कण भौतिकी का हमारा सबसे अच्छा मॉडल तेजी से बढ़ रहा है क्योंकि यह ब्रह्मांड में सभी अजीबता को समाहित करने के लिए संघर्ष करता है। अब, यह पहले से कहीं अधिक संभावना है कि यह पॉप हो सकता है, अंटार्कटिका में अजीब घटनाओं की एक श्रृंखला के लिए धन्यवाद ...
दशकों से चली आ रही इस मानक संरचना के प्रतिमान भौतिकी प्रतिमान की मृत्यु की भविष्यवाणी की गई है। हमारे पास पहले से मौजूद भौतिकी में इसकी समस्याओं के संकेत हैं। प्रयोगशाला प्रयोगों के अजीब परिणाम मानक मॉडल में वर्णित तीन से परे न्यूट्रिनो की भूतिया नई प्रजातियों के फ़्लिकर का सुझाव देते हैं। और ब्रह्मांड अंधेरे पदार्थ से भरा हुआ लगता है जो कि मानक मॉडल का कोई भी कण नहीं समझा सकता है।
लेकिन हाल ही में टैंटलाइजिंग साक्ष्य एक दिन डेटा के उन अस्पष्ट किस्सों को एक साथ जोड़ सकते हैं: 2016 के बाद से तीन बार, अल्ट्रा-हाई-एनर्जी कणों ने अंटार्कटिका की बर्फ के माध्यम से विस्फोट किया है, अंटार्कटिक इंपल्स ट्रांसिएंट एंटीना (ANITA) प्रयोग में डिटेक्टरों की स्थापना, जमे हुए सतह के ऊपर नासा के गुब्बारे से मशीन लटकती हुई।
जैसा कि लाइव साइंस ने 2018 में रिपोर्ट किया था, उन घटनाओं - दफन अंटार्कटिक न्यूट्रिनो वेधशाला आइसक्यूब में बाद में पाए गए कई अतिरिक्त कणों के साथ - किसी भी मानक मॉडल कणों के अपेक्षित व्यवहार से मेल नहीं खाते। कण अल्ट्रा हाई-एनर्जी न्यूट्रिनो की तरह दिखते हैं। लेकिन अल्ट्रा हाई-एनर्जी न्यूट्रिनो को पृथ्वी के पास से गुजरने में सक्षम नहीं होना चाहिए। इससे पता चलता है कि कुछ अन्य प्रकार के कण - जो पहले कभी नहीं देखे गए हैं - खुद को ठंडे दक्षिणी आकाश में ले जा रहा है।
अब, एक नए पेपर में, आइसक्यूब पर काम करने वाले भौतिकविदों की एक टीम ने इन कणों के लिए अंतिम शेष मानक मॉडल स्पष्टीकरण में से एक पर भारी संदेह किया है: ब्रह्मांडीय त्वरक, विशाल न्यूट्रिनो बंदूकें जो अंतरिक्ष में छिपी हैं, जो समय-समय पर पृथ्वी पर तीव्र बैरिनो गोलियां दागेगी। हमारे उत्तरी आकाश में कहीं-कहीं हाइपरएक्टिव न्युट्रीनो गन का संग्रह पृथ्वी में पर्याप्त न्यूट्रिनो को नष्ट कर सकता था जो कि हम अपने ग्रह के दक्षिणी सिरे से बाहर निकलने वाले कणों का पता लगाते थे। लेकिन IceCube के शोधकर्ताओं को उस संग्रह का कोई सबूत नहीं मिला, जिससे पता चलता है कि रहस्यमय कणों को समझाने के लिए नई भौतिकी की आवश्यकता है।
यह समझने के लिए कि क्यों, यह जानना महत्वपूर्ण है कि ये रहस्यमय कण मानक मॉडल के लिए इतने अस्थिर क्यों हैं।
न्यूट्रीनो सबसे घातक कण हैं जिनके बारे में हम जानते हैं; वे मुश्किल का पता लगाने और लगभग बड़े पैमाने पर कर रहे हैं। वे हर समय हमारे ग्रह से गुजरते हैं - ज्यादातर सूर्य से आते हैं और शायद ही कभी, अगर कभी, प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉनों से टकराते हैं जो हमारे शरीर और हमारे पैरों के नीचे की गंदगी को बनाते हैं।
लेकिन गहरे स्थान से अल्ट्रा-हाई-एनर्जी न्यूट्रिनो उनके कम-ऊर्जा वाले चचेरे भाई से अलग हैं। कम-ऊर्जा वाले न्यूट्रिनों की तुलना में बहुत दुर्लभ, उनके पास व्यापक "क्रॉस सेक्शन" हैं, जिसका अर्थ है कि वे अन्य कणों के साथ टकराने की अधिक संभावना रखते हैं क्योंकि वे उनके माध्यम से गुजरते हैं। एक अल्ट्रा-हाई-एनर्जी न्यूट्रिनो की संभावनाएं पृथ्वी के अक्षुण्ण के माध्यम से सभी तरह से इतनी कम होती हैं कि आप कभी भी इसका पता लगाने की उम्मीद नहीं करेंगे। यही कारण है कि एएनआईएए के प्रतिबंध इतने आश्चर्यचकित थे: यह ऐसा था जैसे कि उपकरण ने दो बार लॉटरी जीती थी, और फिर आइसक्यूब ने टिकट खरीदने के बाद जैसे ही इसे एक-दो बार जीता।
और भौतिकविदों को पता है कि उन्हें कितने लॉटरी टिकटों के साथ काम करना था। कई अल्ट्रा-हाई-एनर्जी कॉस्मिक न्यूट्रिनो, कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड (CMB), बिग बैंग के बेहोश होने के बाद से कॉस्मिक किरणों के आदान-प्रदान से आते हैं। हर एक समय में एक बार, उन ब्रह्मांडीय किरणों ने सीएमबी के साथ पृथ्वी पर उच्च-ऊर्जा कणों को फायर करने के लिए सही तरीके से बातचीत की। इसे "फ्लक्स" कहा जाता है और यह पूरे आकाश में एक जैसा है। ANITA और IceCube दोनों ने पहले ही मापा है कि ब्रह्मांडीय न्यूट्रिनो प्रवाह उनके सेंसरों में से प्रत्येक के लिए कैसा दिखता है, और यह सिर्फ पर्याप्त उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो का उत्पादन नहीं करता है जो आप एक बार डिटेक्टर से पृथ्वी से बाहर उड़ने वाले न्यूट्रिनो का पता लगाने की उम्मीद करेंगे। ।
"अगर एएनआईएए द्वारा पाया गया घटनाएं इस फैलाने वाले न्यूट्रिनो घटक से संबंधित हैं, तो एएनआईटीए को अन्य ऊंचाई वाले कोणों पर कई अन्य घटनाओं को मापना चाहिए था," जिनेवा भौतिकविद् यूनिवर्सिटी के अनस्तासिया बारबैनो ने कहा, जो आइसक्यूब पर काम करता है।
लेकिन सिद्धांत रूप में, आकाश-चौड़ा प्रवाह से परे अल्ट्रा-हाई-एनर्जी न्यूट्रिनो स्रोत हो सकते थे, बारबैनो ने लाइव साइंस को बताया: उन न्यूट्रिनो बंदूकें, या ब्रह्मांडीय त्वरक।
"अगर यह सीएमबी के साथ अल्ट्रा-हाई-एनर्जी कॉस्मिक किरणों की बातचीत से उत्पन्न न्यूट्रिनो का मामला नहीं है, तो देखी गई घटनाएँ निश्चित समय अंतराल में व्यक्तिगत कॉस्मिक एक्सीलेटर द्वारा निर्मित न्यूट्रिनो हो सकती हैं" या कोई अज्ञात सांसारिक स्रोत, बारबानो ने कहा।
उसने कहा कि ब्लेज़र, सक्रिय गैलेक्टिक नाभिक, गामा-रे फटने, स्टारबर्स्ट आकाशगंगा, आकाशगंगा विलय और चुंबकित और तेज़-स्पिनिंग न्यूट्रॉन सितारे उन सभी प्रकार के त्वरक हैं। और हम जानते हैं कि अंतरिक्ष में कॉस्मिक न्यूट्रिनो त्वरक मौजूद हैं; 2018 में, आइसक्यूब ने एक उच्च ऊर्जा वाले न्यूट्रिनो को एक धमाके के साथ वापस ट्रैक किया, जो एक तीव्र आकाशगंगा के केंद्र में सक्रिय ब्लैक होल से आने वाले कणों का एक गहन जेट था।
ANITA केवल सबसे चरम उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो को चुनता है, बारबैनो ने कहा, और अगर ऊपर की ओर उड़ने वाले कण मानक मॉडल से कॉस्मिक-एक्सेलेरेटर-वर्धित न्यूट्रिनो थे - सबसे अधिक संभावना ताउ न्यूट्रिनो - तो बीम को निचले हिस्से की बौछार के साथ आना चाहिए। -जन्म के कण जिन्होंने आइसक्यूब के निचले-ऊर्जा डिटेक्टरों को ट्रिप किया होगा।
"हमने आइसक्यूब डेटा के सात वर्षों में घटनाओं की तलाश की," बारबैनो ने कहा - ऐसी घटनाएं जो एएनआईटीए के कोणों और कोणों की लंबाई से मेल खाती हैं, जो आपको यह पता लगाने की उम्मीद करेंगे कि क्या पृथ्वी पर कॉस्मिक न्यूट्रिनो बंदूकें की एक महत्वपूर्ण बैटरी थी, जिसमें फायरिंग हुई थी इन अप-जाने वाले कणों का उत्पादन करने के लिए। लेकिन कोई भी नहीं मुड़ा।
उनके परिणाम पूरी तरह से एक त्वरक स्रोत की संभावना को समाप्त नहीं करते हैं। लेकिन वे "गंभीर रूप से बाधाएं" करते हैं संभावनाओं की श्रेणी, ब्रह्मांडीय त्वरक और कई कम-प्रशंसनीय वाले सबसे प्रशंसनीय परिदृश्यों को समाप्त कर देते हैं।
"संदेश जो हम जनता को बताना चाहते हैं, वह यह है कि एक स्टैंडर्ड मॉडल एस्ट्रोटर्फिकल स्पष्टीकरण कोई फर्क नहीं पड़ता कि आप इसे कैसे स्लाइस करते हैं," काम नहीं करता है।
शोधकर्ताओं को पता नहीं है कि आगे क्या है। न तो एएनआईएए और न ही आइसक्यूब आवश्यक अनुवर्ती खोजों के लिए एक आदर्श डिटेक्टर है, बारबैनो ने कहा, शोधकर्ताओं ने बहुत कम डेटा के साथ छोड़ दिया, जिस पर इन रहस्यमय कणों के बारे में अपनी धारणाओं को आधार बनाया। यह कुछ हद तक सिर्फ एक मुट्ठी भर टुकड़ों से एक विशाल पहेली पर चित्र को जानने की कोशिश कर रहा है।
अभी, कई संभावनाएं सीमित डेटा को फिट करने के लिए प्रतीत होती हैं, जिसमें मानक मॉडल के बाहर "बाँझ" न्यूट्रिनो की एक चौथी प्रजाति और डार्क मैटर की श्रेणीबद्ध प्रकार शामिल हैं। इनमें से कोई भी स्पष्टीकरण क्रांतिकारी होगा।
"हमें न्यूट्रिनो डिटेक्टरों की अगली पीढ़ी के लिए इंतजार करना होगा," बारबैनो ने कहा।
