हमारे ब्रह्मांड और इसके भीतर की आकाशगंगाओं को आकार देने वाले अदृश्य हाथ के शिकार पर भौतिकविदों ने अपने टकटकी को अंधेरे पक्ष में बदल दिया है। विशेष रूप से, एक टीम तथाकथित अंधेरे फोटॉनों के लिए प्रत्येक ब्रह्मांडीय चट्टान के पीछे दिख रही है, जो प्रकृति के पहले अज्ञात बल को संचारित कर सकती है।
ये फोटॉन सभी सामान्य पदार्थों और अदृश्य पदार्थ के बीच की बातचीत को मध्यस्थता के रूप में चित्रित करेंगे।
लेकिन वैज्ञानिकों ने लंबे समय से समझा है कि प्रकृति को खींचा जाता है और खींचा जाता है और चार ज्ञात ताकतों द्वारा तोड़-फोड़ और तोड़-फोड़ की जाती है, इसलिए कोई और बल हमसे इतने लंबे समय तक कैसे छिपा रह सकता है? वे चार ज्ञात ताकतें हमारे रोजमर्रा के अस्तित्व की आधारशिला बनाती हैं: अत्याचारी, लेकिन कम से कम मजबूत परमाणु शक्ति, जो परमाणु नाभिक को एक साथ बांधती है; अस्पष्ट और फुसफुसा-शांत कमजोर परमाणु बल, जो रेडियोधर्मी क्षय को नियंत्रित करता है और न्यूट्रीनो नामक उप-परमाणु कणों से बात करता है; बोल्ड और उज्ज्वल विद्युत चुम्बकीय बल, जो हमारे जीवन पर हावी है; और सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण बल, चौकड़ी से सबसे कमजोर।
इन चार मूलभूत बलों का उपयोग करते हुए, भौतिक विज्ञानी हमारे उप-परमाणु और स्थूल दुनिया के चित्र को चित्रित करने में सक्षम हैं। ऐसी कोई बातचीत नहीं है जो उन चार पात्रों में से एक को शामिल नहीं करती है। और फिर भी, रहस्य अभी भी हमारे ब्रह्मांड में बातचीत के बारे में जानते हैं, खासकर सबसे बड़े पैमाने पर। जब हम आकाशगंगाओं और उससे आगे के पैमाने पर ज़ूम करते हैं, तो कुछ गड़बड़ होती है, और हम उस मछली को अंधेरे पदार्थ का नाम देते हैं।
क्या डार्क मैटर सरल और अनियंत्रित है, या यह पहले से मौजूद अज्ञात ताकतों के एक समूह को अपने चंगुल में छिपा लेता है? अब, भौतिकविदों की एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने, प्रिफरप्रिंट जर्नल arXiv में ऑनलाइन अपने काम का वर्णन करते हुए, लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर के डेटा डंप का उपयोग किया है - जो दुनिया की सबसे बड़ी परमाणु स्मैशर है - इस तरह के बल की तलाश करने के लिए। अभी के लिए, उनकी खोज खाली हो गई है - जो अच्छा है (सॉर्ट): इसका मतलब है कि भौतिकी के हमारे ज्ञात कानून अभी भी पकड़ में हैं। लेकिन हम अभी भी काले पदार्थ की व्याख्या नहीं कर सकते।
अंधेरे में खो गया
डार्क मैटर एक काल्पनिक रूप है जो ब्रह्मांड के कुल द्रव्यमान का लगभग 80% हिस्सा है। यह एक बड़ी बात है। हम वास्तव में नहीं जानते हैं कि इस अतिरिक्त अदृश्य सामान के लिए क्या जिम्मेदार है, लेकिन हम जानते हैं कि यह मौजूद है, और हमारा सबसे बड़ा सुराग गुरुत्वाकर्षण है। ब्रह्मांडों में सबसे बड़ी संरचनाओं के विकास के साथ-साथ गुच्छों के भीतर और आकाशगंगाओं के भीतर सितारों की गतियों की जांच करके, खगोलविदों ने लगभग सार्वभौमिक रूप से इस निष्कर्ष पर पहुंचे हैं कि आकाशगंगा की आंख से मिलने से अधिक है।
डार्क मैटर का एक बेहतर नाम अदृश्य पदार्थ हो सकता है। हालांकि हम इसे इसके गुरुत्वाकर्षण प्रभाव से प्रभावित कर सकते हैं (क्योंकि कुछ भी नहीं अल्बर्ट आइंस्टीन की सभी को देखने वाली आंख से बच जाता है), डार्क मैटर बस प्रकाश के साथ बातचीत नहीं करता है। हम इसे जानते हैं क्योंकि अगर डार्क मैटर ने प्रकाश के साथ इंटरैक्ट किया (या कम से कम, अगर यह प्रकाश के साथ उस तरह से इंटरैक्ट करता है जिससे परिचित मामला करता है), तो हमने अब तक रहस्यमय पदार्थ को देखा होगा। लेकिन जहां तक हम बता सकते हैं, डार्क मैटर - जो भी हो, वह है - प्रकाश को अवशोषित नहीं करता है, प्रकाश को प्रतिबिंबित करता है, प्रकाश को अपवर्तित करता है, प्रकाश को बिखेरता है या प्रकाश का उत्सर्जन करता है। डार्क मैटर के लिए, प्रकाश केवल व्यक्तित्व नॉन ग्रेटा है; यह भी मौजूद नहीं हो सकता है।
और इसलिए एक ठोस मौका है कि काले पदार्थ के कण अभी आपके शरीर के माध्यम से प्रवाहित हो रहे हैं। उस अंतहीन धारा का संयुक्त द्रव्यमान गुरुत्वाकर्षण प्रभाव के माध्यम से आकाशगंगाओं की नियति को आकार दे सकता है, लेकिन यह सामान्य पदार्थ से भी गुजरता है। अशिष्ट, मुझे पता है, लेकिन यह आपके लिए काला मामला है।
प्रकाश लाना
चूंकि हमें नहीं पता कि डार्क मैटर किस चीज से बना है, इसलिए हम सांसारिक और काल्पनिक दोनों तरह के परिदृश्य बनाने के लिए स्वतंत्र हैं। डार्क मैटर की सबसे सरल तस्वीर कहती है कि यह बड़ी और बुनियादी है। हां, यह ब्रह्मांड के द्रव्यमान का विशाल हिस्सा बनाता है, लेकिन इसमें केवल एक एकल, अत्यधिक विपुल कण होता है, जिसमें द्रव्यमान और कुछ नहीं होता है। इसका मतलब है कि सामग्री गुरुत्वाकर्षण के माध्यम से खुद को ज्ञात कर सकती है, लेकिन अन्यथा किसी भी अन्य बलों के माध्यम से बातचीत नहीं करती है। हम कभी नहीं, कभी भी कुछ भी कर अंधेरे मामले की एक झलक पकड़ लेंगे।
काल्पनिक परिदृश्य अधिक मजेदार हैं।
जब सिद्धांतकार ऊब जाते हैं, तो वे विचारों को पकाते हैं कि डार्क मैटर क्या हो सकता है, और इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि हम इसका पता कैसे लगा सकते हैं। दिलचस्प डार्क मैटर थ्योरी के पैमाने पर अगला स्तर कहता है कि पदार्थ कभी-कभी कमजोर परमाणु बल के माध्यम से सामान्य पदार्थ से बात कर सकता है। यह विचार आज दुनिया भर में काले पदार्थ के प्रयोगों और डिटेक्टरों को प्रेरित करता है।
लेकिन फिर भी, यह परिदृश्य मानता है कि अभी भी प्रकृति की केवल चार ताकतें हैं। यदि डार्क मैटर पहले से ही एक अनदेखी तरह का कण है, तो यह सुझाव देने के लिए पूरी तरह से उचित है (क्योंकि हमें पता नहीं है कि क्या हम सही हैं या नहीं) यह प्रकृति के पहले अज्ञात बल के साथ पैक किया गया है - या शायद एक दंपति, जो जानता है ? यह संभावित बल डार्क मैटर को केवल डार्क मैटर से बात करने दे सकता है, या यह डार्क मैटर और डार्क एनर्जी (जिसे हम समझ भी नहीं सकते हैं) को आपस में जोड़ सकते हैं, या यह हमारे ब्रह्मांड के सामान्य और अंधेरे क्षेत्रों के बीच एक नया संचार चैनल खोल सकता है। ।
अंधेरे फोटॉन का उदय
प्रकाश और अंधेरे स्थानों के बीच एक प्रस्तावित संचार पोर्टल कुछ ऐसा है जिसे अंधेरे फोटॉन कहा जाता है, जो विद्युत चुम्बकीय बल के परिचित (प्रकाश) फोटॉन के अनुरूप है। हमें सीधे अंधेरे फोटॉनों को देखने या स्वाद लेने या सूँघने की ज़रूरत नहीं है, लेकिन वे हमारी दुनिया के साथ मिल सकते हैं। इस परिदृश्य में, डार्क मैटर डार्क फोटोन का उत्सर्जन करता है, जो अपेक्षाकृत बड़े पैमाने पर कण होते हैं। इसका मतलब है कि उनके पास केवल एक छोटी रेंज पर प्रभाव है, जो उनके प्रकाश-असर समकक्षों के विपरीत है। लेकिन कभी-कभी, एक अंधेरे फोटॉन एक नियमित फोटॉन के साथ बातचीत कर सकता है, अपनी ऊर्जा और प्रक्षेपवक्र को बदल सकता है।
यह एक बहुत ही दुर्लभ घटना होगी; अन्यथा, हमने कुछ कायरता को इलेक्ट्रोमैग्नेटिज़्म के साथ बहुत पहले से देखा है।
इसलिए, डार्क फोटोन के साथ भी, हम सीधे डार्क मैटर को नहीं देख पाएंगे, लेकिन हम इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंटरैक्शन के गॉब्स की जांच करके डार्क फोटोन के अस्तित्व को सूँघ सकते हैं। उन gobs के एक छोटे से हिस्से में, एक अंधेरे फोटॉन एक नियमित फोटॉन से ऊर्जा "चोरी" कर सकता है।
लेकिन जैसा कि मैंने कहा, हम बातचीत के gobs की जरूरत है। यह सिर्फ इतना होता है कि हमने विज्ञान की विशाल मशीनों का निर्माण किया है ताकि हम वास्तव में उत्पादन कर सकें, इसलिए हम भाग्य में हैं।
ArXiv पेपर में, भौतिकविदों ने CERN में दूसरे सबसे बड़े कण त्वरक सुपर प्रोटॉन सिन्क्रोट्रॉन से तीन साल के डेटा की जांच करने के बाद अपने परिणामों की सूचना दी। इस प्रयोग के लिए, वैज्ञानिकों ने एक ईंट की दीवार के उप-परमाणु के खिलाफ प्रोटॉन को तोड़ दिया और उसके बाद के सभी टुकड़ों को देखा।
मलबे में, शोधकर्ताओं ने इलेक्ट्रॉनों को पाया - उनमें से बहुत सारे। तीन वर्षों के दौरान, वैज्ञानिकों ने 100 GeV से अधिक ऊर्जा वाले 20 बिलियन इलेक्ट्रॉनों की गणना की। क्योंकि इलेक्ट्रॉनों में आवेशित कण होते हैं और आपस में बातचीत करना पसंद करते हैं, इसलिए इस प्रयोग में उच्च ऊर्जा वाले इलेक्ट्रॉनों ने बहुत सारे फोटॉन पैदा किए। यदि अंधेरे फोटॉनों का अस्तित्व है, तो उन्हें कभी-कभी नियमित फोटॉनों में से ऊर्जा के साथ बातचीत और चोरी करनी चाहिए, एक घटना जो प्रकाश की कमी के रूप में प्रयोग में दिखाई देगी।
अंधेरे फोटॉनों के लिए यह खोज खाली आई - सभी सामान्य फोटॉन मौजूद थे और उनका हिसाब था - लेकिन यह पूरी तरह से अंधेरे फोटॉनों के अस्तित्व को खारिज नहीं करता है। इसके बजाय, यह इन कणों के स्वीकार्य गुणों को सीमित करता है। यदि वे मौजूद हैं, तो वे कम ऊर्जा (एक जीवी से कम, प्रयोग के परिणामों के आधार पर) होंगे और केवल नियमित रूप से फोटॉन के साथ बातचीत करेंगे।
गहरे रंग के फोटोन की तलाश जारी है, हालांकि, उप-परमाणु दुनिया के इस प्रस्तावित प्राणी पर घर के आगे भी प्रयोग के भविष्य के रन के साथ।
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पॉल एम। सटर पर एक खगोल भौतिकीविद् है ओहियो स्टेट यूनिवर्सिटी, का मेजबान "एक अंतरिक्ष यात्री से पूछें" तथा "अंतरिक्ष रेडियो, "और लेखक के"ब्रह्मांड में आपका स्थान."
