मानक मॉडल के लिए एक और जीत हासिल करें, उल्लेखनीय रूप से सफल सिद्धांत जो यह बताता है कि सभी ज्ञात मूलभूत कण कैसे बातचीत करते हैं।
भौतिकविदों ने सबसे सटीक माप अभी तक बना दिया है कि कमजोर बल कितनी मजबूत है - प्रकृति के चार मौलिक बलों में से एक - प्रोटॉन पर कार्य करता है।
जर्नल नेचर में आज (9 मई) प्रकाशित किए गए परिणाम, मानक मॉडल की भविष्यवाणी करते हैं, सिद्धांत में किंक को खोजने और नए भौतिकी की खोज करने के प्रयासों के लिए एक और झटका है जो यह बता सकता है कि डार्क मैटर और डार्क एनर्जी क्या हैं ।
इसकी जीत के बावजूद, स्टैंडर्ड मॉडल अधूरा है। यह डार्क मैटर और डार्क एनर्जी की व्याख्या नहीं करता है, जो एक साथ मिलकर ब्रह्मांड का 95 प्रतिशत से अधिक हिस्सा बना सकते हैं और फिर भी इसे प्रत्यक्ष रूप से कभी नहीं देखा जा सकता। न ही सिद्धांत गुरुत्वाकर्षण को शामिल करता है या समझाता है कि ब्रह्मांड में एंटीमैटर से अधिक पदार्थ क्यों हैं।
मानक मॉडल का परीक्षण
एक अधिक संपूर्ण सिद्धांत की ओर एक तरीका यह है कि मानक मॉडल कमजोर बल के बारे में क्या कहता है, यह जांचने के लिए, जो रेडियोधर्मी क्षय के लिए जिम्मेदार है, जो परमाणु प्रतिक्रियाओं को सक्षम करता है जो सूर्य को चमकते रहते हैं और परमाणु ऊर्जा संयंत्रों को चलाते हैं। कमजोर बल की परस्पर क्रिया की शक्ति एक कण के तथाकथित कमजोर आवेश पर निर्भर करती है, जिस प्रकार विद्युत चुम्बकीय बल विद्युत आवेश पर निर्भर करता है और गुरुत्वाकर्षण द्रव्यमान पर निर्भर करता है।
वर्जीनिया के जेफरसन नेशनल एक्सिलरेटर फैसिलिटी के भौतिक विज्ञानी और क्यू-कमजोर प्रयोग के लिए ग्रेग स्मिथ ने कहा, "हम उम्मीद कर रहे थे कि यह स्टैंडर्ड मॉडल में दरार को खोजने का एक रास्ता है।"
शोधकर्ताओं ने प्रोटॉन के एक पूल में इलेक्ट्रॉनों के बीम को नष्ट कर दिया। इलेक्ट्रॉनों के स्पिन बीम के साथ या तो समानांतर या विरोधी-समानांतर थे। प्रोटॉन के साथ टकराने पर, इलेक्ट्रॉन बिखर जाएंगे, ज्यादातर विद्युत चुम्बकीय बल को शामिल करने के कारण। लेकिन हर 10,000 या 100,000 बिखरने के लिए, स्मिथ ने कहा, एक कमजोर बल के माध्यम से हुआ।
विद्युत चुम्बकीय बल के विपरीत, कमजोर बल दर्पण समरूपता, या समता का पालन नहीं करता है, क्योंकि भौतिक विज्ञानी इसे कहते हैं। इसलिए, जब विद्युत चुम्बकीय बल के माध्यम से बातचीत करते हैं, तो इलेक्ट्रॉन अपनी स्पिन दिशा की परवाह किए बिना उसी तरह से बिखरता है। लेकिन जब कमजोर बल के माध्यम से बातचीत की जाती है, तो इलेक्ट्रॉन के बिखरने की संभावना कभी-कभार इस बात पर निर्भर करती है कि स्पिन समानांतर है या विरोधी समानांतर, जो इलेक्ट्रॉन यात्रा कर रहा है।
प्रयोग में, किरण समानांतर और विरोधी-समानांतर स्पिन के साथ इलेक्ट्रॉनों के बीच बारी-बारी से एक सेकंड में लगभग 1,000 बार घूमती है। शोधकर्ताओं ने पाया कि बिखरने की संभावना का अंतर केवल 226.5 भागों प्रति बिलियन था, 9.3 बिलियन प्रति बिलियन की सटीकता के साथ। यह पता लगाने के बराबर है कि दो अन्यथा समान माउंट एवरेस्ट एक डॉलर के सिक्के की मोटाई से ऊंचाई में भिन्न हैं - एक मानव बाल की चौड़ाई के नीचे सटीक रूप से।
कनाडा के मैनिटोबा विश्वविद्यालय के भौतिक विज्ञानी पीटर ब्लंडेन ने कहा, "यह सबसे छोटा और सबसे सटीक विषमता है, जिसे प्रोटॉन से ध्रुवीकृत इलेक्ट्रॉनों के बिखरने में मापा जाता है।" माप, उन्होंने कहा, एक प्रभावशाली उपलब्धि है। इसके अलावा, यह दर्शाता है कि, नई भौतिकी के लिए शिकार में, ये अपेक्षाकृत कम ऊर्जा प्रयोग जिनेवा के पास लार्ज हैड्रोन कोलाइडर जैसे शक्तिशाली कण त्वरक के साथ प्रतिस्पर्धा कर सकते हैं, ब्लंडेन ने कहा।
भले ही मानक मॉडल ने कहा कि प्रोटॉन के कमजोर चार्ज बहुत अधिक हो गए हैं, किसी दिन नई भौतिकी खोजने के लिए सभी आशाएं खो नहीं जाती हैं। परिणाम केवल उन नए भौतिकी को सीमित कर सकते हैं जो दिख सकते हैं। उदाहरण के लिए, स्मिथ ने कहा, वे इलेक्ट्रॉन-प्रोटॉन इंटरैक्शन से संबंधित घटनाओं को नियंत्रित करते हैं जो 3.5 टेराइलेक्ट्रॉन वोल्ट से नीचे ऊर्जा पर होती हैं।
फिर भी, यह बहुत अधिक रोमांचक था कि उन्हें कुछ नया मिला, स्मिथ ने कहा।
"मैं निराश था," उन्होंने लाइव साइंस को बताया। "मैं कुछ विचलन, कुछ संकेत के लिए उम्मीद कर रहा था। लेकिन अन्य लोगों को राहत मिली कि हम मानक मॉडल से दूर नहीं थे।"
