यह खोज आइंस्टीन के विशेष सापेक्षता के सिद्धांत से अनुमानित रूप के रहस्यमय रूप के लिए बताती है। एक दशक से अधिक समय के बाद, दुनिया के सबसे बड़े कण कोलाइडर के वैज्ञानिकों का मानना है कि वे इसे खोजने की कगार पर हैं।
लेकिन शोधकर्ता लगभग हल्की गति से एक साथ नष्ट हुए कणों के विस्फोट में नहीं खोज रहे हैं।
इसके बजाय, फ्रांस और स्विटजरलैंड के बीच की सीमा के पास भूमिगत दफन 17 मीटर (27 किलोमीटर) बड़े हैड्रॉन कोलाइडर (LHC) के भौतिकविदों को लापता पदार्थ की तलाश है, जिसे रंगीन ग्लास कंडेनसेट कहा जाता है, कणों का अध्ययन करके। आपस में टकराएं नहीं, बल्कि एक-दूसरे को निकटवर्ती मिसाइलों में जूम करें।
भौतिकी के मानक मॉडल में, सिद्धांत जो उप-परमाणु कणों के चिड़ियाघर का वर्णन करता है, ब्रह्मांड में दृश्यमान पदार्थ का 98% एक साथ मौलिक कणों द्वारा आयोजित किया जाता है जिसे ग्लून्स कहा जाता है। ये उपयुक्त रूप से नामित कण उस बल के लिए जिम्मेदार होते हैं, जो एक साथ मिलकर प्रोटॉन और न्यूट्रॉन बनाते हैं। जब प्रोटॉन को प्रकाश की गति के पास त्वरित किया जाता है, तो एक अजीब घटना होती है: उनके अंदर ग्लून्स की सांद्रता आसमान छूती है।
"इन मामलों में, ग्लून्स कम ऊर्जा के साथ ग्लून्स के जोड़े में विभाजित हो जाते हैं, और इस तरह के ग्लून्स बाद में खुद को विभाजित करते हैं, और आगे," डैनियल तापिया तकाकी, जो कि कैनसस विश्वविद्यालय में भौतिकी और खगोल विज्ञान के एक एसोसिएट प्रोफेसर हैं, ने एक बयान में कहा। "किसी बिंदु पर, प्रोटॉन के अंदर ग्लून्स का विभाजन एक सीमा तक पहुंच जाता है, जिस पर ग्लून्स का गुणन बढ़ना बंद हो जाता है। ऐसी अवस्था को रंगीन कांच संघनित के रूप में जाना जाता है, जो पदार्थ का एक परिकल्पित चरण है जिसे बहुत उच्च में मौजूद माना जाता है- ऊर्जा प्रोटॉन और साथ ही भारी नाभिक में। "
ब्रुकहेवन नेशनल लेबोरेटरी के अनुसार, घनीभूत भौतिकी के कई अनसुलझे रहस्यों की व्याख्या कर सकता है, जैसे कि उच्च ऊर्जा टकराव में कण कैसे बनते हैं, या कणों के भीतर कैसे वितरित होता है। हालांकि, इसके अस्तित्व की पुष्टि करने वाले वैज्ञानिकों ने दशकों से इसे खारिज कर दिया है। लेकिन 2000 में, ब्रुकहवेन के रिलेटिविस्टिक हैवी इयोन कोलाइडर के भौतिकविदों को पहले संकेत मिले कि रंगीन कांच घनीभूत हो सकते हैं।
जब प्रयोगशाला ने एक साथ अपने इलेक्ट्रॉनों से छीले हुए सोने के परमाणुओं को तोड़ा, तो उन्हें टकराव से बाहर निकलने वाले कणों में एक अजीब संकेत मिला, यह संकेत देते हुए कि परमाणुओं के प्रोटॉन ग्लूओं से भरे हुए थे और रंगीन कांच के घेरे बनाने लगे थे। एलएचसी पर भारी आयनों को टकराने के आगे के प्रयोगों के समान परिणाम हुए हैं। हालांकि, सापेक्ष गति पर प्रोटॉन को एक साथ टकराने से केवल उप-परमाणु कणों के हिंसक विस्फोट होने से पहले ही प्रोटॉन की पारी की क्षणभंगुर झलक मिल सकती है। प्रोटॉन के इनसाइड को जांचना अधिक सौम्य दृष्टिकोण रखता है।
जब चार्ज किए गए कण, जैसे कि प्रोटॉन, उच्च गति के लिए त्वरित होते हैं, तो वे मजबूत विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र बनाते हैं और ऊर्जा को फोटॉन, या प्रकाश के कणों के रूप में जारी करते हैं। (प्रकाश की दोहरी प्रकृति के लिए धन्यवाद, यह भी एक लहर है।) इन ऊर्जा लीक को एक बार कण त्वरक के अवांछित साइड-इफेक्ट के रूप में खारिज कर दिया गया था, लेकिन भौतिकविदों ने अपने लाभ के लिए इन उच्च-ऊर्जा फोटॉन का उपयोग करने के लिए उपन्यास तरीके सीखे हैं।
यदि प्रोटॉन अपने आप को त्वरक में एक दूसरे के पिछले चक्कर लगाते हैं, तो उनके द्वारा छोड़े गए फोटोन के तूफान से प्रोटॉन-ऑन-फोटॉन टकराव हो सकता है। ये तथाकथित अति-परिधीय टक्कर उच्च-ऊर्जा प्रोटॉन के आंतरिक कामकाज को समझने की कुंजी हैं।
तापिया तकाकी ने एक बयान में कहा, "जब एक उच्च-ऊर्जा प्रकाश लहर एक प्रोटॉन से टकराती है, तो यह कणों का निर्माण करती है - सभी प्रकार के कण - प्रोटॉन को तोड़े बिना।" "ये कण हमारे डिटेक्टर द्वारा रिकॉर्ड किए गए हैं और हमें अंदर क्या है की एक अभूतपूर्व उच्च गुणवत्ता वाली तस्वीर को फिर से बनाने की अनुमति देते हैं।"
तपिया तकाकी और वैज्ञानिकों का एक अंतरराष्ट्रीय सहयोग अब इस विधि का उपयोग मायावी रंग के ग्लास कंडेनसेट को ट्रैक करने के लिए कर रहे हैं। शोधकर्ताओं ने द यूरोपियन फिजिकल जर्नल सी। के अगस्त अंक में अपने अध्ययन के शुरुआती परिणामों को प्रकाशित किया। पहली बार, टीम चार अलग-अलग ऊर्जा स्तरों पर अप्रत्यक्ष रूप से ग्लून्स के घनत्व को मापने में सक्षम थी। उच्चतम स्तर पर, उन्हें इस बात के प्रमाण मिले कि एक रंगीन कांच का संघनन अभी बनने लगा था।
प्रयोगात्मक परिणाम "... बहुत रोमांचक हैं, प्रोटॉन में ग्लूऑन गतिकी के बारे में नई जानकारी देते हुए, बोले कि कई सैद्धांतिक प्रश्न हैं जिनका उत्तर नहीं दिया गया है," ब्राज़ील के फेडरल यूनिवर्सिटी ऑफ़ पेलोटस में भौतिकी के प्रोफेसर विक्टर गोंक्लेव्स और अध्ययन के सह-लेखक ने बयान में कहा।
अभी के लिए, रंगीन कांच घनीभूत का अस्तित्व एक मायावी रहस्य बना हुआ है।
