कण भौतिकी के इतिहास में एक मील का पत्थर: पदार्थ का अस्तित्व क्यों है?

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CERN का लार्ज हैड्रॉन कोलाइडरसर्न

एंटीमैटर एक अजीब जानवर है। भौतिकविदों का मानना ​​है कि हमारे ब्रह्मांड में मौजूद प्रत्येक कण के लिए एक एंटीपार्टिकल होता है जो समान होता है लेकिन उसका चार्ज विपरीत होता है। लेकिन जब एंटीमैटर पदार्थ से मिलता है, तो दोनों कण ऊर्जा के एक झटके में नष्ट हो जाते हैं। यह एक पेचीदा पहेली की ओर ले जाता है: यदि बिग बैंग द्वारा पदार्थ और एंटीमैटर दोनों समान मात्रा में उत्पन्न हुए थे, तो आज हमारे चारों ओर इतना अधिक पदार्थ और इतना कम एंटीमैटर क्यों है?

एंटीमैटर रेडियोधर्मी प्रक्रियाओं में स्वाभाविक रूप से होता है, जैसे कि जब पोटेशियम -40 का क्षय होता है। एक रमणीय तथ्य में, CERN के शोधकर्ता मार्को गेर्सबेक लिखते हैं इसका मतलब है कि "आपका औसत केला (जिसमें पोटेशियम होता है) हर 75 मिनट में एक पॉज़िट्रॉन उत्सर्जित करता है।" लेकिन कुल मिलाकर, हमने ब्रह्मांड में एंटीमैटर की तुलना में बहुत अधिक पदार्थ देखा है।

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एक नया CERN से प्रयोग दशकों पुरानी इस पहेली का उत्तर मिल सकता है। प्रयोगों से पता चला है कि मेसॉन जैसे कण, जिनमें एक होता है क्वार्क और एक एंटी-क्वार्क, अनायास एंटी-मेसन में बदल सकता है, और इसके विपरीत - लेकिन यह प्रक्रिया दूसरे की तुलना में एक दिशा में अधिक होती है। क्वार्क के एंटी-क्वार्क में बदलने की तुलना में एंटी-क्वार्क के क्वार्क में बदलने की अधिक संभावना है, जिसे भौतिक विज्ञानी कहते हैं

सीपी उल्लंघन. समय के साथ, इसका मतलब है कि ब्रह्मांड में अधिक पदार्थ जमा हो जाते हैं।

जैसा कि ज्ञात है, ये विषमताएँ कई प्रकार के क्वार्कों में देखी गई हैं। कुल मिलाकर, क्वार्क के छह प्रकार या "स्वाद" हैं (ऊपर, नीचे, ऊपर, नीचे, अजीब और आकर्षक) और विषमताएं पहले अजीब और निचले क्वार्क में देखी गई हैं, जो दोनों नकारात्मक हैं आरोपित. सैद्धांतिक कार्य कहता है कि सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए क्वार्क का एकमात्र प्रकार जो विषमता दिखाना चाहिए, आकर्षण क्वार्क हैं - हालांकि प्रभाव बहुत छोटा होगा और इसलिए निरीक्षण करना कठिन होगा।

नए प्रयोग में नामक कणों पर ध्यान दिया गया डी मेसंस जो चार्म क्वार्क से बने होते हैं। वैज्ञानिक लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर (एलएचसी) में टकराव से बने कणों को देखकर डी मेसॉन में विषमता का निरीक्षण करने में सक्षम थे। उन्होंने 2011 और 2018 के बीच एलएचसी संचालन के सात वर्षों के पूर्ण डेटासेट को देखा, और डी मेसॉन और एंटी-डी मेसॉन दोनों के क्षय की जांच की। उन्होंने दोनों के बीच छोटे लेकिन सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण अंतर पाए, जिससे चार्म क्वार्क में विषमता का पहला प्रमाण मिला।

यह संभव है कि यहां देखी गई विषमता अजीब और निचले क्वार्क की विषमता के समान तंत्र के कारण नहीं थी। लेकिन फिर भी, यह अभी भी एक रोमांचक खोज होगी - क्योंकि यह अन्य प्रकार के पदार्थ-एंटीमैटर विषमताओं की संभावना को बढ़ाती है।

सीईआरएन के अनुसंधान और कंप्यूटिंग निदेशक एकहार्ड एलसेन ने एक बयान में कहा, "परिणाम कण भौतिकी के इतिहास में एक मील का पत्थर है।" कथन. "40 साल से भी पहले डी मेसन की खोज के बाद से, कण भौतिकविदों को संदेह है कि इस प्रणाली में सीपी उल्लंघन भी होता है, लेकिन यह केवल अब था, अनिवार्य रूप से प्रयोग द्वारा एकत्र किए गए पूर्ण डेटा नमूने का उपयोग करते हुए, एलएचसी सहयोग अंततः निरीक्षण करने में सक्षम हो गया है प्रभाव.

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