কুখ্যাত “নিউট্রন আজীবন ধাঁধা” শেষ পর্যন্ত একটি সমাধান থাকতে পারে – তবে এটিতে অদৃশ্য পরমাণু জড়িত

একটি নতুন তাত্ত্বিক অধ্যয়ন একটি রহস্যময় দ্বিতীয় হাইড্রোজেন পরমাণুর প্রস্তাব দেয় – একটি স্বাদ যা আলোর সাথে ইন্টারঅ্যাক্ট করে না তা বিদ্যমান থাকতে পারে, যা মহাবিশ্বের নিখোঁজ বিষয়টির বেশিরভাগ ব্যাখ্যা করতে পারে, পাশাপাশি দীর্ঘস্থায়ী রহস্যগুলিও ব্যাখ্যা করতে পারে কণা পদার্থবিজ্ঞান।

এই রহস্য, নিউট্রন লাইফস্প্যান ধাঁধা হিসাবে পরিচিত, দুটি পরীক্ষামূলক পদ্ধতির চারপাশে ঘোরে এবং ফলাফলটি অন্য তিনটি কণা তৈরির জন্য মনোযোগের আগে নিখরচায় নিউট্রনগুলির গড় জীবনকাল (নিউক্লিয়াসের গড় জীবনচক্রের সাথে আবদ্ধ নয়) এর সাথে একমত হয় না: প্রোটন, ইলেকট্রন এবং ইলেক্ট্রন, ইলেক্ট্রন এবং নিউট্রিনি।

“নিউট্রন আজীবন পরিমাপের জন্য দুটি ধরণের পরীক্ষা -নিরীক্ষা রয়েছে।” ভাল ইউজিনঅবার্ন বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন পদার্থবিদ এবং জার্নালে প্রকাশিত নতুন গবেষণার একমাত্র লেখক পারমাণবিক পদার্থবিজ্ঞান খএকটি ইমেল ফিল্ড সায়েন্স বলুন।

এই দুটি পদ্ধতিকে বিম এবং বোতল বলা হয়। মরীচি পরীক্ষায়, বিজ্ঞানীরা নিউট্রন ক্ষয়ের পরপরই রেখে যাওয়া প্রোটনগুলি গণনা করেন। অন্য পদ্ধতি ব্যবহার করে, বোতল পরীক্ষায়, অতি -ঠান্ডা নিউট্রনগুলি আটকা পড়ে এবং পচা থেকে যায় এবং বাকী নিউট্রনগুলি পরীক্ষার রান শেষ হওয়ার পরে গণনা করা হয় – সাধারণত 100 থেকে 1000 সেকেন্ডের মধ্যে স্থায়ী হয়, এই জাতীয় অনেকগুলি রান বিভিন্ন অবস্থার অধীনে সঞ্চালিত হয় যেমন ট্র্যাপ উপাদান, স্টোরেজ সময় এবং তাপমাত্রা, সঠিক সিস্টেমের ত্রুটি এবং নিয়ন্ত্রণ সিস্টেমের ত্রুটিগুলি উন্নত করার জন্য।

উভয় পদ্ধতির দ্বারা উত্পাদিত ফলাফলগুলি প্রায় 10 সেকেন্ড ছিল: বিম পরীক্ষার নিউট্রন লাইফ ছিল 888 সেকেন্ড, যখন বোতল পরীক্ষায় 878 সেকেন্ডের প্রতিবেদন করা হয়েছিল – পরীক্ষামূলক অনিশ্চয়তার পার্থক্যের চেয়ে অনেক বেশি। “এটি একটি কঠিন সমস্যা,” ওকস বলেছিলেন।

অদৃশ্য পরমাণু নিয়ে সমস্যা সমাধান করুন

তার গবেষণায়, ওকেএস প্রস্তাব করেছে যে আজীবন পার্থক্য রয়েছে কারণ নিউট্রনগুলি কখনও কখনও তিনটি কণায় ক্ষয় হয় তবে দুটি কণায়: একটি হাইড্রোজেন পরমাণু এবং একটি নিউট্রিনো। যেহেতু হাইড্রোজেন পরমাণু বৈদ্যুতিকভাবে নিরপেক্ষ, তাই এটি ডিটেক্টর দ্বারা উপেক্ষা করা যেতে পারে, এটি মিথ্যা ধারণাটি দেয় যে প্রত্যাশার চেয়ে কম মনোযোগ ঘটে।

যদিও এই দ্বি -দেহের ক্ষয়ের প্যাটার্নটি অতীতে তত্ত্বের প্রস্তাব দেওয়া হয়েছিল, তবে এটি অত্যন্ত বিরল বলে মনে করা হয় – প্রতি মিলিয়ন ক্ষয়ক্ষতির মধ্যে প্রায় 4 টি ঘটে। ওকেএস বিশ্বাস করে যে এই অনুমানটি ব্যাপকভাবে বন্ধ হয়ে গেছে, কারণ পূর্ববর্তী গণনাগুলি আরও বহিরাগত হওয়ার সম্ভাবনা বিবেচনা করে নি: এই দ্বি-দেহের ক্ষয়গুলির বেশিরভাগই দ্বিতীয় অজ্ঞাত হাইড্রোজেন পরমাণু স্বাদ উত্পাদন করে। সাধারণ হাইড্রোজেনের বিপরীতে, এই পরমাণুগুলি আলোর সাথে যোগাযোগ করে না।

“তারা বৈদ্যুতিন চৌম্বকীয় বিকিরণ নির্গত বা শোষণ করে না, তারা এটিকে অন্ধকার রাখে,” ওকস ব্যাখ্যা করেছিলেন। এটি তাদের পরমাণুগুলি খুঁজে পেতে এবং অধ্যয়ন করতে আলোর উপর নির্ভর করে এমন traditional তিহ্যবাহী যন্ত্রগুলি ব্যবহার করতে অক্ষম করবে।

সম্পর্কিত: পর্যবেক্ষণযোগ্য মহাবিশ্বে কয়টি পরমাণু রয়েছে?

দ্বিতীয় গন্ধের মধ্যে পার্থক্য কী? সর্বাধিক গুরুত্বপূর্ণ, এই ধরণের হাইড্রোজেনের ইলেক্ট্রনগুলি সাধারণ পরমাণুর চেয়ে কেন্দ্রীয় প্রোটনের কাছাকাছি পাওয়া যাওয়ার সম্ভাবনা বেশি থাকে এবং দৃশ্যমান পরমাণুর বৈদ্যুতিন চৌম্বকীয় শক্তির সাথে সম্পূর্ণ অনাক্রম্য।

অদৃশ্য হাইড্রোজেন সনাক্ত করা শক্ত। ওকস যোগ করেছেন, “প্রোটনে একটি পারমাণবিক ইলেকট্রনের কাছে যাওয়ার সম্ভাবনা সাধারণ হাইড্রোজেন পরমাণুর জন্য কয়েকটি মাত্রার চেয়ে বেশি,” ওকস যোগ করেছেন।

এই অদ্ভুত পারমাণবিক আচরণটি ডাইরাক সমীকরণের বিশেষ সমাধান থেকে আসে – কোয়ান্টাম পদার্থবিজ্ঞান এটি ইলেক্ট্রনগুলির আচরণ বর্ণনা করে। প্রায়শই, এই সমাধানগুলি অ-শারীরিক হিসাবে বিবেচিত হয়, তবে ওকেএস বিশ্বাস করে যে একবার প্রোটনের আকার সীমিত হয়ে গেলে এই অসঙ্গতিগুলি অর্থবহ হয়ে ওঠে এবং সু-সংজ্ঞায়িত কণাগুলি বর্ণনা করে।

দ্বিতীয় হাইড্রোজেন বিবেচনা করে ওকেএস গণনা করে যে দ্বি-দেহের ক্ষয়ের হার প্রায় 3,000 বার বৃদ্ধি করা যেতে পারে। এটি তাদের ফ্রিকোয়েন্সিটি সমস্ত নিউট্রন ক্ষয়গুলির 1% এ বাড়িয়ে তুলবে, মরীচি এবং বোতল পরীক্ষার মধ্যে ব্যবধান ব্যাখ্যা করার জন্য যথেষ্ট। তিনি বলেন, “দ্বি-বডি অ্যাটেনিউশন বৃদ্ধির প্রায় 3000 গুণ সরবরাহ করে, নিউট্রন লাইফস্প্যান ধাঁধাটির সম্পূর্ণ পরিমাণগত রেজোলিউশন সরবরাহ করে,” তিনি বলেছিলেন।

সব কিছু না। অদৃশ্য হাইড্রোজেন পরমাণুগুলি আরও একটি মহাবিশ্বের রহস্য সমাধান করতে পারে: অন্ধকার বিষয়আজ মহাবিশ্বের বেশিরভাগ বিষয়ে একটি অদৃশ্য উপাদান হিসাবে বিবেচিত।

বিদ্যমান 2020 গবেষণাওকেএস দেখায় যে যদি এই অদৃশ্য পরমাণুগুলি প্রাথমিক মহাবিশ্বে প্রচুর পরিমাণে থাকে তবে তারা জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের দ্বারা পর্যবেক্ষণ করা প্রাচীন হাইড্রোজেন রেডিও সংকেতগুলিতে অপ্রত্যাশিত ডিপ কোণটি ব্যাখ্যা করতে পারে। সেই থেকে তিনি বিশ্বাস করেন যে এই পরমাণুগুলি বাবার অন্ধকার পদার্থের মূল রূপ হতে পারে – প্রোটন এবং নিউট্রনগুলির মতো পরিচিত কণাগুলি থেকে তৈরি পদার্থগুলি, তবে এটি সনাক্ত করা কঠিন।

ওকস বলেছিলেন, “হাইড্রোজেন পরমাণুর দ্বিতীয় স্বাদ, ব্যারিয়োনিক ডার্ক ম্যাটার হিসাবে রাজ্য হিসাবে, ওকামের শেভিং নীতি দ্বারা অনুকূল।” “স্ট্যান্ডার্ড কোয়ান্টাম মেকানিক্সের উপর ভিত্তি করে হাইড্রোজেন পরমাণুর দ্বিতীয় স্বাদটি অতিক্রম করবে না স্ট্যান্ডার্ড মডেল কণা পদার্থবিজ্ঞান। “

অন্য কথায়, গা dark ় পদার্থের ব্যাখ্যা দেওয়ার জন্য নতুন বহিরাগত কণা বা উপকরণগুলির প্রয়োজন নেই – পরমাণুর একটি নতুন ব্যাখ্যা যা আমরা ইতিমধ্যে মনে করি আমরা ইতিমধ্যে বুঝতে পারি।

নতুন তত্ত্ব পরীক্ষা করুন

ওকেএস এখন তার তত্ত্বটি পরীক্ষা করার জন্য পরীক্ষকের সাথে কাজ করছে। নিউ মেক্সিকোতে লস আলামোস ন্যাশনাল ল্যাবরেটরিতে একটি দল দুটি মূল ধারণার ভিত্তিতে একটি পরীক্ষা প্রস্তুত করছে। প্রথমত, ইলেক্ট্রন বিম ব্যবহার করে হাইড্রোজেনের দুটি স্বাদকে উত্তেজিত করতে পারে। দ্বিতীয়ত, একবার উত্তেজিত হয়ে গেলে, সাধারণ হাইড্রোজেন পরমাণুগুলি কেবল অদৃশ্য হাইড্রোজেন পরমাণু রেখে লেজার বা বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রগুলি ব্যবহার থেকে বঞ্চিত হতে পারে। জার্মানিতে, গারচিংয়ের নিকটবর্তী জাতীয় ইনস্টিটিউট ফোর্সচংজেন্ট্রাম জালিচ -এও একই রকম পরীক্ষা -নিরীক্ষা করা হয়েছিল।

এই পরীক্ষাগুলির বেটগুলি বেশি। “যদি সফল হয় তবে পরীক্ষাটি এই বছর ফলাফল তৈরি করতে পারে,” ওকেএস বলেছিল। “কণা পদার্থবিজ্ঞান এবং অন্ধকার পদার্থ গবেষণা উভয় ক্ষেত্রেই সাফল্য একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ অগ্রগতি।”

ভবিষ্যতে, ওকেএস অন্যান্য পারমাণবিক সিস্টেমে দুটি স্বাদও থাকতে পারে কিনা তা অন্বেষণ করার পরিকল্পনা করেছে, সম্ভাব্যভাবে আরও অবাক করা আবিষ্কারের দরজাটি খুলেছে। যদি নিশ্চিত হয়ে যায় তবে এই আবিষ্কারটি মহাবিশ্বের ইতিহাস সম্পর্কে আমাদের বোঝার পুনরায় আকার দিতে পারে।

ওকস বলেছিলেন, “নিউট্রন জীবনের সঠিক মূল্য মহাবিশ্বের জীবনের প্রথম কয়েক মিনিটে গঠিত হাইড্রোজেন, হিলিয়াম এবং অন্যান্য হালকা উপাদানগুলির পরিমাণ গণনা করার মূল চাবিকাঠি।” অতএব, তাঁর প্রস্তাবটি কেবল একটি দীর্ঘমেয়াদী সমস্যা সমাধান করে না, তবে মহাজাগতিক বিবর্তনের প্রাথমিক অধ্যায়গুলিও আবারও লিখে দেয়।