कण भौतिकी की बाइबिल अपग्रेड के लिए मर रही है। और भौतिकविदों के पास बस बात हो सकती है: कुछ कण और ताकतें दर्पण में दिख सकती हैं और खुद को नहीं पहचान सकती हैं। यह अपने आप में, तथाकथित मानक मॉडल को एक टेलस्पिन में भेज देगा।
ब्रह्मांड के उप-परमाणु कणों के बीच बस सभी मूलभूत प्रतिक्रियाओं के बारे में वही दिखता है जब वे एक दर्पण में चारों ओर फ़्लिप होते हैं। दर्पण-छवि, जिसे समता कहा जाता है, को भौतिक विज्ञान में सममिति कहा जाता है, या समता समरूपता है।
बेशक, हर कोई नियमों का पालन नहीं करता है। हम जानते हैं कि, उदाहरण के लिए, कमजोर परमाणु बल को शामिल करने वाली प्रतिक्रियाएं, जो अन्य कारणों की एक पूरी गुच्छा के लिए भी अजीब है, समता समरूपता का उल्लंघन करती है। तो यह इस क्षेत्र में नियम तोड़ने वालों में अन्य बलों और कणों की वजह से खड़ा है।
भौतिकविदों के पास इन अन्य काल्पनिक प्रतिक्रियाओं के बारे में कुछ विचार हैं जो दर्पण में समान नहीं दिखेंगे और इसलिए समता समरूपता का उल्लंघन करेंगे। ये अजीब प्रतिक्रियाएं हमें नई भौतिकी की ओर इशारा कर सकती हैं जो हमें कण भौतिकी के मानक मॉडल को पार करने में मदद कर सकती हैं, जो सबटामोमिक चीजों की हमारी वर्तमान सारांश है।
दुर्भाग्य से, हम अपने परमाणु तस्करों और प्रयोगशालाओं में इनमें से अधिकांश अजीब प्रतिक्रियाओं को कभी नहीं देखेंगे। हमारे उपकरणों के साथ बातचीत करने के लिए बातचीत बहुत दुर्लभ और कमजोर हैं, जो अन्य प्रकार के इंटरैक्शन के लिए तैयार हैं। लेकिन कुछ दुर्लभ अपवाद हो सकते हैं। जिनेवा के पास स्थित लार्ज हैड्रोन कोलाइडर (एलएचसी), दुनिया के सबसे बड़े एटम स्मैशर के शोधकर्ता इन दुर्लभ इंटरैक्शन का शिकार रहे हैं। अब तक, वे खाली हाथ आए हैं, लेकिन यहां तक कि परिणाम भी रोशन कर रहे हैं। उन नकारात्मक परिणामों ने विचार से फलहीन परिकल्पना को बाहर निकालने में मदद की, जिससे भौतिकविदों को नई भौतिकी के लिए शिकार में अधिक आशाजनक संकेतों पर ध्यान केंद्रित करने की अनुमति मिली।
दीवार पर दर्पण ही दर्पण हैं
सभी भौतिकी में सबसे महत्वपूर्ण अवधारणाओं में से एक समरूपता है। आप यथोचित तर्क दे सकते हैं कि भौतिक विज्ञानी सिर्फ सममित शिकारी हैं। समरूपता प्रकृति के मूलभूत नियमों को प्रकट करती है जो वास्तविकता के अंतरतम कार्य को नियंत्रित करते हैं। समरूपता एक बड़ी बात है।
तो यह क्या है? एक समरूपता का मतलब है कि यदि आप एक प्रक्रिया या बातचीत में एक तत्व को बदलते हैं, तो प्रक्रिया समान रहती है। भौतिकविदों का कहना है कि यह प्रक्रिया उस परिवर्तन के संबंध में सममित है। मुझे जानबूझकर यहाँ अस्पष्ट किया जा रहा है क्योंकि समरूपता के बहुत सारे प्रकार हैं। उदाहरण के लिए, कभी-कभी आप कणों पर आरोपों के संकेत को बदल सकते हैं, कभी-कभी आप समय में आगे या पीछे प्रक्रियाएं चला सकते हैं, और कभी-कभी आप प्रक्रिया का दर्पण-छवि संस्करण चला सकते हैं।
दर्पण में एक प्रक्रिया को देखने वाले इस अंतिम को समता की समरूपता कहा जाता है। भौतिकी में अधिकांश सबमैटोमिक इंटरैक्शन आपको सटीक परिणाम देते हैं चाहे वे आपके सामने या दर्पण में सही किए गए हों। लेकिन कुछ इंटरैक्शन इस समरूपता का उल्लंघन करते हैं, जैसे कमजोर परमाणु बल, खासकर जब उस बल को शामिल करने वाली बातचीत में न्यूट्रिनो का उत्पादन होता है।
न्युट्रीनो हमेशा "पिछड़े" (दूसरे शब्दों में, उनकी स्पिन गति अपनी दिशा से दूर की ओर इशारा करती है), जबकि एंटीन्यूट्रिनोस स्पिन "फॉरवर्ड" (स्पिन की धुरी सीधे आगे की ओर बढ़ते हैं क्योंकि वे चारों ओर उड़ते हैं)। इसका मतलब है कि जब आप एक नियमित, बनाम एक दर्पण-फ़्लिप प्रयोग करते हैं, जो कि कमजोर परमाणु बल पर निर्भर करता है, तो न्यूट्रिनो और एंटीनेनट्रिनो की संख्या में बहुत सूक्ष्म अंतर होता है।
टूटे हुए दर्पण
जहां तक हम जानते हैं, कमजोर परमाणु बल और कमजोर परमाणु बल अकेले समता की समरूपता का उल्लंघन करते हैं। लेकिन शायद यह अकेला नहीं है।
हम जानते हैं कि वर्तमान में हम जो समझ रहे हैं उससे परे भौतिकी का अस्तित्व होना चाहिए। और उन काल्पनिक विचारों और अवधारणाओं में से कुछ समानता की समरूपता का भी उल्लंघन करते हैं। उदाहरण के लिए, इनमें से कुछ सिद्धांत अन्यथा-सामान्य बातचीत में सूक्ष्म विषमता का अनुमान लगाते हैं जो कि LHC के कणों की तरह के कणों को शामिल करता है।
बेशक, ये काल्पनिक विचार विदेशी, जटिल और परीक्षण के लिए बहुत कठिन हैं। और कई मामलों में, हम निश्चित रूप से निश्चित नहीं हैं कि हम क्या देख रहे हैं।
समस्या यह है कि जब हम जानते हैं कि कण संसार की हमारी वर्तमान अवधारणा, जिसे मानक मॉडल कहा जाता है, अधूरी है, हम नहीं जानते कि इसके प्रतिस्थापन की तलाश कहाँ है। कई भौतिकविदों ने आशा व्यक्त की कि एलएचसी कुछ प्रकट करेगा - एक नया कण, एक नई बातचीत, कुछ भी - जो हमें कुछ नए और रोमांचक की ओर इंगित करेगा, लेकिन अभी तक वे सभी खोजें विफल रही हैं।
मानक मॉडल (सुपरसिमेट्री की तरह) से आगे के लिए पूर्व-धावक के कई सिद्धांतों को धीरे-धीरे खारिज किया जा रहा है। यह वह जगह है जहाँ समानता-समरूपता उल्लंघन काम में आ सकता है।
स्टैंडर्ड मॉडल के लगभग सभी सामान्य काल्पनिक विस्तार में यह सीमा शामिल है कि केवल कमजोर परमाणु बल समता समरूपता का उल्लंघन करता है। (यह मॉडल के मूल गणित में बेक किया गया है, अगर आप सोच रहे थे कि यह कैसे काम करता है।) इसका मतलब है कि सुपरसिमेट्री, एक्सियन और लेप्टोक्वार्क्स जैसी अवधारणाएं इस समरूपता को बिल्कुल उसी जगह तोड़ती रहती हैं, जहां यह है, और कहीं नहीं है।
लेकिन देखो, दोस्तों, अगर ये सामान्य एक्सटेंशन बाहर नहीं पनप रहे हैं, तो शायद यह समय हमारे क्षितिज को व्यापक बनाने का है।
पीलिंग बैक समता
उस कारण से, शोधकर्ताओं की एक टीम ने एलएचसी में कॉम्पैक्ट मून सोलेनॉइड (सीएमएस) द्वारा जारी किए गए डेटा के एक कैश में समता उल्लंघन के लिए खोज की; उन्होंने 29 अप्रैल को प्रकाशित एक अध्ययन में अपने परिणामों को विस्तृत रूप से छापा सर्वर arXiv पर प्रकाशित किया। यह एक बहुत मुश्किल खोज थी, क्योंकि LHC वास्तव में समता के उल्लंघन की तलाश के लिए स्थापित नहीं है। लेकिन शोधकर्ताओं ने चतुराई से अन्य कणों के बीच बातचीत में बचे हुए की जांच करके इसे करने का एक तरीका निकाला।
परिणाम: समता उल्लंघन का कोई संकेत नहीं मिला। स्टैंडर्ड मॉडल (फिर से) के लिए हुर्रे। यद्यपि यह एक निराशाजनक बात है कि इस शोध ने भौतिकी के एक नए मोर्चे को नहीं खोला, यह भविष्य की खोजों को स्पष्ट करने में मदद करेगा। यदि हम खोज करते रहते हैं और फिर भी कमजोर परमाणु बल के बाहर समानता के उल्लंघन के लिए कोई सबूत नहीं देते हैं, तो हम जानते हैं कि मानक मॉडल से परे जो भी झूठ हैं, उनमें कुछ गणितीय संरचनाएं होनी चाहिए जैसे कि मुख्य सिद्धांत और केवल कमजोर परमाणु बल की अनुमति देता है दर्पण में अलग दिखना।
