मून जी -2: एक ऐतिहासिक अध्ययन जो कण भौतिकी नियम पुस्तिका को चुनौती देता है

वैज्ञानिकों का कहना है कि एक अंतरराष्ट्रीय प्रयोग के नए प्रकाशित परिणाम प्रकृति के नियमों को नियंत्रित करने वाली नई भौतिकी की संभावना को इंगित करते हैं। प्रयोग के परिणाम, जिसने म्यूऑन नामक एक उप-परमाणु कण की जांच की, मानक मॉडल की भविष्यवाणियों से मेल नहीं खाते, जिस पर सभी कण भौतिकी आधारित हैं, और इसके बजाय 20 साल पहले एक प्रयोग में खोजे गए विरोधाभास की पुष्टि करते हैं। दूसरे शब्दों में, जैसा कि हम जानते हैं कि भौतिकी इसे मापा परिणामों की व्याख्या नहीं कर सकती है। अध्ययन को भौतिक समीक्षा पत्रों में प्रकाशित किया गया है।

मानक रूप क्या है?

स्टैंडर्ड मॉडल एक कठोर सिद्धांत है जो ब्रह्मांड के निर्माण ब्लॉकों के व्यवहार की भविष्यवाणी करता है। यह छह प्रकार के क्वार्क, छह लेप्टन, हिग्स बोसोन और तीन मूलभूत बलों के लिए नियमों को परिभाषित करता है, और विद्युत चुंबकीय बलों के प्रभाव में उप-परमाणु कण कैसे व्यवहार करते हैं।

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म्यूऑन लेप्टोन में से एक है। यह एक इलेक्ट्रॉन के समान है, लेकिन 200 गुना बड़ा है, और बहुत अधिक अस्थिर है, एक दूसरे के एक अंश के लिए जीवित है। प्रयोग, म्यून जी -2 (जी माइनस 2) कहा जाता है, अमेरिकी ऊर्जा विभाग (फर्मीलाब) के फर्मी राष्ट्रीय त्वरक प्रयोगशाला में आयोजित किया गया था।

यह कैसा अनुभव था?

उन्होंने अमेरिकी ऊर्जा विभाग की देखरेख में ब्रुकहैवन नेशनल लेबोरेटरी में पिछले प्रयोग के बाद, म्यूनों से संबंधित मात्रा को मापा। 2001 में ब्रुकहैवेन प्रयोग उन परिणामों के साथ संपन्न हुआ जो मानक मॉडल की अपेक्षाओं से मेल नहीं खाते थे।

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मुऑन जी -2 प्रयोग ने इसे और अधिक सटीक रूप से मापा। उसने यह देखने की कोशिश की कि क्या विसंगति बनी रहेगी या नए निष्कर्ष उम्मीदों के करीब होंगे या नहीं। जैसा कि यह पता चला है, वहाँ फिर से एक विसंगति थी, यद्यपि छोटा।

किस मात्रा को मापा गया था?

इसे जी कारक कहा जाता है, और यह म्यूनों के चुंबकीय गुणों से प्राप्त एक उपाय है। क्योंकि म्यून्स अस्थिर हैं, वैज्ञानिक अपने आस-पास के वातावरण को छोड़ने वाले प्रभाव का अध्ययन कर रहे हैं।

म्यून्स ऐसा व्यवहार करते हैं जैसे कि उनके पास एक छोटा सा आंतरिक चुंबक हो। एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र में, इस चुंबक की दिशा “विगल्स” – एक कताई शीर्ष की धुरी की तरह। जिस दर पर मुऑन दोलन का वर्णन कारक g द्वारा किया जाता है, वह मापी गई राशि। यह मान 2 के करीब जाना जाता है, इसलिए वैज्ञानिक 2 से विचलन मापते हैं। इसलिए इसका नाम g – 2 है।

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मानक मॉडल का उपयोग करके जी-कारक की सही गणना की जा सकती है। जी -2 प्रयोग में, वैज्ञानिकों ने इसे उच्च परिशुद्धता उपकरणों के साथ मापा। उन्होंने म्यूऑन उत्पन्न किए और उन्हें एक बड़े चुंबक में घूमने के लिए रखा। मुर्मों ने फेरमिलाब द्वारा वर्णित “उप-परमाणु कणों के” क्वांटम फोम “के साथ बातचीत की, जो” अस्तित्व से बाहर और अस्तित्व में है। ये इंटरैक्शन जी कारक के मूल्य को प्रभावित करते हैं, जिससे म्यून थोड़ा तेज या थोड़ा धीमा कंपन होता है। इस विक्षेपण की परिमाण (इसे विषम चुंबकीय क्षण कहा जाता है) की गणना मानक मॉडल का उपयोग करके भी की जा सकती है। लेकिन अगर क्वांटम फोम में अतिरिक्त बल या कण होते हैं जो मानक मॉडल के लिए जिम्मेदार नहीं होते हैं, तो यह जी कारक को और भी अधिक संशोधित करेगा।

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परिणाम क्या थे?

फर्मिलैब ने कहा कि मानक मॉडल की भविष्यवाणियों से अलग, परिणाम ब्रुकहेवन के साथ मजबूत समझौते में हैं।

मौन के लिए स्वीकृत सैद्धांतिक मूल्य हैं:
जी कारक: 2.00233183620
विषम चुंबकीय क्षण: 0.00116591810 है

बुधवार को घोषित किए गए नए प्रायोगिक परिणाम (ब्रुकहेवन और फर्मीलैब परिणामों से संयुक्त हैं):
जी कारक: 2.00233184122
विषम चुंबकीय क्षण: 0.00116592061 है।

इसका क्या मतलब है?

ब्रुकवेन के परिणाम, और अब फ़र्मिलाब, संकेत देते हैं कि म्यूऑन और चुंबकीय क्षेत्र के बीच अज्ञात संपर्क हैं – बातचीत जिसमें नए कण या बल शामिल हो सकते हैं। हालाँकि, यह नई भौतिकी का रास्ता खोलने वाला अंतिम शब्द नहीं है।

एक खोज की मांग करने के लिए, वैज्ञानिकों को 5 मानक विचलन द्वारा मानक मॉडल से भिन्न परिणामों की आवश्यकता होती है। फ़र्मिलाब और ब्रुकहवेन के परिणाम को 4.2 मानक विचलन द्वारा पूल किया गया। हालांकि यह पर्याप्त नहीं हो सकता है, यह एक संयोग होने की संभावना नहीं है – यह अवसर 40,000 में से लगभग 1 है, अमेरिकी ऊर्जा विभाग से संबद्ध आर्गेन नेशनल लैबोरेटरी ने एक प्रेस विज्ञप्ति में कहा।

“यह पुख्ता सबूत है कि म्यूऑन हमारे सर्वोत्तम सिद्धांतों में नहीं बल्कि कुछ के प्रति संवेदनशील है,” केंटकी विश्वविद्यालय में भौतिक विज्ञानी और म्यून जी -2 प्रयोग के लिए सिमुलेशन के निदेशक रेनी फातिमी ने फिलातिलाब के एक बयान में कहा। ।

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