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क्यों 'पदार्थ' ब्रह्मांड पर हावी है न कि 'एंटीमैटर'? ब्रह्मांड का अस्तित्व क्यों है की खोज में

विज्ञानभौतिक विज्ञानक्यों 'पदार्थ' ब्रह्मांड पर हावी है न कि 'एंटीमैटर'? ब्रह्मांड का अस्तित्व क्यों है की खोज में

बहुत प्रारंभिक ब्रह्मांड में, बिग बैंग के तुरंत बाद, 'पदार्थ' और 'एंटीमैटर' दोनों समान मात्रा में मौजूद थे। हालाँकि, अभी तक अज्ञात कारणों से, 'पदार्थ' वर्तमान ब्रह्मांड पर हावी है। T2K शोधकर्ताओं ने हाल ही में न्यूट्रिनो में संभावित चार्ज-पैरिटी उल्लंघन और संबंधित एंटी-न्यूट्रिनो दोलनों की घटना को दिखाया है। यह समझने में एक कदम आगे है कि पदार्थ ब्रह्मांड पर क्यों हावी है।

बिग बैंग (जो लगभग 13.8 अरब साल पहले हुआ था) और भौतिकी के अन्य संबंधित सिद्धांत बताते हैं कि प्रारंभिक ब्रम्हांड विकिरण 'प्रमुख' था और 'बात' और यह 'प्रतिकण' समान मात्रा में विद्यमान था।

लेकिन आज हम जिस ब्रह्मांड को जानते हैं वह 'पदार्थ' प्रधान है। क्यों? यह ब्रह्मांड के सबसे पेचीदा रहस्यों में से एक है। (1).

RSI ब्रम्हांड जैसा कि हम जानते हैं कि आज हम समान मात्रा में 'पदार्थ' और 'एंटीमैटर' के साथ शुरू हुए, दोनों को जोड़े में बनाया गया था क्योंकि प्रकृति के नियम की आवश्यकता होगी और फिर बार-बार उत्पन्न होने वाले विकिरण को 'कॉस्मिक बैकग्राउंड रेडिएशन' के रूप में जाना जाता है। बिग बैंग के लगभग 100 माइक्रो सेकंड के भीतर पदार्थ (कण) किसी भी तरह प्रति अरब में से एक के हिसाब से एंटीपार्टिकल से अधिक होने लगे और सेकंड के भीतर सभी एंटीमैटर नष्ट हो गए, केवल पदार्थ को पीछे छोड़ दिया।

वह कौन सी प्रक्रिया या तंत्र है जो पदार्थ और एंटीमैटर के बीच इस तरह का अंतर या विषमता पैदा करेगा?

1967 में, रूसी सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी आंद्रेई सखारोव ने ब्रह्मांड में होने वाले असंतुलन (या अलग-अलग दरों पर पदार्थ और एंटीमैटर का उत्पादन) के लिए आवश्यक तीन शर्तें बताईं। पहली सखारोव स्थिति बेरियन संख्या (एक क्वांटम संख्या जो एक बातचीत में संरक्षित रहती है) उल्लंघन है। इसका मतलब है कि प्रोटॉन बहुत धीरे-धीरे हल्के उप-परमाणु कणों जैसे तटस्थ पायन और पॉज़िट्रॉन में क्षय हो गए। इसी तरह, एक एंटीप्रोटोन एक पायन और एक इलेक्ट्रॉन में क्षय हो गया। दूसरी शर्त चार्ज संयुग्मन समरूपता, सी, और चार्ज संयुग्मन-समता समरूपता का उल्लंघन है, सीपी को चार्ज-समता उल्लंघन भी कहा जाता है। तीसरी शर्त यह है कि तेजी से विस्तार के कारण जोड़ी-विनाश की घटना को कम करने के कारण बेरोन-विषमता उत्पन्न करने वाली प्रक्रिया थर्मल संतुलन में नहीं होनी चाहिए।

यह सीपी उल्लंघन का सखारोव का दूसरा मानदंड है, जो कणों और उनके एंटीपार्टिकल्स के बीच एक प्रकार की विषमता का एक उदाहरण है जो उनके क्षय के तरीके का वर्णन करता है। कणों और एंटीपार्टिकल्स के व्यवहार करने के तरीके की तुलना करके, यानी जिस तरह से वे चलते हैं, बातचीत करते हैं और क्षय करते हैं, वैज्ञानिक उस विषमता के प्रमाण पा सकते हैं। सीपी उल्लंघन इस बात का प्रमाण प्रदान करता है कि कुछ अज्ञात भौतिक प्रक्रियाएं पदार्थ और एंटीमैटर के अंतर उत्पादन के लिए जिम्मेदार हैं।

विद्युत चुम्बकीय और 'मजबूत अंतःक्रियाओं' को सी और पी के तहत सममित माना जाता है, और परिणामस्वरूप वे उत्पाद सीपी (3) के तहत भी सममित होते हैं। ''हालांकि, यह जरूरी नहीं कि 'कमजोर बातचीत' के मामले में हो, जो सी और पी दोनों समरूपता का उल्लंघन करता है'' प्रो. बीए रॉबसन कहते हैं। वह आगे कहते हैं कि "कमजोर बातचीत में सीपी के उल्लंघन का तात्पर्य है कि ऐसी भौतिक प्रक्रियाओं से बेरियन संख्या का अप्रत्यक्ष उल्लंघन हो सकता है ताकि पदार्थ निर्माण को एंटीमैटर निर्माण पर प्राथमिकता दी जा सके।" गैर-क्वार्क कण कोई सीपी उल्लंघन नहीं दिखाते हैं जबकि क्वार्क में सीपी उल्लंघन बहुत छोटा है और पदार्थ और एंटीमैटर निर्माण में अंतर करने के लिए महत्वहीन हैं। तो, लेप्टान (न्यूट्रिनो) में सीपी उल्लंघन महत्वपूर्ण हो जाता है और अगर यह साबित हो जाता है तो यह जवाब देगा कि ब्रह्मांड प्रमुख क्यों है।

हालांकि सीपी समरूपता उल्लंघन अभी तक निर्णायक साबित नहीं हुआ है (1) लेकिन टी2के टीम द्वारा हाल ही में रिपोर्ट किए गए निष्कर्ष बताते हैं कि वैज्ञानिक वास्तव में इसके करीब हैं। यह पहली बार प्रदर्शित किया गया है कि कण से इलेक्ट्रॉन और न्यूट्रिनो में संक्रमण, एंटीपार्टिकल से इलेक्ट्रॉन और एंटीन्यूट्रिनो में संक्रमण के पक्ष में है, T2K (टोकाई से कामिओका) (2) में अत्यधिक परिष्कृत प्रयोगों के माध्यम से। T2K प्रयोगशालाओं की एक जोड़ी को संदर्भित करता है, जापानी प्रोटॉन त्वरक अनुसंधान परिसर (J-Parc) in Tokai और सुपर-कमियोकांडे भूमिगत न्यूट्रिनो वेधशाला कामिओका, जापान, लगभग 300 किमी अलग। टोकाई में प्रोटॉन त्वरक ने उच्च ऊर्जा टकरावों से कणों और एंटीपार्टिकल्स को उत्पन्न किया और कमिओका में डिटेक्टरों ने न्यूट्रिनो और उनके एंटीमैटर समकक्षों, एंटीन्यूट्रिनो को बहुत सटीक माप करके देखा।

T2K पर कई वर्षों के डेटा के विश्लेषण के बाद, वैज्ञानिक डेल्टा-सीपी नामक पैरामीटर को मापने में सक्षम थे, जो न्यूट्रिनो दोलन में सीपी समरूपता को तोड़ने को नियंत्रित करता है और न्यूट्रिनो दर में वृद्धि के लिए बेमेल या वरीयता पाया जो अंततः नेतृत्व कर सकता है न्यूट्रिनो और एंटीन्यूट्रिनो के दोलन के तरीके में सीपी उल्लंघन की पुष्टि। T2K टीम द्वारा पाए गए परिणाम 3-सिग्मा या 99.7% आत्मविश्वास स्तर के सांख्यिकीय महत्व पर महत्वपूर्ण हैं। यह एक मील का पत्थर उपलब्धि है क्योंकि न्यूट्रिनो से जुड़े सीपी उल्लंघन की पुष्टि ब्रह्मांड में पदार्थ के प्रभुत्व से जुड़ी हुई है। बड़े डेटाबेस के साथ आगे के प्रयोग परीक्षण करेंगे कि क्या यह लेप्टोनिक सीपी समरूपता उल्लंघन क्वार्क में सीपी उल्लंघन से बड़ा है। यदि ऐसा है तो हमें इस प्रश्न का उत्तर अंततः मिल ही जाएगा कि ब्रह्मांड पदार्थ प्रधान क्यों है।

हालांकि T2K प्रयोग स्पष्ट रूप से यह स्थापित नहीं करता है कि CP समरूपता का उल्लंघन हुआ है, लेकिन यह इस अर्थ में एक मील का पत्थर है कि यह निश्चित रूप से बढ़ी हुई इलेक्ट्रॉन न्यूट्रॉन दर के लिए एक मजबूत प्राथमिकता दिखाता है और हमें CP समरूपता उल्लंघन की घटना को साबित करने के लिए और अंत में करीब ले जाता है। उत्तर 'ब्रह्मांड पदार्थ प्रधान क्यों है'।

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सन्दर्भ:

1. टोक्यो विश्वविद्यालय, 2020। ''T2K परिणाम न्यूट्रिनो सीपी चरण के संभावित मूल्यों को प्रतिबंधित करते हैं -… ..'' 16 अप्रैल 2020 को प्रकाशित प्रेस विज्ञप्ति। यहां ऑनलाइन उपलब्ध है। http://www.icrr.u-tokyo.ac.jp/en/news/8799/ 17 अप्रैल 2020 को एक्सेस किया गया।

2. टी2के सहयोग, 2020। न्यूट्रिनो दोलनों में पदार्थ-एंटीमैटर समरूपता-उल्लंघन चरण पर बाधा। नेचर वॉल्यूम 580, पेज339–344 (2020)। प्रकाशित: 15 अप्रैल 2020। डीओआई: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2177-0

3. रॉबसन, बीए, 2018। मैटर-एंटीमैटर एसिमेट्री प्रॉब्लम। जर्नल ऑफ हाई एनर्जी फिजिक्स, ग्रेविटेशन एंड कॉस्मोलॉजी, 4, 166-178। https://doi.org/10.4236/jhepgc.2018.41015

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