क्या हम पहले से ही काले पदार्थ की खोज कर सकते थे?
यह सवाल भौतिकी के जर्नल जी। में प्रकाशित एक नए पेपर में प्रकाशित किया गया है। लेखकों ने इस बात की रूपरेखा तैयार की कि कैसे डार्क मैटर डी * (2380) हेक्सक्वार नामक एक कण से बना हो सकता है, जिसका 2014 में पता चला था।
डार्क मैटर, जो गुरुत्वाकर्षण खिंचाव को बढ़ाता है, लेकिन कोई प्रकाश नहीं उत्सर्जित करता है, ऐसा कुछ नहीं है जिसे किसी ने कभी छुआ हो या देखा हो। हम नहीं जानते कि यह किस चीज से बना है, और सामान के लिए अनगिनत खोजें खाली हो गई हैं। लेकिन भौतिकविदों के एक विशाल बहुमत यह मान रहे हैं कि यह मौजूद है। पूरे ब्रह्मांड में सबूतों को नष्ट कर दिया गया है: तारों के समूह जहां तक हो सके उससे कहीं अधिक तेजी से घूमते हैं, रात के आकाश में प्रकाश की रहस्यमय विकृतियां, और यहां तक कि हमारी आकाशगंगा में छिद्रित छेदों को एक अनदेखी प्रभावकारक बिंदु से बाहर कुछ होने की ओर इशारा करते हुए - सबसे ऊपर ब्रह्मांड के द्रव्यमान के बारे में - जिसे हम अभी तक नहीं समझ पाए हैं।
डार्क मैटर के सबसे व्यापक रूप से अध्ययन किए गए सिद्धांतों में भौतिकी के स्टैंडर्ड मॉडल के बाहर अच्छी तरह से पहले कभी नहीं देखे गए कणों के पूरे वर्ग शामिल हैं, जो उप-सूक्ष्म कणों का वर्णन करने वाला प्रमुख सिद्धांत है। इनमें से अधिकांश दो श्रेणियों में से एक में फिट होते हैं: हल्के अक्षों और हेवीवेट डब्ल्यूआईएमपी, या कमजोर रूप से बड़े पैमाने पर कणों की बातचीत। वहाँ अन्य, अधिक विदेशी सिद्धांतों न्यूट्रिनो की अभी तक अनदेखा प्रजातियों या सूक्ष्म ब्लैक होल के एक सैद्धांतिक वर्ग शामिल हैं। लेकिन शायद ही कोई यह प्रस्ताव करता है कि डार्क मैटर ऐसी चीज से बना है जिसे हम पहले से जानते हैं।
मिखाइल बशकोनोव और डैनियल वाट्स, इंग्लैंड में यॉर्क विश्वविद्यालय के भौतिकविदों ने उस साँचे को तोड़ दिया, यह तर्क देते हुए कि डी * (2380) हेक्सक्वार, या "डी-स्टार," सभी लापता मामले को समझा सकते हैं।
क्वार्क मानक मॉडल में मौलिक भौतिक कण हैं। उनमें से तीन एक साथ बंधे होते हैं (ग्लून्स के रूप में ज्ञात कणों का उपयोग करके) एक प्रोटॉन या न्यूट्रॉन बना सकते हैं, परमाणुओं के निर्माण खंड। उन्हें अन्य तरीकों से व्यवस्थित करें और आपको अलग, अधिक विदेशी कण मिलते हैं। डी-स्टार एक सकारात्मक रूप से चार्ज किया गया, छह-क्वार्क कण है जो शोधकर्ताओं का मानना है कि जर्मनी के जुलीच रिसर्च सेंटर में 2014 के एक प्रयोग के दौरान एक दूसरे के एक स्लिवर के लिए मौजूद था। क्योंकि यह इतना क्षणभंगुर था, कि डी-स्टार का पता लगाने की बिल्कुल पुष्टि नहीं की गई है।
अलग-अलग डी-स्टार्स डार्क मैटर की व्याख्या नहीं कर सकते क्योंकि वे क्षय होने से पहले लंबे समय तक नहीं रहते हैं। हालांकि, बैशकोनव ने लाइव साइंस को बताया, ब्रह्मांड के इतिहास के शुरुआती दिनों में, कण एक तरह से एक साथ टकरा सकते थे, जो उन्हें सड़ने से बचाते थे।
यह परिदृश्य न्यूट्रॉन के साथ होता है। एक न्यूट्रॉन को नाभिक से बाहर ले जाओ, और यह बहुत जल्दी से सड़ जाता है, लेकिन इसे न्यूट्रॉन के अन्य न्यूट्रॉन और प्रोटॉन के साथ मिलाएं, और यह स्थिर हो जाता है, बशक्कनोव ने कहा।
"हैक्सक्वाक्स बिल्कुल उसी तरह से व्यवहार करते हैं," बशक्कनोव ने कहा।
बशकोनोव और वत्स ने कहा कि डी-सितारों के समूह बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट्स या बीईसी के रूप में ज्ञात पदार्थों का निर्माण कर सकते हैं। क्वांटम प्रयोगों में, BECs का निर्माण तब होता है जब तापमान इतना कम हो जाता है कि परमाणु एक साथ आच्छादित और प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की तरह थोड़ा-थोड़ा मिश्रण करने लगते हैं। यह ठोस पदार्थ से भिन्न पदार्थ की स्थिति है।
ब्रह्मांड के इतिहास के आरंभ में, उन BECs ने नि: शुल्क इलेक्ट्रॉनों पर कब्जा कर लिया होगा, जो एक न्यूट्रल आवेशित सामग्री बनाते हैं। एक न्युट्रली चार्ज डी-स्टार BEC, भौतिकविदों ने लिखा है, बहुत कुछ काले पदार्थ की तरह व्यवहार करेगा: अदृश्य, चमकदार पदार्थ के माध्यम से फिसलते हुए, बिना किसी कारण के इसे चारों ओर से टकराते हुए, फिर भी आसपास के ब्रह्मांड पर महत्वपूर्ण गुरुत्वाकर्षण खिंचाव।
जब आप इस पर बैठते हैं तो आप एक कुर्सी के माध्यम से नहीं गिरते हैं, यह है कि कुर्सी के इलेक्ट्रॉनों को आपके पीछे के इलेक्ट्रॉनों के खिलाफ धक्का देते हैं, जिससे नकारात्मक विद्युत आवेशों का अवरोध पैदा होता है जो कि पथों को पार करने से इनकार करते हैं। सही स्थितियों के तहत, बैशकोनव ने कहा, फंसे हुए इलेक्ट्रॉनों के साथ हेक्सक्वार्क से बने बीईसी में ऐसी कोई बाधा नहीं होगी, जो पूरी तरह से तटस्थ भूत जैसे अन्य प्रकार के पदार्थों से फिसलती है।
ये BECs बिग बैंग के बाद जल्द ही बन सकते हैं, क्योंकि हमारे आधुनिक युग में प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और उनके चचेरे भाई जैसे कणों के साथ कोई अलग परमाणु कणों के साथ गर्म क्वार्क-ग्लुआन प्लाज्मा के समुद्र से अंतरिक्ष में संक्रमण हुआ था। जिस समय उन मूल परमाणु कणों का निर्माण हुआ, क्वार्क-ग्लूऑन प्लाज़्मा से उपजी परिस्थितियों में हेक्सक्वार BECs के लिए स्थितियाँ एकदम सही थीं।
"इस संक्रमण से पहले, तापमान बहुत अधिक है; इसके बाद, घनत्व बहुत कम है," बशक्कनोव ने कहा।
इस संक्रमण अवधि के दौरान, क्वार्क या तो साधारण कणों, जैसे प्रोटॉन और न्यूट्रॉन, या हेक्साक्वार BECs में जम सकता था, जो आज काले पदार्थ का निर्माण कर सकता है, बशकोव ने कहा। अगर ये हेक्सक्वार्क बीईसी बाहर हैं, तो शोधकर्ताओं ने लिखा, हम उनका पता लगाने में सक्षम हो सकते हैं। भले ही बीईसी काफी लंबे समय तक जीवित रहे हैं, वे कभी-कभी पृथ्वी के चारों ओर क्षय करेंगे। और यह क्षय ब्रह्मांडीय किरणों को देखने के लिए डिज़ाइन किए गए डिटेक्टरों में एक विशेष हस्ताक्षर के रूप में दिखाई देगा, और ऐसा प्रतीत होता है कि यह हर दिशा से एक ही बार में आ रहा है जैसे कि स्रोत ने सभी अंतरिक्ष को भर दिया।
अगला कदम, उन्होंने लिखा, उस हस्ताक्षर की तलाश है।
