पृथ्वी के कोर से होकर गुजरने वाले न्यूट्रिनो में बाँझपन नहीं है

भौतिकी में, बाँझ (अक्रिय) न्युट्रीनो के अस्तित्व के लिए समय-समय पर मोहक संकेत - सैद्धांतिक चौथे प्रकार के न्युट्रीनो, जो मानक मॉडल द्वारा अनुमानित अन्य तीन से भिन्न होते हैं। शोधकर्ता न्यूट्रिनो वेधशाला आइसक्यूब (आइस क्यूब) का उपयोग करके इसे खोजने की कोशिश कर रहे हैं। यह अंटार्कटिक में एक शक्तिशाली न्यूट्रिनो डिटेक्टर है, जो बाहरी अंतरिक्ष से आने वाले न्यूट्रिनो को पहचानने में सक्षम है । क्या ऐसा हो सकता है कि हम इस कण की खोज करें और भौतिकी के एक नए रोमांचक युग में भाग लें?

नहीं। आइसक्यूब की खोजों ने अगस्त 2016 की शुरुआत में प्रकाशित परिणामों को देखते हुए कुछ भी नहीं किया। निरोधों की अनुपस्थिति का मतलब यह नहीं है कि बाँझ न्यूट्रिनो मौजूद नहीं हैं, लेकिन उन पर सबसे कठोर प्रतिबंध लगाता है, जो संभावित ऊर्जाओं की सीमा को बहुत कम कर देता है और भविष्य की खोजों की दिशा निर्धारित करता है।

यदि बाँझ न्यूट्रिनो पाए जाते हैं, तो वे पुराने अध्ययनों में विसंगतियों की व्याख्या करेंगे, मानक मॉडल के बाहर नई भौतिकी की खोज करेंगे, और अंधेरे पदार्थ की प्रकृति और ब्रह्मांड में पदार्थ और प्रतिकण के बीच असंतुलन जैसे रहस्यों को सुराग प्रदान करेंगे। "यदि आप एक चौथे न्यूट्रिनो जोड़ते हैं, तो सब कुछ बदल जाता है," फ्रांसिस हैल्जन, आइसक्यूब के प्रोजेक्ट मैनेजर और सह-लेखक कहते हैं।

प्रेत की उपस्थिति

न्यूट्रिनो की प्रकृति को महसूस करने के लिए, आपको बस यह कल्पना करने की आवश्यकता है कि जिस समय आप इस वाक्य को पढ़ते हैं, कम से कम 100 ट्रिलियन न्यूट्रिनो आपके शरीर से गुजरते हैं। वे बिना प्रतिरोध के ठोस पदार्थ से गुजरते हैं, क्योंकि वे विद्युत चुम्बकीय बलों के माध्यम से बातचीत नहीं करते हैं। विद्युत चुम्बकीय बल, अन्य चीजों के साथ, आपके शरीर के परमाणुओं को जोड़ते हैं और आपको फर्श से गिरने से रोकते हैं।

न्यूट्रिनो का पता लगाने की संभावना का एक कारण यह है कि वे कमजोर परमाणु संबंधों के अधीन हैं। इस तरह की बातचीत बहुत कम होती है: एक न्यूट्रिनो परमाणु से टकराता है क्योंकि यह पदार्थ से होकर गुजरता है, जिसके परिणामस्वरूप एक फ्लैश होता है। यह IceCube सहित आधुनिक न्यूट्रिनो डिटेक्टरों द्वारा भी देखा जाता है।

सामान्य न्यूट्रिनो की तुलना में बाँझ न्यूट्रिनो और भी अधिक भूतिया होंगे, क्योंकि वे कमजोर बातचीत का अनुभव भी नहीं करते हैं, इसलिए उन्हें इस तरह से पता लगाना असंभव है। उनके पास द्रव्यमान है, इसलिए वे गुरुत्वाकर्षण के माध्यम से बातचीत करते हैं, लेकिन इस सिद्धांत पर एक डिटेक्टर नहीं बनाया जा सकता है। बाँझ न्युट्रीनो अभी आपके शरीर के माध्यम से उड़ सकते हैं, लेकिन इसका कोई तरीका नहीं है। कम से कम सीधे।

किससे मदद मांगनी है

इसका मतलब यह नहीं है कि हम शाश्वत अज्ञान के लिए बर्बाद हैं। न्युट्रीनो लगातार अपने "सुगंध" को परिवर्तित करते हैं और बदलते हैं - वे इलेक्ट्रॉन न्यूट्रिनो, म्यूऑन न्यूट्रिनो और ताऊ न्यूट्रिनो के बीच स्विच करते हैं। बाँझ न्युट्रीनो साधारण न्यूट्रिनो में बदल सकते हैं, जिससे उनकी उपस्थिति का पता लगाना संभव हो जाता है।

पृथ्वी के कोर जैसे बहुत घने पदार्थ से गुजरने वाले न्यूट्रिनोस, अक्सर पदार्थ के साथ बातचीत करते हैं। इस वजह से, उनके दोलन पैटर्न में परिवर्तन होता है और वे प्रतिध्वनि में आ जाते हैं, जो बाँझ न्युट्रीनो में उनके परिवर्तन की संभावना को बढ़ाता है, इसलिए शोधकर्ता पृथ्वी के कोर के माध्यम से उनके पारित होने और आगे डिटेक्टर में होने का संकेत देने वाले न्यूट्रिनों की तलाश कर रहे हैं। इस तरह के न्यूट्रिनो कॉस्मिक विकिरण के कारण उत्तरी गोलार्ध के ऊपर के वातावरण में दिखाई देते हैं, और फिर ग्रह से गुजरते हैं और आइसक्यूब में गिर जाते हैं।

"आसवन सभी चार स्वादों को मिलाते हैं जिनमें बाँझ न्यूट्रिनो और अन्य सभी स्वाद होते हैं, इसलिए यदि आप उनमें से किसी एक के साथ खेलते हैं, तो यह अन्य सभी को प्रभावित करेगा," हैल्ज़ेन कहते हैं।

न्युट्रीनो जो बाँझ हो गए हैं वे अंततः गायब हो जाएंगे - वे डिटेक्टर पर दिखाई नहीं देंगे। यदि नाभिक के माध्यम से गुजरने वाले कई न्यूट्रिनो बाँझ लोगों में बदल जाते हैं, तो आने वाली म्यू न्यूट्रिनो की ऊर्जा में एक डुबकी होगी, बस बाँझ न्यूट्रिनो के द्रव्यमान के अनुरूप जगह में।

सौभाग्य से, यह ऊर्जा - 1 टीईवी के क्रम में - आसानी से आइसक्यूब संवेदनशीलता में गिर जाती है, 10 गीगावॉट से 10 पीईवी तक ऊर्जा को कवर करती है। यदि इस ऊर्जा अंतराल में बाँझ न्यूट्रिनो मौजूद होते, तो आइसक्यूब ने उनका पता लगाया होता।

खोज दो वर्षों में प्राप्त आंकड़ों को शामिल करती है, जिसके दौरान हर छह मिनट में सही दिशा में घूम रहे न्यूट्रिनो को पकड़ लिया जाता है। डेटा का विश्लेषण दो स्वतंत्र समूहों द्वारा किया गया था जो एक ही निष्कर्ष पर आए थे: म्यूऑन न्यूट्रिनो में कोई ऊर्जा डुबकी नहीं पाई गई थी, जो बाँझ लोगों की उपस्थिति का संकेत देगा।

पहेलियों और अवसर

पहले यह माना जाता था कि न्यूट्रिनो का कोई द्रव्यमान नहीं है और यह प्रकाश की गति से चलता है। यह मानक मॉडल द्वारा भविष्यवाणी की गई है। लेकिन 30 साल की अनिश्चितता के बाद, न्यूट्रिनो दोलनों की खोज की गई थी। बड़े पैमाने पर कणों के लिए, वे असंभव होंगे, इसलिए उनके पास द्रव्यमान है।

"अब तक, यह एकमात्र संकेत है कि मानक मॉडल पूरा नहीं हुआ है," हैल्ज़ेन कहते हैं। - स्टैंडर्ड मॉडल के बाहर फिजिक्स होना चाहिए। विशेष रूप से, नई भौतिकी को एक न्यूट्रिनो में छिपाना होगा और यह हमारे समय के महानतम रहस्यों को समझाने में मदद करेगा। "

ये पहेली, विशेष रूप से, डार्क मैटर का अस्तित्व और ब्रह्मांड में पदार्थ और एंटीमैटर के बीच असंतुलन, मानक मॉडल के बाहर खोजों में लगे भौतिकविदों के लिए प्रेरणा का हिस्सा हैं। हालांकि स्टैंडर्ड मॉडल आश्चर्यजनक रूप से सफल है, लेकिन यह यूनिवर्स के बड़े हिस्सों को कवर करने में सक्षम नहीं था। "स्टेराइल न्यूट्रीनो इन कार्यों को समझने का एक तरीका हो सकता है," हैल्जेन कहते हैं।

लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर का उपयोग स्टैंडर्ड मॉडल के बाहर के रास्तों को खोजने के लिए भी किया जाता है, और यह हाल ही में एक नए कण के निशान का भी पता नहीं लगा सका है जो पिछले साल इतना आशाजनक लग रहा था । "न्यूट्रिनो और एलएचसी विशेषज्ञ एक साथ भौतिकी की नई शाखाओं की तलाश में स्टैंडर्ड मॉडल पर हमला कर रहे हैं," हैल्जेन कहते हैं।

आगे का रास्ता

बाँझ न्यूट्रिनो का पता लगाने में विफलता उनके अस्तित्व को रद्द नहीं करती है, लेकिन हर बार जब खोज नहीं होती है, तो उनके अस्तित्व में विश्वास कम हो जाता है। "लोग हर जगह बाँझ न्युट्रीनो के अस्तित्व के संकेत देखते हैं, जैसा कि एल्विस जीवित है, यह संकेत देता है" हैल्जेन कहते हैं। "संकेत का एक सेट है और सिद्धांतकार अपने अस्तित्व में आश्वस्त हैं।"

ऐसे मूल्यवान पुरस्कारों के लिए धन्यवाद, शोधकर्ता अभी तक हार मानने के लिए तैयार नहीं हैं। "खोजों के अभाव में, हम वैसे भी खोज जारी रखते हैं और निश्चित रूप से, आइसक्यूब एक बड़ी गतिशील सीमा पर न्यूट्रीनो का अध्ययन करता है, और हम इन सभी न्यूट्रिनों का अध्ययन इस उम्मीद में सभी ऊर्जाओं पर करते रहेंगे कि कहीं न कहीं स्टैंडर्ड मॉडल सुस्त देगा, और हम नई भौतिकी खोजना शुरू करेंगे" - वीडियो में हाल्टसेन कहते हैं।

इसके अलावा, शोधकर्ताओं ने दिखाया है कि आइसक्यूब का उपयोग उस कार्य के लिए किया जा सकता है जो अंतरिक्ष न्यूट्रिनो की खोज से परे है।

"यह परिणाम न्यूट्रिनो वेधशाला की बहुमुखी प्रतिभा को रेखांकित करता है," ओल्गा बॉटनर, आइसक्यूब सहयोग के एक प्रवक्ता और एक अन्य योगदानकर्ता लेखक कहते हैं। "यह न केवल गहन ब्रह्मांड का अध्ययन करने के लिए एक उपकरण है, बल्कि स्वयं न्यूट्रिनो के गुणों का अध्ययन करने का अवसर भी है।"

Source: https://habr.com/ru/post/hi396889/