प्राथमिक कण ब्रह्मांड के सबसे छोटे ज्ञात बिल्डिंग ब्लॉक हैं। उन्हें माना जाता है कि उनके पास कोई आंतरिक संरचना नहीं है, जिसका अर्थ है कि शोधकर्ता उनके बारे में शून्य-आयामी बिंदुओं के रूप में सोचते हैं जो कोई स्थान नहीं लेते हैं। इलेक्ट्रॉनों शायद सबसे परिचित प्राथमिक कण हैं, लेकिन भौतिकी का मानक मॉडल, जो कणों और लगभग सभी बलों की बातचीत का वर्णन करता है, 10 कुल प्राथमिक कणों को पहचानता है।
इलेक्ट्रॉन और संबंधित कण
इलेक्ट्रॉनों परमाणुओं के नकारात्मक चार्ज घटक हैं। जबकि उन्हें शून्य-आयामी बिंदु कण माना जाता है, इलेक्ट्रॉनों को लगातार अस्तित्व में और बाहर झेल रहे अन्य आभासी कणों के एक बादल से घिरा हुआ है, जो अनिवार्य रूप से इलेक्ट्रॉन के हिस्से के रूप में कार्य करता है। कुछ सिद्धांतों ने भविष्यवाणी की है कि इलेक्ट्रॉन में थोड़ा सकारात्मक ध्रुव और थोड़ा नकारात्मक ध्रुव है, जिसका अर्थ है कि आभासी कणों का यह बादल इसलिए थोड़ा विषम होना चाहिए।
यदि ऐसा होता है, तो इलेक्ट्रॉन अपने एंटीमैटर डबल्स, पॉज़िट्रॉन की तुलना में अलग तरह से व्यवहार कर सकते हैं, संभावित रूप से पदार्थ और एंटीमैटर के बारे में कई रहस्यों को समझाते हैं। लेकिन भौतिकविदों ने बार-बार एक इलेक्ट्रॉन के आकार को मापा है और इसे अपने ज्ञान के सर्वश्रेष्ठ के लिए पूरी तरह से गोल पाया है, उन्हें एंटीमैटर के कैंडम के जवाब के बिना छोड़ दिया।
इलेक्ट्रॉन में दो भारी चचेरे भाई हैं, जिन्हें मुऑन और ताऊ कहा जाता है। जब बाहरी अंतरिक्ष से उच्च-ऊर्जा ब्रह्मांडीय किरणें पृथ्वी के वायुमंडल के शीर्ष पर पहुंचती हैं, तो विदेशी कणों की बौछार पैदा करती है। Taus भी दुर्लभ और उत्पादन करने के लिए कठिन हैं, क्योंकि वे इलेक्ट्रॉनों की तुलना में 3,400 गुना अधिक भारी हैं। न्यूट्रिनो, इलेक्ट्रॉन, म्यूऑन और टॉस लेप्टान नामक मूलभूत कणों की एक श्रेणी बनाते हैं।
क्वार्क्स और उनकी विचित्रता
क्वार्क, जो प्रोटॉन और न्यूट्रॉन बनाते हैं, एक अन्य प्रकार के मूलभूत कण हैं। लेप्टन के साथ मिलकर क्वार्क्स उस पदार्थ को बनाते हैं जिसे हम पदार्थ समझते हैं।
एक बार, वैज्ञानिकों का मानना था कि परमाणु सबसे छोटी संभव वस्तुएं थीं; यह शब्द ग्रीक "एटमॉस" से आया है, जिसका अर्थ है "अविभाज्य।" 20 वीं शताब्दी के मोड़ के आसपास, परमाणु नाभिक को प्रोटॉन और न्यूट्रॉन से मिलकर दिखाया गया था। फिर, 1950 और 60 के दशक में, कण त्वरक, विदेशी उपपरमाण्विक कणों, जैसे कि पियोन और कांस, की एक बीवी का खुलासा करते रहे।
1964 में, भौतिकविदों मुर्रे गेल-मान और जॉर्ज ज़्विग ने स्वतंत्र रूप से एक मॉडल का प्रस्ताव किया था, जो कैलिफोर्निया में एसएलएसी नेशनल एक्सेलेरेटर प्रयोगशाला से एक ऐतिहासिक रिपोर्ट के अनुसार, प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और कण कण के बाकी हिस्सों के आंतरिक कामकाज की व्याख्या कर सकता है। प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के अंदर रहने वाले क्वार्क नामक छोटे कण होते हैं, जो छह संभावित प्रकारों या स्वादों में आते हैं: ऊपर, नीचे, अजीब, आकर्षण, नीचे और ऊपर।
प्रोटॉन दो अप क्वार्क और एक डाउन क्वार्क से बने होते हैं, जबकि न्यूट्रॉन दो डाउन और एक अप से बने होते हैं। ऊपर और नीचे क्वार्क सबसे हल्की किस्में हैं। क्योंकि अधिक-विशाल कण कम विशाल वाले में क्षय करते हैं, अप और डाउन क्वार्क भी ब्रह्मांड में सबसे आम हैं; इसलिए, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन हमारे द्वारा ज्ञात अधिकांश मामले बनाते हैं।
1977 तक, भौतिकविदों ने प्रयोगशाला में ऊपर, नीचे, अजीब, आकर्षण और नीचे छः क्वार्कों में से पांच को अलग कर दिया था - लेकिन यह 1995 तक नहीं था कि इलिनोइस में फ़र्मिलाब नेशनल एक्सेलेरेटर प्रयोगशाला के शोधकर्ताओं ने अंतिम क्वार्क, शीर्ष क्वार्क पाया। इसकी खोज हिग्स बोसोन के लिए बाद के शिकार के रूप में तीव्र थी। शीर्ष क्वार्क का उत्पादन करना इतना कठिन था क्योंकि यह क्वार्क की तुलना में लगभग 100 ट्रिलियन गुना भारी है, जिसका अर्थ है कि इसे कण त्वरक में बनाने के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
प्रकृति के मूलभूत कण
फिर प्रकृति की चार मूलभूत ताकतें हैं: विद्युत चुंबकत्व, गुरुत्वाकर्षण और मजबूत और कमजोर परमाणु बल। इनमें से प्रत्येक में एक संबद्ध मौलिक कण होता है।
फोटोन सबसे प्रसिद्ध हैं; वे विद्युत चुम्बकीय बल ले जाते हैं। ग्लून्स मजबूत परमाणु बल ले जाते हैं और प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के अंदर क्वार्क के साथ रहते हैं। कमजोर बल, जो कुछ परमाणु प्रतिक्रियाओं की मध्यस्थता करता है, दो मूलभूत कणों, डब्ल्यू और जेड बोसोन द्वारा किया जाता है। न्यूट्रिनोस, जो केवल कमजोर बल और गुरुत्वाकर्षण को महसूस करते हैं, इन बोसोन के साथ बातचीत करते हैं, और इसलिए भौतिक विज्ञानी पहले CERN के अनुसार, न्यूट्रिनोस का उपयोग करके अपने अस्तित्व के लिए सबूत प्रदान करने में सक्षम थे।
गुरुत्वाकर्षण यहाँ एक बाहरी व्यक्ति है। इसे स्टैंडर्ड मॉडल में शामिल नहीं किया गया है, हालांकि भौतिकविदों को संदेह है कि इसमें एक संबद्ध मूलभूत कण हो सकता है, जिसे ग्रेविटॉन कहा जाएगा। यदि ग्रैविटॉन मौजूद हैं, तो उन्हें जिनेवा, स्विट्जरलैंड में लार्ज हैड्रोन कोलाइडर (एलएचसी) में बनाना संभव हो सकता है, लेकिन वे तेजी से अतिरिक्त आयामों में गायब हो जाएंगे, जहां वे सर्न के अनुसार एक खाली क्षेत्र को छोड़ देंगे। अब तक, एलएचसी ने गुरुत्वाकर्षण या अतिरिक्त आयामों का कोई सबूत नहीं देखा है।
मायावी हिग्स बोसोन
अंत में, प्राथमिक कणों का राजा हिग्स बोसोन है, जो अन्य सभी कणों को उनके द्रव्यमान देने के लिए जिम्मेदार है। स्टैंडर्ड मॉडल की अपनी सूची को पूरा करने का प्रयास करने वाले वैज्ञानिकों के लिए हिग्स के लिए शिकार एक बड़ा प्रयास था। जब हिग्स को अंततः देखा गया, 2012 में, भौतिकविदों ने आनन्दित किया, लेकिन परिणामों ने उन्हें एक कठिन स्थान पर छोड़ दिया।
हिग्स देखने में काफी हद तक ठीक वैसा ही लग रहा था जैसा कि देखने के लिए भविष्यवाणी की गई थी, लेकिन वैज्ञानिक अधिक उम्मीद कर रहे थे। मानक मॉडल को अपूर्ण माना जाता है; उदाहरण के लिए, इसमें गुरुत्वाकर्षण का वर्णन नहीं है, और शोधकर्ताओं ने सोचा कि हिग्स खोजने से उन अन्य सिद्धांतों को इंगित करने में मदद मिलेगी जो मानक मॉडल को प्रभावित कर सकते हैं। लेकिन अब तक, वे उस खोज में खाली हो गए हैं।
अतिरिक्त साधन:
