भौतिकविदों की एक जोड़ी ने एक उप-परमाणु घटना की खोज की, जो इतनी शक्तिशाली थी कि शोधकर्ताओं ने सोचा कि अगर यह सार्वजनिक करना बहुत खतरनाक है।
विस्फोटक घटना? दोनों ने दिखाया कि निचले क्वार्क के रूप में जाने वाले दो छोटे कण सैद्धांतिक रूप से एक शक्तिशाली फ्लैश में एक साथ फ्यूज कर सकते हैं। परिणाम: एक बड़ा उप-परमाणु कण, एक दूसरा, एक अतिरिक्त कण जिसे नाभिक के रूप में जाना जाता है, और ब्रह्मांड में फैलने वाली ऊर्जा की एक पूरी गड़बड़ है। यह "क्वार्क्सप्लोसियन" व्यक्तिगत परमाणु संलयन प्रतिक्रियाओं का एक और भी अधिक शक्तिशाली उप-परमाणु एनालॉग होगा जो हाइड्रोजन बम के कोर में होता है।
क्वार्क छोटे कण होते हैं जो आमतौर पर परमाणुओं के अंदर न्यूट्रॉन और प्रोटॉन बनाने के लिए एक साथ चिपके हुए पाए जाते हैं। वे छह संस्करणों या "जायके" में आते हैं: ऊपर, नीचे, ऊपर, नीचे, अजीब और आकर्षण।
उप-परमाणु स्तर पर ऊर्जावान घटनाओं को मेगाएलेट्रोनवोल्ट्स (MeV) में मापा जाता है, और जब दो निचले क्वार्क फ्यूज होते हैं, तो भौतिकविदों ने पाया, वे एक 138 मेव का उत्पादन करते हैं। यह हाइड्रोजन बमों में होने वाले व्यक्तिगत परमाणु संलयन की घटनाओं की तुलना में लगभग आठ गुना अधिक शक्तिशाली है (एक पूर्ण पैमाने पर बम विस्फोट में इन घटनाओं के अरबों होते हैं)। एच-बम ने फ्यूजियम और ट्राइटन के रूप में जाने जाने वाले छोटे हाइड्रोजन नाभिक को एक साथ मिलकर मानव शस्त्रागार में सबसे शक्तिशाली विस्फोट किया। लेकिन परमाणु हथियार के बारे में अनुसंधान और डेटा एकत्र करने के लिए समर्पित एक वेबसाइट, न्यूक्लियर वेपन आर्काइव के अनुसार, बमों के अंदर उन व्यक्तिगत प्रतिक्रियाओं में से प्रत्येक केवल 18 मेव जारी करता है। यह फ्यूजिंग बॉटम क्वार्क की 138 मेव से कम है।
इज़राइल में तेल अवीव विश्वविद्यालय के सह-शोधकर्ता मारेक कारलिनर ने लाइव साइंस को बताया, "मुझे स्वीकार करना चाहिए कि जब मुझे पहली बार पता चला कि इस तरह की प्रतिक्रिया संभव है, तो मैं डर गया था।" "लेकिन, सौभाग्य से, यह एक चाल वाली टट्टू है।"
फ्यूजन प्रतिक्रियाओं के रूप में शक्तिशाली, अपने आप में फ्यूजन का एक भी उदाहरण बिल्कुल खतरनाक नहीं है। हाइड्रोजन बम श्रृंखला प्रतिक्रियाओं से अपनी विशाल शक्ति प्राप्त करते हैं - एक साथ बहुत सारे और बहुत सारे नाभिकों के कैस्केडिंग संलयन।
शिकागो विश्वविद्यालय के कार्लिनर और जोनाथन रोज़नर ने निर्धारित किया कि इस तरह की श्रृंखला प्रतिक्रिया नीचे क्वार्कों के साथ संभव नहीं होगी, और प्रकाशन से पहले, सहकर्मियों के साथ अपनी अंतर्दृष्टि को निजी तौर पर साझा किया, जो सहमत हुए।
"अगर मैंने एक माइक्रोसेकंड के लिए सोचा कि यह कोई सैन्य अनुप्रयोग था, तो मैंने इसे प्रकाशित नहीं किया होगा," कार्लिनर ने कहा।
एक श्रृंखला प्रतिक्रिया को चिंगारी करने के लिए, परमाणु बम निर्माताओं को कणों के बड़े भंडार की आवश्यकता होती है। और नीचे क्वार्कों की एक महत्वपूर्ण संपत्ति उन्हें स्टॉकपाइल के लिए असंभव बना देती है: वे अस्तित्व में आने के बाद सिर्फ 1 पिकोसॉन्ड से बाहर निकलते हैं, या लगभग एक ही समय में नमक के एक दाने की आधी लंबाई की यात्रा करने में प्रकाश लगता है। उस समय की अवधि के बाद, वे एक अधिक सामान्य और कम ऊर्जावान प्रकार के उप-परमाणु कण में क्षय करते हैं, जिसे अप क्वार्क के रूप में जाना जाता है।
वैज्ञानिकों ने कहा कि मीलों-लंबे कण त्वरक के अंदर नीचे क्वार्क की एकल संलयन प्रतिक्रिया उत्पन्न करना संभव हो सकता है। एक त्वरक के अंदर भी, कोई भी क्वार्क के बड़े पैमाने पर बड़े पैमाने पर इकट्ठा नहीं कर सकता है ताकि दुनिया में कोई नुकसान न हो, शोधकर्ताओं ने कहा। तो नीचे क्वार्क बम के बारे में चिंता करने की कोई जरूरत नहीं है।
खोज रोमांचक है, हालांकि, क्योंकि यह पहला सैद्धांतिक प्रमाण है कि ऊर्जा को जारी करने वाले तरीकों में एक साथ उप-परमाणु कणों को फ्यूज करना संभव है, कार्लिनर ने कहा। जिनेवा के पास बड़े पैमाने पर कण-भौतिकी प्रयोगशाला, सर्न में लार्ज हैड्रोन कोलाइडर में एक प्रयोग द्वारा संभव किए गए बहुत छोटे कणों की भौतिकी में यह बिल्कुल नया क्षेत्र है।
यहां बताया गया है कि भौतिकविदों ने यह खोज कैसे की।
सर्न में, कण एक-दूसरे में मुंहतोड़ होने से पहले लगभग 17 मील लंबी (27 किलोमीटर) भूमिगत रिंग में हल्की गति के साथ ज़िप करते हैं। फिर वैज्ञानिक उन टक्करों से डेटा के माध्यम से झारने के लिए शक्तिशाली कंप्यूटर का उपयोग करते हैं, और कभी-कभी उस अनुसंधान से अजीब कण निकलते हैं। जून में, विशेष रूप से कुछ अजीब उन टकरावों में से एक डेटा में बदल गया: एक "दोगुना मंत्रमुग्ध" बैरन, या न्यूट्रॉन और प्रोटॉन के एक भारी चचेरे भाई, खुद "नीचे" और "शीर्ष" क्वार्क्स के दो चचेरे भाइयों से बना था। "आकर्षण" के रूप में जाना जाता है।
अब, आकर्षण क्वार्क अधिक सामान्य अप और डाउन क्वार्क की तुलना में बहुत भारी हैं जो प्रोटॉन और न्यूट्रॉन बनाते हैं। और जब भारी कण एक साथ बंधते हैं, तो वे अपने द्रव्यमान के एक बड़े हिस्से को बाध्यकारी ऊर्जा में बदल देते हैं, और कुछ मामलों में, बचे हुए ऊर्जा का एक गुच्छा पैदा करते हैं जो ब्रह्मांड में भाग जाता है।
जब दो आकर्षण क्वार्स फ्यूज करते हैं, तो कार्लिनर और रोजनर ने पाया, कण लगभग 130 मेव की ऊर्जा के साथ बंधते हैं और 12 मेव को बचे हुए ऊर्जा (लगभग दो-तिहाई डीट्रॉन-ट्राइटन संलयन की ऊर्जा) में थूकते हैं। यह चार्टेड फ्यूजन इस पैमाने पर कणों की पहली प्रतिक्रिया थी, जो इस तरह से ऊर्जा का उत्सर्जन करने के लिए पाया गया था, और जर्नल नेचर में कल (नवंबर 1) प्रकाशित नए अध्ययन का शीर्षक परिणाम है।
दो निचले क्वार्कों का और भी अधिक ऊर्जावान संलयन, जो 280 मेव की ऊर्जा के साथ बंधता है और जब वे फ्यूज करते हैं तो 138 मेव से बाहर थूकते हैं, जो खोजे गए दो प्रतिक्रियाओं में से दूसरा और अधिक शक्तिशाली है।
अब तक, ये प्रतिक्रियाएं पूरी तरह से सैद्धांतिक हैं और एक प्रयोगशाला में प्रदर्शित नहीं की गई हैं। हालांकि अगला कदम जल्द ही आना चाहिए। कार्लिनर ने कहा कि उन्हें उम्मीद है कि अगले दो साल के भीतर सर्न में यह प्रतिक्रिया दिखाते हुए पहले प्रयोग किए जाएंगे।
संपादक की टिप्पणी: यह लेख एक कथन को सही करने के लिए अद्यतन किया गया था जिसमें कहा गया था कि शीर्ष क्वार्क न्यूट्रॉन और प्रोटॉन बनाते हैं। अप और डाउन क्वार्क प्रोटॉन और न्यूट्रॉन बनाते हैं।
