गुरुवार को, शोधकर्ताओं ने एक न्यूट्रिनो के सबसे सटीक माप का अनावरण किया, जो हमारे ब्रह्मांड की अनुमति देने वाले मामले के भूतिया स्पेक के अधिकतम संभव द्रव्यमान को कम करता है।
परिणाम, प्रकाशित जर्नल साइंस में, एक न्यूट्रिनो के सटीक द्रव्यमान को परिभाषित नहीं करता है, बस इसकी ऊपरी सीमा। लेकिन यह खोज भौतिकविदों को यह पता लगाने के लिए करीब लाने में मदद करती है कि तथाकथित मानक मॉडल के साथ क्या गलत है, उनका सबसे अच्छा-यद्यपि अधूरा-उन कानूनों का सिद्धांत जो उप-परमाणु दायरे पर शासन करते हैं। एक तरह से भौतिकविदों को पता है कि यह बिल्कुल सटीक नहीं है कि यह बताता है कि न्यूट्रिनो में कोई भी द्रव्यमान नहीं होना चाहिए।
ग्रैंडर स्केल्स में, न्यूट्रिनो के बारे में अधिक जानने से ब्रह्मांडविदों को ब्रह्मांड की अपनी कभी धुंधली तस्वीर को भरने में मदद मिलेगी, जिसमें यह भी शामिल है कि कैसे आकाशगंगाओं ने एक साथ क्लस्टर किया और बिग बैंग के बाद से ब्रह्मांड के विस्तार को क्या प्रभावित किया।
“हम यह समझने की कोशिश कर रहे हैं कि हम यहां क्यों हैं,” जॉन विल्करसन ने कहा, उत्तरी कैरोलिना विश्वविद्यालय के एक भौतिक विज्ञानी, चैपल हिल और नए अध्ययन के एक लेखक। “और यह कुछ न्यूट्रिनो में एक महत्वपूर्ण भूमिका हो सकती है।”
भौतिक विज्ञानी न्यूट्रिनो के बारे में कुछ बातें जानते हैं। वे ब्रह्मांड में विपुल हैं, वस्तुतः कभी भी परमाणु नाभिक स्नैप एक साथ या अलग -अलग चीरते हैं। लेकिन वे कोई इलेक्ट्रिक चार्ज नहीं ले जाते हैं और उनका पता लगाना बहुत मुश्किल है।
न्यूट्रिनो भी तीन प्रकारों में आते हैं, जिन्हें भौतिकविदों ने स्वाद के रूप में वर्णित किया है। और, अजीब तरह से, वे एक स्वाद से दूसरे में एक दूसरे में बदलते हैं क्योंकि वे अंतरिक्ष और समय के माध्यम से आगे बढ़ते हैं, 2015 में भौतिकी में नोबेल पुरस्कार द्वारा मान्यता प्राप्त एक खोज। अंतर्निहित तंत्र जो इन परिवर्तनों को संभव बनाता है, भौतिकविदों को एहसास हुआ, इसका मतलब था कि न्यूट्रिनो में कुछ द्रव्यमान होना चाहिए।
लेकिन केवल इतना ही। न्यूट्रिनो माइंडबोगिंगली लाइट हैं, और भौतिक विज्ञानी नहीं जानते कि क्यों।
न्यूट्रिनो के द्रव्यमान के सटीक मूल्यों को उजागर करने से नए भौतिकी के लिए “कुछ प्रकार के पोर्टल” हो सकते हैं, जर्मनी में कार्ल्सुहे इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के एक वैज्ञानिक एलेक्सी लोखोव ने कहा। “यह, अब के लिए, दुनिया की सबसे अच्छी सीमा है,” उन्होंने अपनी टीम के माप के बारे में कहा।
डॉ। लोखोव और उनके सहयोगियों ने एक न्यूट्रिनो के द्रव्यमान को संकीर्ण करने के लिए कार्लसुहे ट्रिटियम न्यूट्रिनो, या कैटरीन का उपयोग किया। 230-फुट लंबे उपकरण के एक छोर पर ट्रिटियम का एक स्रोत था, जो इसके नाभिक में दो न्यूट्रॉन के साथ हाइड्रोजन का एक भारी संस्करण था। क्योंकि ट्रिटियम अस्थिर है, यह हीलियम में फैलता है: एक न्यूट्रॉन एक प्रोटॉन में परिवर्तित हो जाता है, जो प्रक्रिया में एक इलेक्ट्रॉन को बाहर निकालता है। यह एक एंटीन्यूट्रिनो, एक न्यूट्रिनो के एंटीमैटर ट्विन को भी थूकता है। दोनों में समान द्रव्यमान होना चाहिए।
मूल ट्रिटियम का द्रव्यमान क्षय के उत्पादों के बीच विभाजित है: हीलियम, इलेक्ट्रॉन और एंटीन्यूट्रिनो। न तो न्यूट्रिनो और न ही एंटीन्यूट्रिनो का सीधे पता लगाया जा सकता है, लेकिन प्रयोग के दूसरे छोर पर एक सेंसर 36 मिलियन इलेक्ट्रॉनों को रिकॉर्ड किया गया, 259 दिनों में, क्षय ट्रिटियम द्वारा बहाया गया। इलेक्ट्रॉन की गति की ऊर्जा को मापने से, वे अप्रत्यक्ष रूप से एंटीन्यूट्रिनो के लिए अधिकतम द्रव्यमान को कम कर सकते हैं।
उन्होंने पाया कि कण भौतिकविदों द्वारा उपयोग की जाने वाली द्रव्यमान की इकाइयों में, एक इलेक्ट्रॉन की तुलना में एक लाख गुना हल्का है।
द्रव्यमान पर ऊपरी सीमा न्यूट्रिनो के केवल एक स्वाद के लिए मापा गया था। लेकिन डॉ। विल्करसन ने कहा कि एक के द्रव्यमान को नीचे गिराने से बाकी की गणना करना संभव हो जाता है।
नवीनतम माप न्यूट्रिनो के संभावित द्रव्यमान की तुलना में कम धक्का देता है पिछली सीमा 0.8 इलेक्ट्रॉनवोल्ट्स से अधिक नहीं, कैटरीन सहयोग द्वारा 2022 में सेट किया गया है। यह भी लगभग दोगुना सटीक है।
वाशिंगटन विश्वविद्यालय में एक भौतिक विज्ञानी एलीस नोवित्स्की, जो काम में शामिल नहीं थे, ने कैटरीन टीम के सावधानीपूर्वक प्रयास की सराहना की।
“यह वास्तव में सिर्फ एक टूर डे फोर्स है,” उसने प्रयोग और खोज के बारे में कहा। “मुझे उनके परिणाम पर पूरा भरोसा है।”
कैटरीन टीम 1,000 दिनों के डेटा से न्यूट्रिनो द्रव्यमान पर एक भी तंग सीमा पर काम कर रही है, जिसे वह वर्ष के अंत तक एकत्र करने की उम्मीद करता है। यह भौतिकविदों को और भी अधिक इलेक्ट्रॉनों को मापने के लिए देगा, जिससे अधिक सटीक माप होगा।
अन्य प्रयोग भी न्यूट्रिनो के द्रव्यमान की बेहतर समझ में योगदान करेंगे, जिसमें शामिल हैं प्रोजेक्ट 8 सिएटल और गहरे भूमिगत न्यूट्रिनो प्रयोग में, मिडवेस्ट में दो भौतिकी सुविधाओं में फैल गया।
बड़े पैमाने पर ब्रह्मांडों की संरचना का अध्ययन करने वाले खगोलविदों ने ब्रह्मांड में बाढ़ वाले न्यूट्रिनो के विशाल संग्रह से प्रभावित माना जाता है, कणों के अधिकतम द्रव्यमान का अपना माप है। लेकिन डॉ। विल्करसन के अनुसार, खगोलविदों द्वारा निर्धारित की गई सीमाएं शून्य में घूर रही हैं, जो कि कण भौतिकविदों को प्रयोगशाला में गणना करते हैं, क्योंकि वे उप -परमाणु दुनिया की छानबीन करते हैं।
“वहाँ वास्तव में कुछ दिलचस्प चल रहा है,” उन्होंने कहा। “और इसका संभावित समाधान मानक मॉडल से परे भौतिकी होने जा रहा है।”
