, તેવી રીતે ન્યૂટ્રીનો-શલાકા પ્રોટૉનના આંતરિક સખત ભાગોની જાણકારી આપી શકે છે. અલબત્ત, 1960માં કોલંબિયા યુનિવર્સિટી, યુ.એસ.માં ઉપર્યુક્ત નોબેલ પારિતોષિક-વિજેતા વિજ્ઞાનીઓએ ન્યૂટ્રીનો-શલાકાની રીતની શોધ કરી, ત્યારે ક્વાર્ક-કણોથી વિજ્ઞાનીઓ અજાણ હતા; પરંતુ પાછળથી ક્વાર્ક-સંશોધનમાં આ રીત અગત્યની સાબિત થઈ. ક્વાર્ક મૂળભૂત કણો છે. પ્રોટૉન અને ન્યૂટ્રૉન તેના બનેલા છે.

ઉચ્ચ ઊર્જાશાળી ન્યૂટ્રીનોનો ઉપયોગ કરતા પ્રયોગનો વિચાર કોલંબિયા યુનિવર્સિટીની પ્યુપિન (Pupin) પ્રયોગશાળામાં એક રોજિંદા કૉફીબ્રેક દરમિયાન ઉદ્ભવ્યો. ત્યાં ઉચ્ચ ઊર્જાએ મંદ-ન્યૂક્લિયર બળોના અભ્યાસ માટે શક્ય રીત શોધવાની જરૂરિયાત વિશે ચર્ચા થઈ. ઇલેક્ટ્રૉન, પ્રોટૉન અને ન્યૂટ્રૉન જેવા કણોની શલાકાના ઉપયોગ કરવા અંગે ખૂબ ચર્ચા થઈ; પરંતુ કોઈ રીત આશાસ્પદ લાગી નહિ. તે વખતે મેલ્વિન શ્વૉર્ટ્ઝે સૂચવ્યું કે ન્યૂટ્રીનો-શલાકા ઉત્પન્ન કરવી અને તેનો ઉપયોગ કરવાનું શક્ય થવું જોઈએ. શ્વૉર્ટ્ઝેના આ સૂચનના આધારે ત્રણેય સંશોધકોએ ન્યૂટ્રીનો આંતરક્રિયાની સાંખ્યિકીય સંભાવના વધે તેવી રીતે શોધી. તેમણે સેંકડો-અબજો ન્યૂટ્રીનોની શલાકા રચી અને તે શલાકાને ઘનદ્રવ્યના પરખકમાંથી પસાર કરવામાં આવી. તેમ કરવા માટે વિજ્ઞાનીઓએ ઉચ્ચ ઊર્જાશાળી પ્રોટૉનનો પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરવા કણપ્રવેગકનો ઉપયોગ કર્યો. ત્યારબાદ તેનો બેરિલિયમ ધાતુના લક્ષ્ય પર મારો કર્યો. આ મારાને કારણે વિવિધ કણોનો પ્રવાહ તેમાંથી ઉત્પન્ન થયો. તેમાં પાયૉન (પાઇમેસોન) હતા. આ પાયૉનનો ક્ષય થતાં મ્યૂઑન (મ્યૂમેસૉન) અને ન્યૂટ્રીનો બન્યા. બેરિલિયમ ધાતુના લક્ષ્યમાંથી વછૂટતાં આ કણોને એક પોલાદની 13.4 મીટર (44 ફૂટ) જાડી આડશમાંથી પસાર કરતાં ન્યૂટ્રીનો સિવાયના બધા કણો અટકી ગયા. માત્ર ન્યૂટ્રીનોની બનેલી શલાકા ઍલ્યુમિનિયમના મોટા પરખકમાં પ્રવેશતાં કેટલાક ન્યૂટ્રીનોએ ઍલ્યુમિનિયમ-પરમાણુઓ સાથે આંતરક્રિયા કરી. આ આંતરક્રિયા માટેનું પૃથક્કરણ કરતાં ત્રણેય ભૌતિકવિજ્ઞાનીઓએ નવા પ્રકારનો ન્યૂટ્રીનો શોધી કાઢ્યો. તે ન્યૂટ્રીનોને ‘મ્યૂઑન ન્યૂટ્રીનો’ નામ આપવામાં આવ્યું.

શ્વૉર્ટ્ઝે કોલંબિયા યુનિવર્સિટી ન્યૂયૉર્ક સિટીમાં ભૌતિકવિજ્ઞાનના સ્નાતક થયા હતા. ત્યાંથી જ 1958માં પીએચ.ડી. થયા હતા. કોલંબિયા યુનિવર્સિટીમાં અધ્યાપક તરીકે 1958થી 1966 સુધી કામ કર્યું હતું. ત્યારબાદ 1966થી 1983 સુધી સ્ટેનફૉર્ડ યુનિવર્સિટીમાં ભૌતિકવિજ્ઞાનના પ્રાધ્યાપક રહ્યા હતા.

1970 પછી તેમણે ‘ડિજિટલ પાયવેઝ’ નામની કંપનીની સ્થાપના કરી. હાલ તેઓ તેના ચીફ એક્ઝિક્યૂટિવ ઑફિસર છે.

1991ના ફેબ્રુઆરીમાં તેમની કારકિર્દીમાં વળી નવું પરિવર્તન આવ્યું. તેઓ બ્રૂકહાવેન (Brookhaven) નૅશનલ લેબૉરેટરીમાં ઉચ્ચ ઊર્જા અને ન્યૂક્લિયર ભૌતિકવિજ્ઞાનના સહાયક નિયામક થયા.

વિહારી છાયા