अजीब न्युट्रीनो अभी तक मैटर की विशाल पहेली को स्पष्ट नहीं कर सकता है

इटली में एक पहाड़ के नीचे गहरे, ज्ञात ब्रह्मांड के सबसे ठंडे घन मीटर में, वैज्ञानिक इस बात के सबूत के लिए शिकार कर रहे हैं कि न्यूट्रिनो नामक भूतिया कण उनके एंटीमैटर पार्टनर के रूप में काम करते हैं। इन शोधकर्ताओं ने जो पाया वह ब्रह्मांड में द्रव्य और एंटीमैटर के असंतुलन की व्याख्या कर सकता है।

अब तक, वे खाली हाथ आए हैं।

इटली के ग्रैन सैसो में CUORE (क्रायोजेनिक अंडरग्राउंड ऑब्जर्वेटरी फॉर रेयर इवेंट्स) के पहले दो महीनों के नवीनतम नतीजे, न्यूट्रिनोस साबित करने वाली प्रक्रिया का कोई संकेत नहीं दिखाते हैं, जो कि ब्रह्मांडीय विकिरण द्वारा उत्पन्न होती हैं, उनके अपने एंटीमैटर पार्टनर हैं। इसका मतलब है कि अगर प्रक्रिया होती है, तो ऐसा बहुत कम होता है कि यह हर 10 सेप्टिलियन (10 ^ 25) वर्षों में एक बार होता है।

इस प्रयोग का अंतिम लक्ष्य ब्रह्मांड की सबसे स्थायी पहेलियों में से एक को हल करना है, और एक यह है कि हमें यहां भी नहीं होना चाहिए। यह पहेली मौजूद है क्योंकि सैद्धांतिक बिग बैंग - जिसमें एक छोटी सी विलक्षणता को 13.8 बिलियन या इतने वर्षों में ब्रह्माण्ड बनाने के लिए फुलाया गया है - जिसके परिणामस्वरूप ब्रह्मांड में 50 प्रतिशत पदार्थ और 50 प्रतिशत एंटीमैटर होना चाहिए।

जब पदार्थ और एंटीमैटर मिलते हैं, तो वे एक-दूसरे को नगण्य करते हैं और नष्ट कर देते हैं।

लेकिन आज हम ऐसा नहीं देख रहे हैं। इसके बजाय, हमारा ब्रह्मांड ज्यादातर मामला है, और वैज्ञानिक यह पता लगाने के लिए संघर्ष कर रहे हैं कि सभी एंटीमैटर का क्या हुआ।

यहीं से न्युट्रीनो आते हैं।

न्यूट्रिनो क्या हैं?

न्यूट्रिनोस छोटे प्राथमिक कण होते हैं जिनमें व्यावहारिक रूप से कोई द्रव्यमान नहीं होता है। प्रत्येक एक परमाणु से छोटा है, लेकिन वे प्रकृति के सबसे प्रचुर कणों में से कुछ हैं। भूतों की तरह, वे लोगों और दीवारों के माध्यम से किसी को भी (यहां तक ​​कि न्यूट्रिनो) को देख सकते हैं।

अधिकांश प्राथमिक कणों में एक अजीब एंटीमैटर समकक्ष होता है, जिसे एंटीपार्टिकल कहा जाता है, जिसका द्रव्यमान अपने सामान्य-पदार्थ के साथी के समान होता है लेकिन विपरीत चार्ज होता है। लेकिन न्यूट्रिनो अपने आप में थोड़े अजीब होते हैं, ऐसे में उनके पास शायद ही कोई द्रव्यमान होता है, और वे चरित्रहीन होते हैं। इसलिए, भौतिकविदों ने कहा है, वे अपने स्वयं के एंटीपार्टिकल्स हो सकते हैं।

जब एक कण अपने स्वयं के एंटीपार्टिकल के रूप में कार्य करता है, तो इसे एक मेजराना कण कहा जाता है।

सैद्धांतिक भौतिकविद् साबिन ने कहा, "वर्तमान में जो सिद्धांत हैं, वे केवल हमें बताते हैं कि न्यूट्रिनों उस मेजराना प्रकार के हैं या नहीं। और यह बहुत दिलचस्प बात है, क्योंकि हम पहले से ही जानते हैं कि हम न्यूट्रिनो के बारे में कुछ याद कर रहे हैं।" जर्मनी में फ्रैंकफर्ट इंस्टीट्यूट फॉर एडवांस स्टडीज के एक साथी होसेनफेलर ने लाइव साइंस को बताया। होसेनफेलर, जो CUORE का हिस्सा नहीं है, न्यूट्रॉन के विचित्र अस्पष्टीकृत विशेषताओं का उल्लेख कर रहा है।

अगर न्यूट्रिनो मेजराना हैं, तो वे पदार्थ और एंटीमैटर के बीच संक्रमण करने में सक्षम होंगे। यदि अधिकांश न्यूट्रिनो ब्रह्माण्ड की स्थापना के समय सामान्य द्रव्य में बदल जाते हैं, तो शोधकर्ताओं ने कहा, इससे यह स्पष्ट हो सकता है कि आज पदार्थ एंटीमैटर से आगे क्यों निकलते हैं - और हम क्यों मौजूद हैं।

घन प्रयोग

एक विशिष्ट प्रयोगशाला में न्यूट्रिनो का अध्ययन करना मुश्किल है, क्योंकि वे शायद ही कभी अन्य मामले के साथ बातचीत करते हैं और यह पता लगाने के लिए बेहद कठिन हैं - अरबों आप हर मिनट के माध्यम से गुजरते हैं। विकिरण के अन्य स्रोतों के अलावा उन्हें बताना भी कठिन है। इसलिए भौतिकविदों को भूमिगत होने की आवश्यकता थी - पृथ्वी की सतह के नीचे लगभग एक मील (1.6 किलोमीटर) - जहां एक विशाल इस्पात क्षेत्र में न्यूक्लियर फ़िनिशर द्वारा संचालित न्यूक्लियर फ़िज़िक्स फॉर न्यूक्लियर फ़िज़िक्स के ग्रान सासो नेशनल लेबोरेटरी द्वारा चलाया जाता है।

यह प्रयोगशाला CUORE प्रयोग का घर है, जो न्यूट्रिनोलस डबल-बीटा क्षय नामक एक प्रक्रिया के प्रमाण की तलाश में है - न्यूट्रिनोस के कहने का एक अन्य तरीका उनके स्वयं के एंटीपार्टिकल्स के रूप में कार्य करता है। एक सामान्य डबल-बीटा क्षय प्रक्रिया में, एक नाभिक सड़ता है और दो इलेक्ट्रॉनों और दो एंटीन्यूट्रिनो का उत्सर्जन करता है। हालांकि, न्यूट्रिनोलस डबल-बीटा क्षय किसी भी एंटीन्यूट्रिनो का उत्सर्जन नहीं करेगा, क्योंकि ये एंटीन्यूट्रिनो अपने स्वयं के एंटीपार्टिकल्स के रूप में काम कर सकते हैं और एक-दूसरे को नष्ट कर देंगे।

इस प्रक्रिया को "देखने" की कोशिश में, भौतिकविदों ने टेल्यूरियम के एक आइसोटोप के रेडियोधर्मी क्षय के दौरान उत्सर्जित ऊर्जा (गर्मी के रूप में) के लिए देखा। यदि न्यूट्रिनोलेस डबल-बीटा क्षय हुआ, तो एक निश्चित ऊर्जा स्तर पर एक शिखर होगा।

इस ऊष्मा ऊर्जा का सटीक पता लगाने और उसे मापने के लिए, शोधकर्ताओं ने ज्ञात ब्रह्मांड में सबसे ठंडे घन मीटर का निर्माण किया। वे इसकी तुलना एक विशाल थर्मामीटर से करते हैं, जिसमें लगभग 1,000 क्रिस्टल टेल्यूरियम डाइऑक्साइड (TeO2) 10 मिली-केल्विन (mK) से संचालित होते हैं, जो कि शून्य से 459.652 डिग्री फ़ारेनहाइट (शून्य से 273.14 डिग्री सेल्सियस) कम है।

जैसा कि रेडियोधर्मी टेल्यूरियम परमाणु क्षय करते हैं, ये डिटेक्टर उस ऊर्जा शिखर की तलाश करते हैं।

शोधकर्ता करस्टन ने कहा, "न्यूट्रिनोस उनके स्वयं के एंटीपार्टिकल्स हैं, यह एक महत्वपूर्ण खोज होगी और हमें कण भौतिकी के सामान्य रूप से स्वीकृत स्टैंडर्ड मॉडल को फिर से लिखने की आवश्यकता होगी। यह हमें बताएगा कि द्रव्यमान के लिए एक नया और अलग तंत्र है," शोध कर्स्टन ने अध्ययन किया। येल यूनिवर्सिटी के प्रोफेसर हेइगर ने लाइव साइंस को बताया।

और यहां तक ​​कि अगर CUORE निश्चित रूप से यह नहीं दिखा सकता है कि न्यूट्रिनो अपने स्वयं के एंटीपार्टिकल है, तो अध्ययन में प्रयुक्त तकनीक के अन्य उपयोग हो सकते हैं, लिंडले विंसलो ने कहा, मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में भौतिकी के सहायक प्रोफेसर और CUORE टीम का हिस्सा हैं।

Winslow ने लाइव को बताया कि यह तकनीक 10 mK की ठंडक को शांत करती है जो कि क्वांटम कंप्यूटिंग के लिए सुपरकंडक्टिंग सर्किट को ठंडा करने के लिए उपयोग की जाती है। क्वांटम कंप्यूटर की अगली पीढ़ी एक CUORE शैली में रह सकती है। आप हमें जल्दी बुला सकते हैं। विज्ञान।