एंटीमैटर का सबसे सटीक माप अभी तक हम क्यों अस्तित्व के रहस्य को गहराते हैं

वैज्ञानिकों ने अभी तक एंटीमैटर का सबसे सटीक माप किया है, और परिणाम केवल जीवन के रहस्य को गहरा करते हैं, ब्रह्मांड, और इसमें सब कुछ मौजूद है।

नए माप से पता चलता है कि, सटीकता, एंटीमैटर और द्रव्य के अविश्वसनीय रूप से उच्च स्तर पर पहचान के साथ व्यवहार होता है।

फिर भी वे नए माप भौतिकी के सबसे बड़े सवालों में से एक का जवाब नहीं दे सकते हैं: क्यों, अगर बिग बैंग के दौरान समान भागों का मामला और एंटीमैटर का गठन किया गया था, तो क्या हमारा ब्रह्मांड आज पदार्थ से बना है?

संतुलन में ब्रह्मांड

हमारा ब्रह्मांड विरोधों के संतुलन पर आधारित है। प्रत्येक प्रकार के "सामान्य" कण के लिए, पदार्थ से बने, एक ही द्रव्यमान का एक संयुग्मक एंटीपार्टिकल होता है जिसमें एक ही समय में विपरीत विद्युत चार्ज होता है। इलेक्ट्रॉनों ने एंटीलेरोन, या पॉज़िट्रॉन का विरोध किया है; प्रोटॉन में एंटीप्रोटोन होते हैं; और इसी तरह।

जब पदार्थ और एंटीमैटर कण मिलते हैं, हालांकि, वे एक-दूसरे को नष्ट कर देते हैं, जिससे केवल बचे हुए ऊर्जा को पीछे छोड़ दिया जाता है। भौतिकविदों का मानना ​​है कि बिग बैंग द्वारा बनाए गए पदार्थ और एंटीमैटर के बराबर मात्रा में होना चाहिए था, और प्रत्येक ने दूसरे के पारस्परिक विनाश को सुनिश्चित किया होगा, जिससे जीवन के निर्माण ब्लॉकों (या कुछ भी, वास्तव में) के एक बच्चे को ब्रह्मांड से बाहर कर दिया जाएगा। फिर भी यहाँ हम एक ब्रह्मांड में हैं, जो लगभग पूरी तरह से बना हुआ है।

लेकिन यहाँ किकर है: हम किसी भी प्राइमरी एंटीमैटर के बारे में नहीं जानते हैं जिसने इसे बिग बैंग से बाहर किया है। तो क्यों - अगर एंटीमैटर और पदार्थ एक ही तरह से व्यवहार करते हैं - क्या एक प्रकार का मामला बिग बैंग से बच गया और दूसरा नहीं?

उस सवाल का जवाब देने के सर्वोत्तम तरीकों में से एक है, पदार्थ के मूलभूत गुणों को मापना और उसके एंटीमैटर को यथासंभव सटीक रूप से संयोजित करना और उन परिणामों की तुलना करना, जापान के वाको में रिकेन में एक भौतिक विज्ञानी स्टीफन उल्मर ने कहा, जो नए में शामिल नहीं थे। अनुसंधान. अगर पदार्थ के गुणों और सहसंबद्ध एंटीमैटर गुणों के बीच थोड़ा सा विचलन है, तो यह भौतिकी के सबसे बड़े व्होडुनिट को सुलझाने के लिए पहला सुराग हो सकता है। (2017 में, वैज्ञानिकों ने जिस तरह से कुछ एंटीमैटर पार्टनर्स व्यवहार करते हैं, उसमें कुछ मामूली अंतर पाया, लेकिन परिणाम एक खोज के रूप में गिनने के लिए सांख्यिकीय रूप से बहुत मजबूत नहीं थे।)

लेकिन अगर वैज्ञानिक एंटीमैटर में हेरफेर करना चाहते हैं, तो उन्हें श्रमसाध्य रूप से इसे बनाना होगा। हाल के वर्षों में, कुछ भौतिकविदों ने एंटीहाइड्रोजेन, या हाइड्रोजन के एंटीमैटर समकक्ष का अध्ययन करने के लिए लिया है, क्योंकि हाइड्रोजन "है, जिसे हम ब्रह्मांड में सबसे अच्छी तरह से समझते हैं," डेनमार्क के आर्यस विश्वविद्यालय के एक भौतिक विज्ञानी सह-लेखक जेफरी हैंगस्ट ने लाइव साइंस को बताया। । एंटीहाइड्रोजेन बनाने में आमतौर पर 50,000 एंटीहाइड्रोजेन परमाणुओं का उत्पादन करने के लिए 3 मिलियन पॉज़िट्रॉन के साथ 90,000 एंटीप्रोटोन को मिलाया जाता है, जिनमें से केवल 20 को 11 इंच लंबे (28 सेंटीमीटर) बेलनाकार ट्यूब में मैग्नेट के साथ आगे के अध्ययन के लिए पकड़ा जाता है।

अब, जर्नल नेचर में आज (4 अप्रैल) को प्रकाशित एक नए अध्ययन में, हैंगस्ट की टीम ने एक अभूतपूर्व मानक हासिल किया है: उन्होंने एंटीहाइड्रोजेन का सबसे सटीक माप लिया है - या किसी भी प्रकार का एंटीमैटर - आज तक। एंटीहाइड्रोजेन के 15,000 परमाणुओं में (ऐसा लगता है कि उक्त मिश्रण प्रक्रिया कुछ 750 बार होती है), उन्होंने प्रकाश की आवृत्ति का अध्ययन किया जब वे एक कम ऊर्जा अवस्था से उच्चतर स्थान पर छलांग लगाते हैं।

शोधकर्ताओं के मापन से पता चला कि एंटीहाइड्रोजेन परमाणुओं के ऊर्जा स्तर, और अवशोषित प्रकाश की मात्रा, उनके हाइड्रोजन समकक्षों के साथ सहमत हुए, प्रति ट्रिलियन 2 भागों की सटीकता के साथ, नाटकीय रूप से प्रति अरब भागों के क्रम पर पिछले माप परिशुद्धता में सुधार हुआ।

"यह बहुत दुर्लभ है कि प्रयोगवादी 100 के कारक द्वारा परिशुद्धता बढ़ाने का प्रबंधन करते हैं," उलेमर ने लाइव साइंस को बताया। वह सोचता है कि, अगर हैंगस्ट की टीम ने अतिरिक्त 10 से 20 वर्षों तक काम जारी रखा, तो वे 1,000 के एक और कारक द्वारा हाइड्रोजन स्पेक्ट्रोस्कोपी परिशुद्धता के अपने स्तर को बढ़ाने में सक्षम होंगे।

हैंगस्ट के लिए - यूरोपीय संगठन परमाणु अनुसंधान (सर्न) में अल्फा सहयोग के प्रवक्ता, जिन्होंने इन परिणामों का उत्पादन किया - इस उपलब्धि को बनाने में दशकों थे।

एंटीमैटर को फंसाना और पकड़ना एक बड़ी उपलब्धि थी, हैंगस्ट ने कहा।

"बीस साल पहले, लोगों ने सोचा कि ऐसा कभी नहीं होगा," उन्होंने कहा। "यह एक प्रायोगिक टूर डी बल है जो ऐसा करने में सक्षम है।"

नए परिणाम बहुत प्रभावशाली हैं, CERN के भौतिक विज्ञानी माइकल डोसर जो काम में शामिल नहीं थे, ने एक ईमेल में लाइव साइंस को बताया।

डॉस ने कहा, "इस माप के लिए फंसे हुए परमाणुओं की संख्या (15,000) केवल कुछ साल पहले के अपने रिकॉर्ड में भारी सुधार है।"

तो एंटीमैटर का सबसे सटीक माप भी हमें क्या बताता है? खैर, दुर्भाग्य से, हम पहले से ही बहुत अधिक नहीं जानते थे। जैसा कि अपेक्षित था, हाइड्रोजन और एंटीहाइड्रोजेन - पदार्थ और एंटीमैटर - समान रूप से व्यवहार करते हैं। अब, हम सिर्फ यह जानते हैं कि वे प्रति ट्रिलियन भागों के माप में समान हैं। हालांकि, उलेमर ने कहा कि 2-भागों-प्रति-ट्रिलियन माप इस संभावना से इंकार नहीं करता है कि दो प्रकार के पदार्थ के बीच कुछ सटीक रूप से अधिक सटीक स्तर पर विचलन कर रहा है जो इस प्रकार अब तक मापित है।

हैंगस्ट के लिए, वह इस सवाल का जवाब देने से कम चिंतित हैं कि हमारे ब्रह्मांड का अस्तित्व क्यों है क्योंकि यह एंटीमैटर के बिना करता है - जिसे वह "हाथी को कमरे में" कहते हैं। इसके बजाय, वह और उसका समूह और भी अधिक सटीक माप करने पर ध्यान केंद्रित करना चाहते हैं, और यह खोज करना कि एंटीमैटर गुरुत्वाकर्षण के साथ कैसे प्रतिक्रिया करता है - क्या यह सामान्य पदार्थ की तरह नीचे गिरता है, या यह गिर सकता है?

और हैंगस्ट को लगता है कि 2018 के अंत से पहले रहस्य को सुलझाया जा सकता है, जब CERN अपग्रेड के लिए दो साल के लिए बंद हो जाएगा। "हमारे पास हमारी आस्तीन के ऊपर अन्य चालें हैं," उन्होंने कहा। "बने रहें।"