न्यूट्रिनो कहां से अपना द्रव्यमान प्राप्त करते हैं? यह एक रहस्य है, कण भौतिकी के मानक मॉडल में सबसे अधिक चौंकाने वाला है। लेकिन भौतिकविदों की एक टीम को लगता है कि वे जानते हैं कि इसे कैसे हल किया जाए।
यहाँ समस्या है: न्यूट्रीनो अजीब हैं। अल्ट्रा-बेहोश कण, उनमें से अधिकांश इतने कम-ऊर्जा और असंवेदनशील होते हैं कि वे बिना रुके हमारे पूरे ग्रह से गुजरते हैं। दशकों तक, वैज्ञानिकों ने सोचा कि उनके पास कोई द्रव्यमान नहीं है। स्टैंडर्ड मॉडल के मूल संस्करण में, जो कण भौतिकी का वर्णन करता है, न्युट्रीनो पूरी तरह से भारहीन था। लगभग दो दशक पहले, वह बदल गया। भौतिकविदों को अब पता चला है कि न्यूट्रिनों में द्रव्यमान होता है, जो कि मामूली मात्रा में होता है। और वे अभी तक निश्चित नहीं हैं कि वह द्रव्यमान क्यों है।
हम इस रहस्य को सुलझा सकते हैं, लेकिन जर्नल रिव्यू लेटर में एक नया शोध पत्र 31 जनवरी को प्रकाशित हुआ है। पर्याप्त समय और डेटा को देखते हुए, उच्चतम-ऊर्जा न्यूट्रिनो जो हम पहले से ही पता लगा सकते हैं, उनके रहस्यों को उनके द्रव्यमान को अनलॉक करने में मदद करनी चाहिए।
न्यूट्रिनो प्रतिध्वनि का पता लगाना
न्युट्रीनो विभिन्न मात्रा में ऊर्जा के साथ आते हैं: दो अन्यथा समान कण कितने भिन्न ऊर्जा के आधार पर व्यवहार करेंगे।
अधिकांश न्यूट्रिनों का हम पता लगा सकते हैं कि हमारे सूर्य और पृथ्वी पर सुपर-उज्ज्वल ऊर्जा स्रोतों (जैसे कि परमाणु रिएक्टर), और अपेक्षाकृत कम ऊर्जा हैं। और कम ऊर्जा वाले न्यूट्रिनो किसी भी चीज में टकराए बिना आसानी से पदार्थ के टुकड़े से फिसल जाते हैं। लेकिन हमारे ग्रह पर बहुत अधिक ऊर्जा वाले न्यूट्रिनो द्वारा बमबारी की जाती है। और ये अन्य कणों में धमाका करने की अधिक संभावना रखते हैं, जैसे कि एक ट्रैक्टर ट्रेलर पासिंग लेन में राजमार्ग को चीखता है।
2012 में वापस, अंटार्कटिका में एक कण डिटेक्टर ऑनलाइन आया जो उन उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो का पता लगाने के लिए बनाया गया है। लेकिन डिटेक्टर, जिसका नाम आइसक्यूब है, सीधे उन्हें समझ नहीं सकता है। इसके बजाय, यह आसपास के बर्फ में पानी के अणुओं के साथ उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो टक्करों के बाद की तलाश करता है - जो कि आइसक्यूब का पता लगाने वाले अन्य प्रकार के कणों के फटने का उत्पादन कर सकते हैं। आमतौर पर वे फटने गन्दे होते हैं, जो विभिन्न प्रकार के कणों का उत्पादन करते हैं। लेकिन कभी-कभी वे असामान्य रूप से साफ होते हैं - अनुनाद नामक एक प्रक्रिया का परिणाम, सेंट लुइस में वाशिंगटन विश्वविद्यालय के भौतिक विज्ञानी सह-लेखक भूपाल देव ने कहा।
जब एक न्यूट्रिनो किसी अन्य कण, विशेष रूप से एक इलेक्ट्रॉन, में स्लैम करता है, तो यह कभी-कभी ग्लासो प्रतिध्वनि के रूप में जानी जाने वाली प्रक्रिया से गुजरेगा, देव ने लाइव साइंस को बताया कि अनुनाद दो कणों को एक साथ पिघला देता है और उन्हें कुछ नए में बदल देता है: एक डब्ल्यू बैटन। पहली बार 1959 में प्रस्तावित, ग्लासो प्रतिध्वनि के लिए बहुत उच्च ऊर्जा की आवश्यकता होती है, और 2018 में न्यूट्रिनो सम्मेलन में एक वार्ता के अनुसार, 2018 में आइसक्यूब में एक एकल उदाहरण हो सकता है।
लेकिन देव और उनके सह-लेखकों के अनुसार, वहाँ अन्य प्रकार के प्रतिध्वनि हो सकते हैं। न्यूट्रिनो कैसे अपने द्रव्यमान को प्राप्त करते हैं, इसके अधिक लोकप्रिय सिद्धांतों में से एक "ज़ी मॉडल" के रूप में जाना जाता है। ज़ी मॉडल के तहत, एक और नए प्रकार की प्रतिध्वनि होगी, जैसे कि एक और नए कण का उत्पादन, "ज़ी फट" के रूप में जाना जाता है, शोधकर्ताओं ने नए अध्ययन में लिखा है। और यह प्रतिध्वनि आइसक्यूब की पहचान करने की क्षमता के भीतर होगी।
अगर एक ज़ी फट का पता चला, तो यह मानक मॉडल के एक कट्टरपंथी अपडेट को जन्म देगा, जो पूरी तरह से बदल देगा कि भौतिक विज्ञानी न्यूट्रिनो को कैसे देखते हैं, देव ने कहा।
ज़ी मॉडल एक सिद्धांत से फर्म विज्ञान तक जाएगा, और न्यूट्रिनो के मौजूदा मॉडल को बाहर फेंक दिया जाएगा।
लेकिन आइसक्यूब केवल न्यूट्रिनो ऊर्जा की कुछ श्रेणियों के प्रति संवेदनशील है, और ज़ी के फटने की स्थिति पैदा करने वाले हालात उस सीमा के बाहरी किनारों पर हैं। समय को देखते हुए, इस तरह की एक घटना का अगले 30 वर्षों में किसी बिंदु पर IceCube द्वारा पता लगाया जा सकेगा।
लेकिन सौभाग्य से, आइसक्यूब के अपडेट आ रहे हैं, शोधकर्ताओं ने उल्लेख किया। एक बार डिटेक्टर को अधिक बड़े और अधिक संवेदनशील आइसक्यूब-जनरल 2 में अपग्रेड किया जाता है (यह स्पष्ट नहीं है कि यह कब होगा), अधिक संवेदनशील डिवाइस को केवल तीन वर्षों के भीतर ज़ी फट को लेने में सक्षम होना चाहिए - अगर ज़ी फट वास्तव में हैं वहाँ से बाहर।
और अगर ज़ी फट वहाँ बाहर नहीं हैं, और ज़ी मॉडल गलत है, तो न्यूट्रिनो द्रव्यमान का रहस्य केवल गहरा हो जाएगा।
