ईथन से पूछें: क्या यह सच है कि एक नई, पांचवीं बातचीत के अस्तित्व का प्रमाण प्राप्त होता है?

एक त्वरक का मॉडल एक प्रमुख प्रयोग में लिथियम बमबारी करने के लिए उपयोग किया जाता है। हंगेरियन एकेडमी ऑफ साइंसेज में इंस्टीट्यूट फॉर न्यूक्लियर रिसर्च के प्रवेश द्वार पर स्थित है।

कण भौतिकी के मानक मॉडल - कण और उनकी अंतःक्रियाएं, उन सभी चीजों का वर्णन करते हैं जिन्हें हमने कभी प्रयोगशाला में बनाया या टकराया है - आश्चर्यजनक रूप से हमारे प्रयोगों में दिखाई देने वाली हर चीज की भविष्यवाणी के साथ अच्छी तरह से सामना करते हैं। एंटीमैटर से लेकर संश्लेषण तक, संश्लेषण से लेकर विखंडन तक, द्रव्यमान से भारी कणों तक - इन मूलभूत नियमों ने सभी प्रयोगात्मक परीक्षण पास किए हैं। लेकिन शायद एक अप्रत्याशित घटना रेडियोधर्मी क्षय के निशान में छिपी हुई है। हंगरी के हमारे पाठक जानना चाहते हैं:

हंगरी में पांचवीं बातचीत के उद्घाटन पर समाचार बहुत व्यापक रूप से कवर किया गया है। मैं इस मामले पर आपकी बात जानना चाहूंगा। क्या आपको लगता है कि यह सच है, या क्या आपको संदेह है?

यदि आप पांचवीं बातचीत की खोज की रिपोर्ट में आए हैं, तो प्रश्न में प्रयोग एक अत्यंत अस्थिर आइसोटोप: बेरिलियम -8 पर आधारित है।



अगर हम घटक पदार्थ के बारे में बात करते हैं, तो पहेली का सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा इस आइसोटोप के होने की संभावना है। हमारे सूर्य, और लगभग सभी तारे, हाइड्रोजन से हीलियम को संश्लेषित करके ऊर्जा प्राप्त करते हैं, विशेष रूप से हीलियम -4 में, दो प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन के साथ। जीवन के बाद के चरणों में, सूर्य का कोर, हीलियम से भरा हुआ, सिकुड़ जाएगा और गर्म हो जाएगा, और यहां तक ​​कि भारी तत्वों को बनाने की कोशिश करेगा। यदि आप हीलियम -4 के दो नाभिकों को मिलाते हैं, तो आप चार प्रोटॉन और चार न्यूट्रॉन के साथ एक नाभिक प्राप्त कर सकते हैं: बेरिलियम -8। एकमात्र समस्या बेरिलियम -8 की चरम अस्थिरता है, जो 10 ^-17 एस के बाद दो हीलियम -4 में वापस विघटित हो जाती है। केवल लाल दिग्गजों के नाभिक में ही पदार्थ का घनत्व इतना अधिक होता है कि यह समय पर हीलियम -4 के तीसरे नाभिक को समायोजित करने और कार्बन -12 बनाने के लिए संभव है, और तेजी से भारी तत्वों का निर्माण करता है।



अन्यथा, सभी प्रयोगशाला प्रयोगों की तरह, बेरिलियम -8 बस दो हीलियम नाभिक में वापस विघटित होता है। लेकिन हमारी प्रयोगात्मक प्रौद्योगिकियां बहुत परिष्कृत हैं, और यहां तक ​​कि उनके जीवन के कुछ ही क्षणों में, हम न केवल बेरिलियम -8 को दूसरे तरीके से (प्रोटॉन के साथ लिथियम -7 पर बमबारी) बना सकते हैं, बल्कि इसे एक उत्तेजित स्थिति में भी बना सकते हैं, जिसमें क्षय से पहले, यह एक उच्च-ऊर्जा फोटॉन का उत्सर्जन करेगा। इस फोटॉन में एक इलेक्ट्रॉन / पॉज़िट्रॉन जोड़ी में क्षय करने में सक्षम होने के लिए पर्याप्त ऊर्जा होगी - जो पर्याप्त रूप से उच्च ऊर्जा के सभी फोटॉन के साथ होती है। इलेक्ट्रॉन और पॉज़िट्रॉन के बीच सापेक्ष कोण को मापकर, आप यह उम्मीद करते हैं कि यह फोटॉन ऊर्जा जितनी छोटी होगी। यह क्षय के उन्मुखीकरण के आधार पर छोटे यादृच्छिक चर के साथ मिश्रित ऊर्जा और गति के संरक्षण के नियमों का पालन करता है।



लेकिन एटिला क्रासनाखोरई के नेतृत्व वाली हंगरी की टीम को यह बिल्कुल नहीं मिला। बढ़ते कोण के साथ, इलेक्ट्रॉनों और पॉज़िट्रॉन का अंश कम होना चाहिए। लेकिन वैज्ञानिकों ने 140 डिग्री के कोण पर अप्रत्याशित सापेक्ष वृद्धि पाई है, जिसका अर्थ बहुत अधिक हो सकता है। उदाहरण के लिए:

• एक प्रयोग में त्रुटि जब यह एक संकेत नहीं, बल्कि कुछ और मापा जाता है।
• गलत स्लाइस लागू करते समय एक विश्लेषण त्रुटि (आप तय करते हैं कि क्या डेटा छोड़ने लायक है और कौन सी जानकारी बेकार प्रदूषण शोर होगी जिसे आपको छुटकारा पाने की आवश्यकता है)।
• यदि परिणाम विश्वसनीय है, तो यह एक नए कण के अस्तित्व का संकेत दे सकता है: या तो एक मानक मॉडल के कणों से मिलकर एक मिश्रित कण, या, और अधिक दिलचस्प, पूरी तरह से नया, मौलिक एक।

डेटा बहुत अच्छा लग रहा है। बेशक, एक ही हंगेरियन टीम ने उत्साहित बेरिलियम -8 की किरणों में "अनियमितताओं" की खोज की घोषणा की, लेकिन इस तरह के महत्व के साथ नहीं - 10 ^{11 में} से 1 मौका है कि यह एक सांख्यिकीय यादृच्छिकता (6.8-बीए) है - और इस तरह के साथ नहीं घटनाओं की संख्या: पृष्ठभूमि में कई चैनलों में सैकड़ों घटनाएं। केवल एक विशाल अस्थिर कण इस प्रयोग में अपेक्षित द्रव्यमान कणों (फोटोन) की तुलना में एक अलग बिखरने वाले कोण के साथ क्षय होगा - और यह 140º के कोण पर ग्राफ के "खुरदरापन" के लिए अभी भी मुख्य स्पष्टीकरण है। अगर वह सच हो जाता है। Krasnakhorkai अपने परिणाम में बहुत आत्मविश्वास व्यक्त करता है, उनके पिछले प्रयोगों की तुलना में अच्छी तरह से अपडेट किए गए उपकरणों का उपयोग करके मापा जाता है।



परिणाम उचित नहीं हो सकता है; पुन: उत्पन्न करना संभव नहीं है; यह एक प्रयोग त्रुटि हो सकती है। यह सबसे अच्छा हिस्सा है, लेकिन यह भी वैज्ञानिक कार्य का बोझ है: यहां तक ​​कि सबसे विश्वसनीय और सफलता के परिणामों की स्वतंत्र रूप से पुष्टि की जानी चाहिए। लेकिन अगर यह एक नया कण है, तो यह सब कुछ बदल सकता है। एक कण की बाकी ऊर्जा - 17 MeV / c ² - बहुत दिलचस्प है। इसका स्पिन 1 है, जो इंगित करता है कि यह बोसोन (या कुछ इसी तरह) है। यह अपने जीवनकाल को मापने के लिए पर्याप्त रूप से बड़ी दूरी तय करता है, ^10-14 सेकंड - जो हमें बताता है कि यह एक कमजोर है, और विद्युत चुम्बकीय नहीं है, क्षय - यही है, यह लेप्टोन की एक असंबंधित स्थिति है। यह दो क्वार्क का संयोजन नहीं हो सकता है, क्योंकि यह बहुत हल्का है - अन्यथा यह 10 गुना भारी होगा। यदि यह एक वास्तविक कण है, तो यह कुछ हद तक पूरी तरह से नए प्रकार के कणों की संभावना है जो मानक मॉडल का हिस्सा नहीं है।



यह स्पष्टीकरण हर चीज पर लागू होता है:

• यह क्षय उत्पादों के प्रसार (140 of) के ऐसे कोण की उपस्थिति का कारण होगा, जो कि इसके शेष द्रव्यमान के इलेक्ट्रॉन और पॉज़िट्रॉन के द्रव्यमान के अनुपात के कारण होता है जिसमें यह घटता है।
• यह हमें मानक मॉडल से परे पहला निकास देगा, जो, हमारी राय में, अस्तित्व में होना चाहिए, और जो अभी भी हमें नहीं मिला है।
• संभावित रूप से, यह म्यूऑन के चुंबकीय क्षण के विसंगतिपूर्ण मूल्य को भी समझा सकता है, जो इलेक्ट्रॉन का एक भारी सापेक्ष है।

लेकिन यह केवल अगर कण वास्तव में मौजूद है। अंधे विश्लेषण के मामले में 6.8-σ का परिणाम रोमांचक होगा, लेकिन वैज्ञानिकों की एक टीम ने विशेष रूप से इस प्रकार के एक कण की तलाश की। विज्ञान में, वास्तव में वैज्ञानिकों की खोजों का इतिहास है, जब वास्तव में भी यह मौजूद नहीं था। फोक्के डी बोअर - जिन्होंने इन प्रयोगों को कसनकहोरकाई से पहले किया - ऐसे कणों की खोज की, लेकिन उनके परिणामों की पुष्टि और पुन: पेश नहीं कर सके।



हम जानते हैं कि स्टैंडर्ड मॉडल के बाहर नए मौलिक भौतिकी, नए कण और नई बातचीत होनी चाहिए, और शायद इसका पहला संकेत इस प्रयोग में खोजा गया था। लेकिन, पाठक के सवाल का जवाब देते हुए, मैं एक ही समय में परिणामों पर संदेह कर रहा हूं, और मैं कल्पना कर सकता हूं कि वे वास्तविक हैं। ओपरा पर प्रकाश की तुलना में तेजी से आगे बढ़ने वाले न्यूट्रिनो की खोज और सीएमएस / एटलस प्रयोगों में हिग्स बोसॉन की खोज एक ही गुणवत्ता के थे। केवल समय और अतिरिक्त अध्ययन यह निर्धारित करेंगे कि यह नया परिणाम किस प्रकार का होगा, संभवतः काले पदार्थ का एक कण होने में सक्षम है।