ब्रह्माण्ड को चार मूलभूत बलों द्वारा नियंत्रित किया जाता है: गुरुत्वाकर्षण, विद्युत चुंबकत्व और मजबूत और कमजोर परमाणु बल। ये बल हमारे आस-पास दिखाई देने वाली हर चीज की गति और व्यवहार को चलाते हैं। कम से कम हम जो सोचते हैं। लेकिन पिछले कई वर्षों में एक पांचवें मूलभूत बल के प्रमाण में वृद्धि हुई है। नए शोध ने इस पांचवें बल की खोज नहीं की है, लेकिन यह दर्शाता है कि हम अभी भी इन ब्रह्मांडीय बलों को पूरी तरह से नहीं समझ रहे हैं।
मूलभूत बल कण भौतिकी के मानक मॉडल का एक हिस्सा हैं। यह मॉडल उन सभी विभिन्न क्वांटम कणों का वर्णन करता है जिन्हें हम इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन, एंटीमैटर और जैसे निरीक्षण करते हैं। क्वार्क्स, न्यूट्रिनो और हिग्स बोसोन सभी मॉडल का हिस्सा हैं।
मॉडल में शब्द "बल" एक मिथ्या नाम का एक सा है। मानक मॉडल में, प्रत्येक बल एक प्रकार के वाहक बोसॉन का परिणाम है। इलेक्ट्रोमैग्नेटिज़्म के लिए फोटॉन वाहक बोसॉन हैं। ग्लून्स मजबूत के लिए वाहक बोसॉन हैं, और डब्ल्यू और जेड के रूप में जाना जाने वाला बोसॉन कमजोर लोगों के लिए हैं। गुरुत्वाकर्षण तकनीकी रूप से मानक मॉडल का हिस्सा नहीं है, लेकिन यह माना जाता है कि क्वांटम गुरुत्व में बोसोन है जिसे ग्रेविटोन के रूप में जाना जाता है। हम अभी भी क्वांटम गुरुत्वाकर्षण को पूरी तरह से नहीं समझ रहे हैं, लेकिन एक विचार यह है कि गुरुत्वाकर्षण एक आदर्श सिद्धांत का निर्माण करने के लिए मानक मॉडल के साथ एकजुट हो सकता है (आंत).
हमारे द्वारा खोजा गया हर कण मानक मॉडल का एक हिस्सा है। इन कणों का व्यवहार मॉडल से एकदम सटीक रूप से मेल खाता है। हमने मानक मॉडल से परे कणों की तलाश की है, लेकिन अभी तक हमें कोई भी नहीं मिला है। मानक मॉडल वैज्ञानिक समझ की विजय है। यह क्वांटम भौतिकी का शिखर है।
लेकिन हमने सीखना शुरू कर दिया है कि इसमें कुछ गंभीर समस्याएं हैं।
शुरू करने के लिए, हम अब मानक मॉडल को गुरुत्वाकर्षण के साथ जोड़ नहीं सकते हैं जिस तरह से हमने सोचा था। मानक मॉडल में, मूलभूत बल उच्च ऊर्जा स्तरों पर "एकीकृत" होते हैं। इलेक्ट्रोमैग्नेटिज्म और कमजोर इलेक्ट्रोकेक में संयोजित होते हैं, और इलेक्ट्रोकेक इलेक्ट्रोकेमिकल बल बनने के लिए मजबूत होता है। अत्यंत उच्च ऊर्जाओं पर इलेक्ट्रोन्यूक्लियर और गुरुत्वाकर्षण बलों को एकजुट करना चाहिए। कण भौतिकी में प्रयोगों से पता चला है कि एकीकरण ऊर्जा मेल नहीं खाती है।
अधिक समस्याग्रस्त मामला डार्क मैटर का है। डार्क मैटर को सबसे पहले यह समझाने का प्रस्ताव दिया गया था कि एक आकाशगंगा के बाहरी किनारे पर तारे और गैस गुरुत्वाकर्षण की भविष्यवाणी की तुलना में अधिक तेज़ क्यों चलते हैं। या तो गुरुत्वाकर्षण का हमारा सिद्धांत किसी तरह गलत है, या आकाशगंगाओं में कुछ अदृश्य (गहरा) द्रव्यमान होना चाहिए। पिछले पचास वर्षों में, डार्क मैटर के प्रमाण वास्तव में मजबूत हुए हैं। हमने पाया है कि कैसे डार्क मैटर आकाशगंगाओं को एक साथ जोड़ देता है, कैसे इसे विशेष आकाशगंगाओं में वितरित किया जाता है, और यह कैसे व्यवहार करता है। हम जानते हैं कि यह नियमित रूप से या स्वयं के साथ दृढ़ता से बातचीत नहीं करता है, और यह अधिकांश आकाशगंगाओं में बड़े पैमाने पर द्रव्यमान बनाता है।
लेकिन मानक मॉडल में कोई कण नहीं है जो अंधेरे पदार्थ बना सकता है। यह संभव है कि डार्क मैटर छोटे ब्लैक होल जैसी किसी चीज़ से बना हो, लेकिन खगोलीय डेटा वास्तव में उस विचार का समर्थन नहीं करता है। डार्क मैटर सबसे अधिक संभावना है कि कुछ अभी तक अनदेखे कण से बना है, एक मानक मॉडल की भविष्यवाणी नहीं है।
फिर डार्क एनर्जी होती है। दूर की आकाशगंगाओं की विस्तृत टिप्पणियों से पता चलता है कि ब्रह्मांड लगातार बढ़ती दर पर विस्तार कर रहा है। इस प्रक्रिया में किसी प्रकार की ऊर्जा लगती है, और हम यह नहीं समझते कि कैसे। यह हो सकता है कि यह त्वरण अंतरिक्ष और समय की संरचना का परिणाम है, एक प्रकार का ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक जिसके कारण ब्रह्मांड का विस्तार होता है। यह हो सकता है कि यह अभी तक खोजे जाने वाले किसी नए बल द्वारा संचालित हो। जो भी डार्क एनर्जी है, वह ब्रह्मांड के दो-तिहाई से अधिक हिस्से को बनाती है।
यह सब इस तथ्य की ओर इशारा करता है कि मानक मॉडल, सबसे अच्छा, अधूरा है। ब्रह्मांड के काम करने के तरीके में हम मूलभूत रूप से गायब हैं। सुपर मॉडल से लेकर अभी तक अनदेखे क्वार्कों तक, मानक मॉडल को ठीक करने के लिए बहुत सारे विचार प्रस्तावित किए गए हैं, लेकिन एक विचार यह है कि एक पांचवीं मौलिक ताकत है। इस बल का अपना वाहक बोसन (एस) होगा और साथ ही नए कण जो हम खोजे गए हैं, उससे परे होंगे।
यह पांचवां बल उन सूक्ष्म कणों से भी बातचीत करेगा जो हमने सूक्ष्म तरीके से देखे हैं जो मानक मॉडल के विपरीत हैं। यह हमें इस तरह की बातचीत का सबूत देने का दावा करते हुए एक नए पेपर में लाता है।
पेपर हीलियम -4 नाभिक के क्षय में एक विसंगति को देखता है, और यह बेरिलियम -8 के पहले के अध्ययन का निर्माण करता है। बेरिलियम -8 में एक अस्थिर नाभिक होता है जो हीलियम -4 के दो नाभिकों में बदल जाता है। 2016 में टीम ने पाया कि बेरिलियम -8 का क्षय मानक मॉडल का थोड़ा उल्लंघन करता है। जब नाभिक एक उत्तेजित अवस्था में होते हैं, तो यह एक इलेक्ट्रॉन-पॉज़िट्रॉन जोड़ी का उत्सर्जन कर सकता है क्योंकि यह क्षीण होता है। बड़े कोणों पर देखी जाने वाली जोड़ियों की संख्या मानक मॉडल की भविष्यवाणी की तुलना में अधिक है, और एटमॉकी विसंगति के रूप में जाना जाता है।
प्रयोग त्रुटि सहित विसंगति के लिए बहुत सारे संभावित स्पष्टीकरण हैं, लेकिन एक स्पष्टीकरण यह है कि यह X17 नाम की टीम के कारण होता है। यह एक (अभी तक अज्ञात) पांचवें मूलभूत बल के लिए वाहक बोसोन होगा, जिसमें 17 मेव का एक द्रव्यमान है। नए पेपर में, टीम ने हीलियम -4 के क्षय में एक समान विसंगति पाई। X17 कण इस विसंगति को भी समझा सकता है।
हालांकि यह रोमांचक लगता है, लेकिन सतर्क रहने का कारण है। जब आप नए पेपर के विवरणों को देखते हैं, तो थोड़ा अजीब डेटा ट्विकिंग होता है। मूल रूप से, टीम मानती है कि X17 सटीक है और यह दर्शाता है कि डेटा को उनके मॉडल के साथ फिट किया जा सकता है। वह एक मॉडल दिखा रहा है कर सकते हैं विसंगतियों की व्याख्या करना अपने मॉडल को साबित करने के समान नहीं है कर देता है विसंगतियों की व्याख्या करें। अन्य स्पष्टीकरण संभव हैं। यदि X17 मौजूद है, तो हमें इसे अन्य कण प्रयोगों में भी देखना चाहिए था, और हम नहीं करेंगे। इस "पांचवें बल" के लिए सबूत वास्तव में कमजोर है।
पांचवा बल मौजूद हो सकता है, लेकिन हमने इसे अभी तक नहीं पाया है। हम जानते हैं कि मानक मॉडल पूरी तरह से जोड़ नहीं है, और इसका मतलब है कि कुछ बहुत ही रोचक खोजों के मिलने का इंतजार है।
स्रोत: Krasznahorkay, A. J., et al द्वारा काल्पनिक X17 कण के अस्तित्व का समर्थन करने वाले नए प्रमाण।
स्रोत: 8 में होने वाली विषम आंतरिक जोड़ी निर्माण का अवलोकन: एक प्रकाश, तटस्थ बोसॉन के संभावित संकेत, Krasznahorkay, A. J., et al द्वारा।
