कण भौतिक विज्ञानी एक जिज्ञासु गुच्छा हैं। उनका लक्ष्य ब्रह्मांड को बनाने वाले कणों और बलों का एक कामकाजी, पूर्ण मॉडल है, और वे कुछ अन्य व्यवसायों से मेल खाने वाले उत्साह के साथ उस लक्ष्य का पीछा करते हैं।
NS भौतिकी का मानक मॉडल उनके प्रयासों का परिणाम है, और 25 वर्षों से इसने कण भौतिकी के बारे में हमारी सोच और समझ को निर्देशित किया है। भौतिकी के आगे अध्ययन के लिए हमारे पास सबसे अच्छा उपकरण है लार्ज हैड्रान कोलाइडर (एलएचसी), जिनेवा, स्विट्जरलैंड के पास। और एलएचसी के कुछ हालिया, दिलचस्प परिणाम एक नए खोजे गए कण के अस्तित्व की ओर इशारा करते हैं।
लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर दुनिया का सबसे शक्तिशाली कण त्वरक है। छवि: सर्न
एलएचसी में चार अलग-अलग डिटेक्टर हैं। उनमें से दो 'सामान्य प्रयोजन' डिटेक्टर हैं, जिन्हें एटलस और सीएमएस कहा जाता है। पिछले साल, एटलस और सीएमएस डिटेक्टरों दोनों में अलग-अलग प्रयोगों ने उनके डेटा में 'बम्प' कहा जाता है। प्रारंभ में, प्रयोग करने वाली दो टीमें डेटा से हैरान थीं। लेकिन जब उन्होंने उनकी तुलना की, तो उन्होंने पाया कि दोनों प्रयोगों में उनके डेटा में धक्कों समान थे, और उन्होंने संकेत दिया कि एक नए प्रकार का कण क्या हो सकता है, जिसका पहले कभी पता नहीं चला था।
दो प्रयोगों में निकट-सापेक्ष गति से प्रोटॉन को एक-दूसरे में तोड़ना शामिल था। टकराव ने सिद्धांत की भविष्यवाणी की तुलना में अधिक उच्च-ऊर्जा फोटॉन का उत्पादन किया। बहुत अधिक नहीं, लेकिन भौतिकी एक विस्तृत प्रयास है, इसलिए उत्पादित फोटॉन की मात्रा में मामूली वृद्धि भी एक बड़ी बात है। भौतिकी में, सब कुछ एक कारण से होता है।
अधिक विशिष्ट होने के लिए, एटलस और सीएमएस ने लगभग 750 गीगा इलेक्ट्रॉन-वोल्ट (जीईवी) के ऊर्जा स्तर पर गतिविधि में वृद्धि दर्ज की। आप सभी गैर-कण भौतिकविदों के लिए इसका मतलब यह है कि प्रोटॉन-प्रोटॉन टक्कर के बिंदु पर नया कण दो फोटॉन में बदल जाता है। यदि नया कण मौजूद है, अर्थात्।
एक नया कण एक बहुत बड़ी खोज होगी। स्टैंडर्ड मॉडल ने प्रकृति में मौजूद सभी कणों का बखूबी वर्णन किया है। इसने एक प्रकार के कण के अस्तित्व की भी भविष्यवाणी की थी, हिग्स बॉसन , एलएचसी द्वारा वास्तव में अपने अस्तित्व को सत्यापित करने से बहुत पहले। एक नए प्रकार के कण की खोज वास्तव में बहुत ही रोमांचक खबर होगी, और मानक मॉडल को तोड़ सकती है।
चूंकि एलएचसी में प्रयोगों से यह डेटा पिछले साल जारी किया गया था, इसलिए भौतिकी की दुनिया गुलजार हो गई है। परिणामों का क्या अर्थ हो सकता है, यह समझाने की कोशिश करने के लिए 100 से अधिक पेपर लिखे गए हैं। लेकिन कुछ सावधानी बरतने की जरूरत है।
इस तरह के परिणामों का सामना करते समय वैज्ञानिक पहली बात यह करते हैं कि यह संभावना है कि यह मौका हो सकता है। यदि केवल एक प्रयोग के डेटा में यह उछाल था, तो संभावना है कि यह सिर्फ एक मौका था, बहुत अधिक है। एक प्रयोग के इस तरह के परिणाम के कई कारण हो सकते हैं, यही वजह है कि विज्ञान में दोहराव इतनी बड़ी बात है। लेकिन जब दो स्वतंत्र, अलग, प्रयोगों का एक ही परिणाम होता है, तो लोगों के कान खड़े हो जाते हैं।
प्रयोग चलाए गए कुछ महीने बीत चुके हैं, और उस समय में, प्रयोगकर्ताओं ने यह निर्धारित करने की कोशिश की है कि संयोग से इन परिणामों की संभावना क्या है। डेटा के साथ काम करने के बाद एक मजेदार बात सामने आई है। सीएमएस द्वारा खोजे गए अतिरिक्त फोटॉन का महत्व बढ़ गया है, जबकि एटलस द्वारा खोजे गए अतिरिक्त फोटॉन का महत्व गिर गया है। इसने निश्चित रूप से भौतिकविदों को अपना सिर खुजलाते हुए छोड़ दिया है।
साथ ही उस समय में, प्रायोगिक परिणामों के लिए लगभग चार मुख्य स्पष्टीकरण सतह पर आ गए हैं। एक कहता है कि नया कण, यदि मौजूद है, तो छोटे कणों से बना है, ठीक उसी तरह जैसे एक प्रोटॉन क्वार्क से बना होता है। इन छोटे कणों को एक अज्ञात बल द्वारा एक साथ रखा जा सकता है। कुछ सैद्धांतिक भौतिकविदों को लगता है कि यह डेटा के साथ सबसे उपयुक्त है।
एक और संभावना यह है कि नया कण हिग्स बोसोन का भारी संस्करण है। लगभग 12 गुना भारी। या यह हो सकता है कि हिग्स बोसोन स्वयं छोटे कणों से बना हो, और यही प्रयोग का पता चला।
प्राथमिक कणों का मानक मॉडल। छवि: मिसएमजे द्वारा - अपलोडर द्वारा खुद का काम, पीबीएस नोवा [1], फर्मिलैब, विज्ञान कार्यालय, संयुक्त राज्य अमेरिका ऊर्जा विभाग, कण डेटा समूह, सीसी बाय 3.0
या, यह बहुप्रतीक्षित हो सकता है गुरुत्वाकर्षण , सैद्धांतिक कण जो गुरुत्वाकर्षण बल वहन करता है। ब्रह्मांड में चार मूलभूत बल विद्युत चुंबकत्व, मजबूत परमाणु बल, कमजोर परमाणु बल और गुरुत्वाकर्षण हैं। अब तक, हमने उन कणों की खोज की है जो गुरुत्वाकर्षण को छोड़कर उन सभी बलों को संचारित करते हैं। यदि उनका एक नया कण पाया गया, और यदि यह गुरुत्वाकर्षण साबित हुआ, तो यह बहुत बड़ी, पृथ्वी को झकझोरने वाली खबर होगी। कम से कम उनके लिए जो प्रकृति को समझने का शौक रखते हैं।
हालांकि यह बहुत सारे 'ifs' है।
ब्रह्मांड के बारे में हमारे ज्ञान में बहुत सारे छेद हैं, और भौतिक विज्ञानी उन अंतरालों को भरने के लिए उत्सुक हैं। एक नए कण की खोज से डार्क मैटर, डार्क एनर्जी या यहां तक कि खुद गुरुत्वाकर्षण के बारे में कुछ बुनियादी सवालों के जवाब मिल सकते हैं। लेकिन एक नए कण के अस्तित्व की घोषणा से पहले और भी बहुत से प्रयोग किए जाने हैं।