বিজ্ঞানীরা নতুন কণা বা প্রকৃতির শক্তির ইঙ্গিত খুঁজে পেয়েছেন এবং এটি পদার্থবিজ্ঞানকে পরিবর্তন করতে পারে

সাত বছর আগে, একটি বিশাল চুম্বককে 3,200 মাইল (5,150 কিমি) স্থল এবং সমুদ্র জুড়ে পরিবহণ করা হয়েছিল, একটি মিউন নামক একটি উপ-পরমাণু কণা অধ্যয়নের আশায়।

Muons ইলেকট্রনের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত, যা প্রতিটি পরমাণুকে প্রদক্ষিণ করে এবং পদার্থের বিল্ডিং ব্লক তৈরি করে। ইলেক্ট্রন এবং মিউন উভয়েরই বৈশিষ্ট্য রয়েছে যা আমাদের বর্তমান সেরা বৈজ্ঞানিক তত্ত্ব দ্বারা উপ-পরমাণুকে বর্ণনা করে। পরিমাণ বিশ্ব, কণা পদার্থবিদ্যার আদর্শ মডেল.

পুরো প্রজন্মের বিজ্ঞানীরা এই বৈশিষ্ট্যগুলিকে সূক্ষ্ম বিশদে পরিমাপ করার জন্য নিজেদেরকে উৎসর্গ করেছেন। 2001 সালে, একটি পরীক্ষায় ইঙ্গিত দেওয়া হয়েছিল যে মিউনের একটি সম্পত্তি স্ট্যান্ডার্ড মডেলের ভবিষ্যদ্বাণী অনুসারে ঠিক ছিল না, তবে নিশ্চিত করার জন্য নতুন গবেষণার প্রয়োজন ছিল। পদার্থবিদরা পরীক্ষার কিছু অংশ ফার্মিলাবে একটি নতুন এক্সিলারেটরে স্থানান্তরিত করেছেন এবং আরও ডেটা নেওয়া শুরু করেছেন।

A নতুন পরিমাপ এখন প্রাথমিক ফলাফল নিশ্চিত করেছে। এর মানে নতুন কণা বা বাহিনী থাকতে পারে যা স্ট্যান্ডার্ড মডেলের জন্য হিসাব করা হয় না। যদি এটি হয় তবে পদার্থবিজ্ঞানের আইনগুলিকে সংশোধন করতে হবে এবং কেউ জানে না যে এটি কোথায় নিয়ে যেতে পারে।

এই সর্বশেষ ফলাফল একটি আন্তর্জাতিক সহযোগিতা থেকে আসে, যার আমরা উভয়ই একটি অংশ। আমাদের দল মিউনের চৌম্বকীয় মুহূর্ত নামক একটি সম্পত্তি পরিমাপ করতে কণা ত্বরণকারী ব্যবহার করছে।

চৌম্বক ক্ষেত্রের সংস্পর্শে এলে প্রতিটি মিউওন একটি ক্ষুদ্র দণ্ড চুম্বকের মতো আচরণ করে, একটি প্রভাবকে চৌম্বকীয় মুহূর্ত বলা হয়। মিউনের "স্পিন" নামক একটি অভ্যন্তরীণ সম্পত্তি রয়েছে এবং মিউনের স্পিন এবং চৌম্বকীয় মুহূর্তের মধ্যে সম্পর্কটি জি-ফ্যাক্টর হিসাবে পরিচিত। ইলেকট্রন এবং মিউওনের "g" দুটি হওয়ার পূর্বাভাস দেওয়া হয়েছে, তাই g বিয়োগ দুই (g-2) শূন্য হতে পরিমাপ করা উচিত। আমরা ফার্মিলাবে এটি পরীক্ষা করছি।

এই পরীক্ষার জন্য, বিজ্ঞানীরা এক্সিলারেটর ব্যবহার করেছেন, একই ধরণের প্রযুক্তি সার্নের LHC এ ব্যবহার করে। ফার্মিলাব এক্সিলারেটর খুব বৃহৎ পরিমাণে এবং পরিমাপে মিউন তৈরি করে, খুব সুনির্দিষ্টভাবে, তারা কীভাবে একটি চৌম্বক ক্ষেত্রের সাথে যোগাযোগ করে।

মিউনের আচরণ "ভার্চুয়াল কণা" দ্বারা প্রভাবিত হয় যা ভ্যাকুয়াম থেকে অস্তিত্বের বাইরে আসে। এগুলি ক্ষণস্থায়ীভাবে বিদ্যমান, তবে মিউওন কীভাবে চৌম্বক ক্ষেত্রের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে এবং পরিমাপ করা চৌম্বকীয় মুহূর্তকে পরিবর্তন করে তা প্রভাবিত করার জন্য যথেষ্ট দীর্ঘ সময় ধরে, যদিও অল্প পরিমাণে।

স্ট্যান্ডার্ড মডেলটি খুব সুনির্দিষ্টভাবে ভবিষ্যদ্বাণী করে, এক মিলিয়নের এক অংশের চেয়ে ভাল, এই প্রভাবটি কী। যতক্ষণ না আমরা জানি কোন কণাগুলো ভ্যাকুয়ামের ভিতরে বা বাইরে বুদবুদ করছে, পরীক্ষা এবং তত্ত্ব মিলে যাওয়া উচিত। কিন্তু, যদি পরীক্ষা এবং তত্ত্ব মেলে না, ভার্চুয়াল কণার স্যুপ সম্পর্কে আমাদের বোঝা অসম্পূর্ণ হতে পারে।

নতুন কণা

বিদ্যমান নতুন কণার সম্ভাবনা নিষ্ক্রিয় অনুমান নয়। এই ধরনের কণা পদার্থবিজ্ঞানের বেশ কয়েকটি বড় সমস্যা ব্যাখ্যা করতে সাহায্য করতে পারে। কেন, উদাহরণস্বরূপ, মহাবিশ্ব আছে এত ডার্ক ম্যাটার-cছায়াপথগুলিকে আমরা প্রত্যাশার চেয়ে দ্রুত ঘোরানোর জন্য ব্যবহার করি-এবং কেন বিগ ব্যাং-এ সৃষ্ট প্রায় সমস্ত অ্যান্টি-ম্যাটার অদৃশ্য হয়ে গেছে?

আজ পর্যন্ত সমস্যা হল যে কেউ এই প্রস্তাবিত নতুন কণাগুলির কোনটি দেখেনি। এটা আশা করা হয়েছিল যে CERN-এর LHC উচ্চ শক্তির প্রোটনের মধ্যে সংঘর্ষে তাদের তৈরি করবে, কিন্তু তারা এখনও পর্যবেক্ষণ করা হয়নি।

নতুন পরিমাপটি শতাব্দীর শুরুতে নিউ ইয়র্কের ব্রুকহেভেন ন্যাশনাল ল্যাবরেটরিতে একটি পরীক্ষা হিসাবে একই কৌশল ব্যবহার করেছিল, যা নিজেই CERN-এ পরিমাপের একটি সিরিজ অনুসরণ করেছিল।

ব্রুকহেভেন পরীক্ষাটি স্ট্যান্ডার্ড মডেলের সাথে একটি অসঙ্গতি পরিমাপ করেছে যেটির পরিসংখ্যানগত ফ্লুক হওয়ার সম্ভাবনা 1 টির মধ্যে 5,000টি ছিল। এটি একটি সারিতে 12 বার একটি কয়েন নিক্ষেপের মতো প্রায় একই সম্ভাবনা, সমস্ত মাথা আপ।

এটি উদ্বেগজনক ছিল, কিন্তু আবিষ্কারের জন্য থ্রেশহোল্ডের নীচে, যা সাধারণত 1.7 মিলিয়নের মধ্যে একজনের চেয়ে ভাল হওয়া প্রয়োজন-বা 21টি কয়েন পরপর নিক্ষেপ করে। নতুন পদার্থবিদ্যা খেলার মধ্যে ছিল কিনা তা নির্ধারণ করতে, বিজ্ঞানীদের চারটির একটি ফ্যাক্টর দ্বারা পরীক্ষার সংবেদনশীলতা বাড়াতে হবে।

উন্নত পরিমাপ করার জন্য, পরীক্ষাটির কেন্দ্রস্থলে থাকা চুম্বকটিকে 2013 সালে লং আইল্যান্ড থেকে 3,200 মাইল সমুদ্র এবং রাস্তা ধরে শিকাগোর বাইরের ফার্মিলাবে স্থানান্তরিত করতে হয়েছিল, যার এক্সিলারেটরগুলি প্রচুর পরিমাণে মিউনের উত্স তৈরি করতে পারে।

একবার জায়গায়, অত্যাধুনিক ডিটেক্টর এবং সরঞ্জাম সহ চুম্বকের চারপাশে একটি নতুন পরীক্ষা তৈরি করা হয়েছিল। মুওন জি-2 পরীক্ষাটি 2017 সালে ব্রুকহাভেন পরীক্ষা থেকে অভিজ্ঞ এবং নতুন প্রজন্মের পদার্থবিদদের সহযোগিতায় ডেটা নেওয়া শুরু করেছিল।

নতুন ফলাফল, ফার্মিলাবে ডেটার প্রথম বছর থেকে, ব্রুকহেভেন পরীক্ষার পরিমাপের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। ফলাফলের সমন্বয় পরীক্ষামূলক পরিমাপ এবং মানক মডেলের মধ্যে একটি মতবিরোধের জন্য কেসকে শক্তিশালী করে। সম্ভাবনা এখন প্রায় 40,000 জনের মধ্যে একটি ফ্লুক হওয়ার অমিল-এখনও স্বর্ণ মান আবিষ্কার থ্রেশহোল্ড লাজুক.

LHC

আশ্চর্যজনকভাবে, ক এলএইচসিবি পরীক্ষার সাম্প্রতিক পর্যবেক্ষণ CERN-এও স্ট্যান্ডার্ড মডেল থেকে সম্ভাব্য বিচ্যুতি পাওয়া গেছে। কি উত্তেজনাপূর্ণ যে এটি muons বৈশিষ্ট্য উল্লেখ করে. এই সময় এটি একটি পার্থক্য কিভাবে মিউয়ন এবং ইলেকট্রন ভারী কণা থেকে উত্পাদিত হয়. স্ট্যান্ডার্ড মডেলে দুটি হার একই হবে বলে আশা করা হচ্ছে, তবে পরীক্ষামূলক পরিমাপ তাদের আলাদা বলে মনে হয়েছে।

একসাথে নেওয়া, এলএইচসিবি এবং ফার্মিলাব ফলাফলগুলিকে শক্তিশালী করে যে আমরা স্ট্যান্ডার্ড মডেলের ভবিষ্যদ্বাণী ব্যর্থ হওয়ার প্রথম প্রমাণ দেখেছি এবং প্রকৃতিতে সেখানে নতুন কণা বা শক্তি রয়েছে যা আবিষ্কৃত হবে।

চূড়ান্ত নিশ্চিতকরণের জন্য, এর জন্য ফার্মিলাব মিউন পরীক্ষা এবং CERN-এর LHCb পরীক্ষা থেকে আরও তথ্যের প্রয়োজন। ফলাফল আগামী কয়েক বছরের মধ্যে আসন্ন হবে. ফার্মিলাবের কাছে ইতিমধ্যেই এই সাম্প্রতিক ফলাফলের চেয়ে চারগুণ বেশি ডেটা রয়েছে, বর্তমানে বিশ্লেষণ করা হচ্ছে, CERN আরও ডেটা নেওয়া শুরু করেছে এবং মিউন পরীক্ষার একটি নতুন প্রজন্ম তৈরি করা হচ্ছে। এটি পদার্থবিজ্ঞানের জন্য একটি রোমাঞ্চকর যুগ।

এই নিবন্ধটি থেকে পুনঃপ্রকাশ করা হয় কথোপকথোন ক্রিয়েটিভ কমন্স লাইসেন্সের অধীনে। পর এটা মূল নিবন্ধ.

চিত্র ক্রেডিট: ফার্মিলাব/রিডার হ্যান

সূত্র: https://singularityhub.com/2021/04/09/scientists-found-hints-of-new-particles-or-forces-of-nature-and-it-could-change-physics/