अगदी सुरुवातीच्या काळात विश्व, महास्फोटानंतर लगेचच 'बाब' आणि 'अँटीमेटर' दोन्ही समान प्रमाणात अस्तित्वात होते. मात्र, आतापर्यंत अज्ञात कारणांमुळे 'बाब' वर्तमानावर वर्चस्व गाजवते विश्व. T2K संशोधकांनी नुकतेच न्यूट्रिनोमध्ये संभाव्य चार्ज-पॅरिटी उल्लंघन आणि संबंधित अँटी-न्यूट्रिनो दोलनांची घटना दर्शविली आहे. हे का समजून घेण्यासाठी एक पाऊल पुढे आहे बाब वर वर्चस्व गाजवते विश्व.
बिग बँग (जे सुमारे 13.8 अब्ज वर्षांपूर्वी घडले) आणि भौतिकशास्त्राचे इतर संबंधित सिद्धांत सूचित करतात की सुरुवातीच्या काळात विश्व रेडिएशन 'प्रबळ' होते आणि 'बाब' आणि ते 'प्रतिपदार्थ' समान प्रमाणात अस्तित्वात आहे.
पण विश्व आज आपल्याला माहित आहे की 'मॅटर' प्रबळ आहे. का? हे सर्वात वेधक रहस्यांपैकी एक आहे विश्व. (एक्सएनयूएमएक्स).
अगोदर निर्देश केलेल्या बाबीसंबंधी बोलताना विश्व आज आपल्याला माहित आहे की 'पदार्थ' आणि 'अँटीमॅटर' च्या समान प्रमाणात सुरुवात झाली आहे, निसर्गाच्या नियमानुसार दोन्ही जोड्यांमध्ये तयार केले गेले आणि नंतर 'कॉस्मिक बॅकग्राउंड रेडिएशन' म्हणून ओळखले जाणारे किरणोत्सर्ग वारंवार निर्माण करून नष्ट केले गेले. बिग बँगच्या सुमारे 100 मायक्रो सेकंदांच्या आत पदार्थ (कण) प्रत्येक अब्जांपैकी एक म्हणुन प्रतिकणांची संख्या वाढू लागले आणि काही सेकंदात सर्व प्रतिद्रव्य नष्ट झाले आणि फक्त पदार्थ मागे राहिले.
अशी कोणती प्रक्रिया किंवा यंत्रणा आहे ज्यामुळे द्रव्य आणि प्रतिपदार्थ यांच्यात असा फरक किंवा विषमता निर्माण होईल?
1967 मध्ये, रशियन सैद्धांतिक भौतिकशास्त्रज्ञ आंद्रेई सखारोव्ह यांनी असमतोल (किंवा वेगवेगळ्या दरांनी पदार्थ आणि प्रतिपदार्थांचे उत्पादन) घडण्यासाठी तीन अटी आवश्यक आहेत. विश्व. प्रथम सखारोव्ह स्थिती म्हणजे बॅरिओन संख्या (एक क्वांटम संख्या जी परस्परसंवादामध्ये संरक्षित राहते) उल्लंघन. याचा अर्थ असा की प्रोटॉन अत्यंत हळूवारपणे न्यूट्रल पायन आणि पॉझिट्रॉन सारख्या हलक्या उपपरमाण्विक कणांमध्ये क्षय झाला. त्याचप्रमाणे, एक प्रतिप्रोटॉन एक pion आणि एक इलेक्ट्रॉन मध्ये क्षय झाला. दुसरी अट म्हणजे चार्ज संयुग्मन सममिती, C, आणि चार्ज संयुग्मन-पॅरिटी सममितीचे उल्लंघन, CP याला चार्ज-पॅरिटी उल्लंघन देखील म्हणतात. तिसरी अट अशी आहे की बॅरिऑन-असममिती निर्माण करणारी प्रक्रिया औष्णिक समतोल नसावी कारण जलद विस्तारामुळे जोडी-नाशाची घटना कमी होते.
हा सखारोव्हचा सीपी उल्लंघनाचा दुसरा निकष आहे, जो कण आणि त्यांच्या प्रतिकणांमधील विषमतेचे एक उदाहरण आहे जे त्यांचे क्षय कसे होते याचे वर्णन करते. कण आणि प्रतिकणांच्या वर्तनाची, म्हणजे त्यांची हालचाल, परस्परसंवाद आणि क्षय यांची तुलना करून, शास्त्रज्ञ त्या विषमतेचा पुरावा शोधू शकतात. CP उल्लंघन हे पुरावे प्रदान करते की काही अज्ञात भौतिक प्रक्रिया पदार्थ आणि प्रतिपदार्थाच्या भिन्न उत्पादनासाठी जबाबदार आहेत.
इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक आणि 'मजबूत परस्परसंवाद' C आणि P अंतर्गत सममितीय म्हणून ओळखले जातात आणि परिणामी ते उत्पादन CP (3) अंतर्गत देखील सममित असतात. ''तथापि, हे 'कमकुवत परस्परसंवादासाठी' आवश्यक नाही, जे C आणि P दोन्ही सममितींचे उल्लंघन करते'' प्रो. बी.ए. रॉबसन म्हणतात. ते पुढे म्हणतात की "कमकुवत परस्परसंवादामध्ये CP चे उल्लंघन हे सूचित करते की अशा भौतिक प्रक्रियांमुळे बॅरिऑन नंबरचे अप्रत्यक्ष उल्लंघन होऊ शकते जेणेकरून पदार्थ निर्मितीला प्रतिपदार्थ निर्मितीपेक्षा प्राधान्य दिले जाईल". नॉन-क्वार्क कण कोणतेही CP उल्लंघन दर्शवत नाहीत तर क्वार्कमधील CP उल्लंघन खूपच लहान आहे आणि पदार्थ आणि प्रतिपदार्थ निर्मितीमध्ये फरक करण्यासाठी ते नगण्य आहेत. तर, लेप्टॉनमध्ये सीपीचे उल्लंघन (न्यूट्रीनोंच्या) महत्वाचे बनले आणि जर ते सिद्ध झाले तर ते का उत्तर देईल विश्व पदार्थ प्रबळ आहे.
जरी CP सममिती उल्लंघन अद्याप निर्णायकपणे सिद्ध करणे बाकी आहे (1) परंतु T2K टीमने अलीकडेच नोंदवलेले निष्कर्ष असे दर्शवतात की शास्त्रज्ञ खरोखरच त्याच्या जवळ आहेत. T2K (टोकाई ते कामिओका) (2) येथे अत्यंत अत्याधुनिक प्रयोगांद्वारे कणाकडून इलेक्ट्रॉन आणि न्यूट्रिनोमधील संक्रमण प्रतिकणापासून इलेक्ट्रॉन आणि अँटीन्यूट्रिनोमध्ये संक्रमणास अनुकूल असल्याचे प्रथमच सिद्ध झाले आहे. T2K म्हणजे जपानी प्रोटॉन एक्सीलरेटर रिसर्च कॉम्प्लेक्स (J-Parc) प्रयोगशाळांच्या जोडीला टोकाई आणि सुपर-कामिओकांडे भूमिगत न्यूट्रिनो वेधशाळा कामिओका, जपान, सुमारे 300 किमी वेगळे. टोकाई येथील प्रोटॉन प्रवेगकाने उच्च ऊर्जेच्या टक्करांमधून कण आणि प्रतिकण निर्माण केले आणि कामिओका येथील शोधकांनी अत्यंत अचूक मोजमाप करून न्यूट्रिनो आणि त्यांचे प्रतिद्रव्य प्रतिरूप, प्रतिन्यूट्रिनो यांचे निरीक्षण केले.
T2K मधील अनेक वर्षांच्या डेटाच्या विश्लेषणानंतर, शास्त्रज्ञ डेल्टा-CP नावाचे पॅरामीटर मोजू शकले, जे न्यूट्रिनो ऑसिलेशनमध्ये CP सममिती ब्रेकिंग नियंत्रित करते आणि न्यूट्रिनो रेट वाढविण्यास विसंगत किंवा प्राधान्य शोधून काढले ज्यामुळे अखेरीस होऊ शकते. न्यूट्रिनो आणि अँटीन्यूट्रिनो ज्या प्रकारे दोलायमान होतात त्या प्रकारे सीपी उल्लंघनाची पुष्टी. T2K टीमने शोधलेले परिणाम 3-सिग्मा किंवा 99.7% आत्मविश्वास पातळीच्या सांख्यिकीय महत्त्वावर लक्षणीय आहेत. न्यूट्रिनोचा समावेश असलेल्या सीपी उल्लंघनाची पुष्टी ही एक मैलाचा दगड आहे विश्व. मोठ्या डेटाबेससह पुढील प्रयोग हे लेप्टोनिक CP सममितीचे उल्लंघन क्वार्कमधील CP उल्लंघनापेक्षा मोठे आहे की नाही हे तपासतील. तसे असेल तर शेवटी का या प्रश्नाचे उत्तर आपल्याला मिळेल विश्व पदार्थ प्रबळ आहे.
जरी T2K प्रयोग स्पष्टपणे स्थापित करत नाही की CP सममिती उल्लंघन झाले आहे परंतु हा एक मैलाचा दगड आहे या अर्थाने की तो वर्धित इलेक्ट्रॉन न्यूट्रॉन दरासाठी एक मजबूत प्राधान्य दर्शवितो आणि CP सममिती उल्लंघनाची घटना सिद्ध करण्यासाठी आम्हाला जवळ घेऊन जातो आणि शेवटी उत्तर 'का विश्व पदार्थ प्रबळ आहे'.
***
संदर्भ:
1. टोकियो युनिव्हर्सिटी, 2020. ''T2K परिणाम न्यूट्रिनो सीपी फेजची संभाव्य मूल्ये प्रतिबंधित करतात -...'' प्रेस रिलीज 16 एप्रिल 2020 रोजी प्रकाशित. येथे ऑनलाइन उपलब्ध http://www.icrr.u-tokyo.ac.jp/en/news/8799/ 17 एप्रिल 2020 रोजी प्रवेश केला.
2. T2K कोलाबोरेशन, 2020. न्यूट्रिनो ऑसिलेशन्समध्ये मॅटर-एंटीमेटर सममिती-उल्लंघन टप्प्यावर प्रतिबंध. निसर्ग खंड 580, पृष्ठे339–344(2020). प्रकाशित: 15 एप्रिल 2020. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2177-0
3. रॉबसन, बीए, 2018. द मॅटर-अँटीमेटर असममिती समस्या. जर्नल ऑफ हाय एनर्जी फिजिक्स, ग्रॅव्हिटेशन अँड कॉस्मॉलॉजी, 4, 166-178. https://doi.org/10.4236/jhepgc.2018.41015
***
