"तीन क्वार्क फॉर मस्टर मार्क!," जेम्स जॉइस ने अपने भूलभुलैया में लिखा, "फिन्नेगन्स वेक। अब तक, आपने इस उद्धरण को सुना होगा - संक्षिप्त, निरर्थक वाक्य जिसने अंततः यूनिवर्स के लिए "क्वार्क" नाम दिया (जैसा कि अभी तक नायाब है) सबसे मौलिक बिल्डिंग ब्लॉक। आज के भौतिकविदों का मानना है कि वे क्वार्कों के संयोजन की मूल बातें समझते हैं; तीन बैरन (प्रोटॉन और न्यूट्रॉन जैसे रोजमर्रा के कण) बनाने के लिए जुड़ते हैं, जबकि दो - एक क्वार्क और एक एंटीकार्क - मेसंस नामक अधिक विदेशी, कम स्थिर किस्मों को बनाने के लिए एक साथ चिपकते हैं। दुर्लभ चार-क्वार्क साझेदारी को टेट्राक्वार्क कहा जाता है। और एक नाजुक नृत्य में बंधे पांच क्वार्क? स्वाभाविक रूप से, यह एक होगा pentaquark। और फेंटाक्वार, हाल ही में भौतिकी विद्या का एक मात्र अनुमान तक, अब एलएचसी पर पता चला है!
तो क्या बड़ी बात है? पांच-बार-तेज कहने के लिए केवल एक मजेदार शब्द होने से दूर, पोंटक्वारक मजबूत परमाणु बल के बारे में महत्वपूर्ण नई जानकारी को अनलॉक कर सकता है। ये रहस्योद्घाटन अंततः हमारे शानदार घने दोस्त, न्यूट्रॉन स्टार के बारे में सोचने के तरीके को बदल सकते हैं - और, वास्तव में, परिचित मामले की प्रकृति।
भौतिकविदों को छह प्रकार के क्वार्क के बारे में पता है, जो वजन द्वारा आदेशित होते हैं। छह में से सबसे हल्का ऊपर और नीचे क्वार्क हैं, जो सबसे परिचित रोजमर्रा की बेरियां (प्रोटॉन में दो अप और एक डाउन और दो डाउन और न्यूट्रॉन में एक अप) बनाते हैं। अगले भारी आकर्षण और अजीब क्वार्क हैं, इसके बाद शीर्ष और नीचे क्वार्क हैं। और वहां क्यों रुके? इसके अलावा, प्रत्येक छह क्वार्क में एक समान एंटी-कण, या एंटीक्वार्क होता है।
क्वार्क और उनके एंटी-पार्टिकल समकक्षों का एक महत्वपूर्ण गुण "रंग" नामक कुछ है। बेशक, क्वार्क में उसी तरह से रंग नहीं होता है जिसे आप एक सेब "लाल" या सागर "नीला" कह सकते हैं; इसके बजाय, यह संपत्ति उप-भौतिकीय के आवश्यक कानूनों में से एक को संप्रेषित करने का एक रूपक है - जो क्वार्क युक्त कण (हैड्रॉन) हमेशा एक तटस्थ रंग चार्ज करते हैं।
उदाहरण के लिए, प्रोटॉन के तीन घटकों में एक लाल क्वार्क, एक ग्रीन क्वार्क और एक ब्लू क्वार्क शामिल होना चाहिए। ये तीन "रंग" एक तटस्थ कण को उसी तरह जोड़ते हैं जैसे कि लाल, हरे और नीले प्रकाश एक सफेद चमक बनाने के लिए गठबंधन करते हैं। इसी तरह के कानून क्वार्क और एंटीकार्क के लिए हैं जो मेसॉन बनाते हैं: उनके संबंधित रंग बिल्कुल विपरीत होना चाहिए। एक लाल क्वार्क केवल एक एंटी-रेड (या सियान) एंटिकार्क के साथ गठबंधन करेगा, और इसी तरह।
पेंटाक्वेर्क में भी तटस्थ रंग चार्ज होना चाहिए। एक प्रोटॉन और मेसन की कल्पना करें (विशेष रूप से, एक प्रकार जिसे J / psi meson कहा जाता है) एक साथ बंधे - एक कोने में एक लाल, एक नीला और एक हरा क्वार्क, और दूसरे में एक रंग-तटस्थ क्वार्क-एंटीकार्क जोड़ी - के लिए। चार क्वार्क और एक एंटीकार्क के भव्य कुल, जिनमें से सभी रंग एक दूसरे को बड़े करीने से रद्द करते हैं।
भौतिकविदों को यह सुनिश्चित नहीं है कि क्या इस प्रकार की अलग-अलग व्यवस्था द्वारा पेंटाकॉक बनाया जाता है या क्या सभी पांच क्वार्क सीधे एक साथ बंधे होते हैं; किसी भी तरह से, सभी हैड्रोन की तरह, पेंटाक्वेर्क को मौलिक गतिशीलता, मजबूत परमाणु शक्ति के उस टाइटन द्वारा जांच में रखा जाता है।
मजबूत परमाणु बल, जैसा कि इसके नाम का तात्पर्य है, अकथ्य रूप से मजबूत बल है जो प्रत्येक परमाणु नाभिक के घटकों के साथ मिलकर चमकता है: प्रोटॉन और न्यूट्रॉन और, अधिक महत्वपूर्ण रूप से, अपने स्वयं के घटक क्वार्क। मजबूत बल इतना दृढ़ है कि "मुक्त क्वार्क्स" कभी नहीं देखा गया है; वे सभी अपने माता-पिता के बैरीनों के भीतर बहुत दूर तक सीमित हैं।
लेकिन ब्रह्माण्ड में एक जगह ऐसी है जहाँ क्वार्कों में और स्वयं में मौजूद हो सकता है, एक तरह की मेटा-न्यूक्लियर अवस्था में: एक असाधारण रूप से घने प्रकार के न्यूट्रॉन स्टार में। एक विशिष्ट न्यूट्रॉन तारे में, गुरुत्वाकर्षण का दबाव इतना जबरदस्त होता है कि प्रोटॉन और इलेक्ट्रान बनना बंद हो जाते हैं। उनकी ऊर्जा और आवेश एक साथ पिघलते हैं, और कुछ भी नहीं, बल्कि न्यूट्रॉन का एक द्रव्यमान।
भौतिकविदों ने अनुमान लगाया है कि अत्यधिक घनत्व में, सितारों के सबसे कॉम्पैक्ट में, कोर के भीतर आसन्न न्यूट्रॉन भी खुद को घटक भागों की गड़गड़ाहट में विघटित कर सकते हैं।
न्यूट्रॉन स्टार ... क्वार्क स्टार बन जाएगा।
वैज्ञानिकों का मानना है कि पेंटाक्वेर्क की भौतिकी को समझने पर प्रकाश उस तरह से बह सकता है जिस तरह से मजबूत परमाणु बल इस तरह की चरम स्थितियों में काम करता है - न केवल इतने अधिक घने न्यूट्रॉन सितारों में, बल्कि शायद बिग बैंग के बाद एक दूसरे के पहले अंशों में भी। आगे के विश्लेषण में भी भौतिकविदों को उन तरीकों की अपनी समझ को परिष्कृत करने में मदद करनी चाहिए जो क्वार्कों को जोड़ सकते हैं और जोड़ नहीं सकते हैं।
डेटा है कि इस खोज को जन्म दिया - एक मजबूत 9-सिग्मा परिणाम! - एलएचसी के पहले रन (2010-2013) से बाहर आया। सुपरकोइलर के साथ अब अपनी मूल ऊर्जा क्षमता को दोगुना करने के लिए काम कर रहे हैं, भौतिकविदों को आगे भी पेंटाकेवर के रहस्यों को जानने में कोई समस्या नहीं होनी चाहिए।
फेंटाक्वायर खोज की एक छाप, जिसे जर्नल फिजिकल रिव्यू लेटर्स के लिए प्रस्तुत किया गया है, यहां पाया जा सकता है।
