न्यूट्रिनो क्या हैं?

न्यूट्रीनो मायावी उपपरमाण्विक कण हैं जो विभिन्न प्रकार की परमाणु प्रक्रियाओं में निर्मित होते हैं। उनका नाम, जिसका अर्थ है "थोड़ा तटस्थ एक", इस तथ्य को संदर्भित करता है कि वे कोई विद्युत प्रभार नहीं लेते हैं। ब्रह्मांड में चार मौलिक बलों में से, न्यूट्रिनोस केवल दो के साथ बातचीत करते हैं - गुरुत्वाकर्षण और कमजोर बल, जो परमाणुओं के रेडियोधर्मी क्षय के लिए जिम्मेदार है। लगभग कोई द्रव्यमान नहीं होने के कारण, वे लगभग प्रकाश की गति से ब्रह्मांड के माध्यम से ज़िप करते हैं।

अनगिनत बैंग न्युट्रीनो बिग बैंग के बाद एक दूसरे के अस्तित्व में आ गए। और हर समय नए न्यूट्रिनो बनाए जाते हैं: सुपरनोवा के विस्फोटक पतन के दौरान और रेडियोधर्मी तत्वों के क्षय होने पर, तारों के परमाणु दिलों में, पृथ्वी पर कण त्वरक और पृथ्वी पर परमाणु रिएक्टरों में। इसका मतलब है कि कनेक्टिकट के येल विश्वविद्यालय के भौतिक विज्ञानी कार्स्टन हेगर के अनुसार, ब्रह्मांड में प्रोटॉन की तुलना में औसतन 1 बिलियन गुना अधिक न्यूट्रिनो हैं।

उनकी सर्वव्यापकता के बावजूद, न्यूट्रीनो मुख्य रूप से भौतिकविदों के लिए एक रहस्य बने हुए हैं क्योंकि कणों को पकड़ना बहुत कठिन है। न्युट्रीनो अधिकांश पदार्थ के माध्यम से प्रवाहित करते हैं जैसे कि वे प्रकाश किरणें थीं जो एक पारदर्शी खिड़की से गुजर रही थीं, जो कि अस्तित्व में बाकी सब चीजों के साथ बातचीत कर रही थीं। लगभग 100 बिलियन न्यूट्रिनो इस समय आपके शरीर के हर वर्ग सेंटीमीटर से गुजर रहे हैं, हालांकि आप एक चीज महसूस नहीं करेंगे।

अदृश्य कणों की खोज

न्यूट्रीनो को पहली बार एक वैज्ञानिक पहेली के उत्तर के रूप में प्रस्तुत किया गया था। 19 वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में, शोधकर्ता बीटा क्षय के रूप में ज्ञात एक घटना पर हैरान थे, जिसमें एक परमाणु के अंदर का नाभिक अनायास एक इलेक्ट्रॉन का उत्सर्जन करता है। बीटा क्षय दो मूलभूत भौतिक नियमों का उल्लंघन करता प्रतीत हुआ: ऊर्जा का संरक्षण और संवेग का संरक्षण। बीटा क्षय में, कणों के अंतिम विन्यास में बहुत कम ऊर्जा थी, और प्रोटॉन इलेक्ट्रॉन की विपरीत दिशा में खटखटाने के बजाय स्थिर खड़ा था। यह 1930 तक नहीं था कि भौतिक विज्ञानी वोल्फगैंग पाउली ने विचार का प्रस्ताव दिया कि एक अतिरिक्त कण नाभिक से बाहर उड़ सकता है, इसके साथ लापता ऊर्जा और गति होती है।

"मैंने एक भयानक काम किया है। मैंने एक कण को ​​पोस्ट किया है जिसका पता नहीं लगाया जा सकता है," पाउली ने एक दोस्त से कहा, इस तथ्य का जिक्र करते हुए कि उसका परिकल्पित न्यूट्रिनो इतना भूतिया था कि यह मुश्किल से किसी भी चीज के साथ बातचीत करेगा और कोई द्रव्यमान नहीं होगा। ।

एक चौथाई सदी से भी अधिक बाद में, भौतिकविदों क्लाइड कोवान और फ्रेडरिक राइनस ने न्यूट्रिनो डिटेक्टर का निर्माण किया और इसे दक्षिण कैरोलिना के परमाणु सवाना नदी बिजली संयंत्र में परमाणु रिएक्टर के बाहर रख दिया। उनके प्रयोग ने रिएक्टर से उड़ने वाले न्यूट्रिनों के सैकड़ों खरबों में से कुछ को छीनने में कामयाबी हासिल की और कोवान और रीन्स ने अपनी पुष्टि की सूचना देने के लिए गर्व से पाउली को टेलीग्राम भेजा। 1995 में भौतिकी में नोबेल पुरस्कार जीतने के लिए रईस आगे बढ़ेगा - तब तक कोवान की मृत्यु हो चुकी थी।

लेकिन तब से, न्यूट्रिनो ने वैज्ञानिकों की अपेक्षाओं को लगातार परिभाषित किया है।

सूर्य पृथ्वी पर बमबारी करने वाले न्यूट्रिनो की भारी संख्या में उत्पादन करता है। 20 वीं शताब्दी के मध्य में, शोधकर्ताओं ने इन न्यूट्रिनो की खोज के लिए डिटेक्टरों का निर्माण किया, लेकिन उनके प्रयोगों ने एक विसंगति दिखाते हुए, केवल एक-तिहाई न्यूट्रिनो का पता लगाया था जिनकी भविष्यवाणी की गई थी। या तो सूर्य के खगोलविदों के मॉडल के साथ कुछ गलत था, या कुछ अजीब चल रहा था।

भौतिकविदों ने अंततः महसूस किया कि न्यूट्रिनो संभवतः तीन अलग-अलग स्वादों या प्रकारों में आते हैं। साधारण न्यूट्रिनो को इलेक्ट्रान न्यूट्रिनो कहा जाता है, लेकिन दो अन्य स्वाद भी मौजूद हैं: एक म्यूऑन न्यूट्रिनो और एक ताऊ न्यूट्रिनो। चूंकि वे सूर्य और हमारे ग्रह के बीच की दूरी से गुजरते हैं, न्यूट्रिनो इन तीन प्रकारों के बीच दोलन कर रहे हैं, यही कारण है कि उन शुरुआती प्रयोगों - जिन्हें केवल एक स्वाद की खोज के लिए डिज़ाइन किया गया था - उनकी कुल संख्या का दो-तिहाई गायब होना।

लेकिन केवल ऐसे कण जो द्रव्यमान रखते हैं वे इस दोलन से गुजर सकते हैं, पहले के विचारों का खंडन करते हुए कि न्यूट्रिनो व्यापक थे। हालांकि वैज्ञानिकों को अभी भी सभी तीन न्यूट्रिनो के सटीक द्रव्यमान का पता नहीं है, प्रयोगों ने निर्धारित किया है कि उनमें से सबसे भारी इलेक्ट्रॉन के द्रव्यमान से कम से कम 0.0000059 गुना छोटा होना चाहिए।

न्यूट्रिनो के लिए नए नियम?

2011 में, इटली में इमल्शन-ट्रैकिंग अप्लायन्सेज (ओपीईआरए) प्रयोग के साथ दोलन परियोजना के शोधकर्ताओं ने घोषणा करके दुनिया भर में सनसनी पैदा कर दी कि उन्होंने न्यूट्रिनो को प्रकाश की गति की तुलना में तेजी से यात्रा करने का पता लगाया है - एक माना असंभव उद्यम। हालांकि मीडिया में व्यापक रूप से रिपोर्ट की गई, लेकिन परिणामों का वैज्ञानिक समुदाय से बहुत संदेह के साथ स्वागत किया गया। एक साल से भी कम समय के बाद, भौतिकविदों ने महसूस किया कि दोषपूर्ण वायरिंग ने प्रकाश की तुलना में अधिक तेज़ खोज की थी, और न्यूट्रिनो ब्रह्मांड-विधायी कणों के दायरे में वापस चले गए।

लेकिन वैज्ञानिकों को अभी भी न्यूट्रिनो के बारे में बहुत कुछ सीखना है। हाल ही में, शिकागो के पास फर्मी नेशनल एक्सेलेरेटर प्रयोगशाला (फ़र्मिलाब) में मिनी बूस्टर न्यूट्रिनो एक्सपेरिमेंट (MiniBooNE) के शोधकर्ताओं ने सम्मोहक साक्ष्य प्रदान किए हैं कि उन्होंने एक नए प्रकार के न्यूट्रिनो का पता लगाया है, जिसे बाँझ न्यूट्रिनो कहा जाता है। इस तरह की खोज पहले तरल विसंगति न्यूट्रिनो डिटेक्टर (एलएसएनडी) में देखी गई एक विसंगति है, जो न्यू मैक्सिको में लॉस अलामोस नेशनल लेबोरेटरी में एक प्रयोग है। बाँझ न्यूट्रिनो सभी ज्ञात भौतिकी को बनाएंगे क्योंकि वे मानक मॉडल के रूप में नहीं जाने जाते हैं, एक ऐसा ढांचा जो गुरुत्वाकर्षण को छोड़कर लगभग सभी ज्ञात कणों और बलों को समझाता है।

ड्यूक यूनिवर्सिटी के कण भौतिक विज्ञानी केट शोलबर्ग ने कहा कि अगर मिनीबॉइन के नए परिणाम सामने आते हैं, तो यह बहुत बड़ा होगा; यह मानक मॉडल से परे है; नए कणों की आवश्यकता होगी।