प्रकाश की गति के करीब प्रोटॉनों को आपस में टकराते हुए, सर्न (CERN) के शोधकर्ताओं ने पदार्थ के सबसे दुर्लभ क्षय में से एक का साक्ष्य ढूंढ निकाला है। यह घटना इतनी दुर्लभ है कि भौतिकी वैज्ञानिक पिछले चार दशकों से अधिक समय से इसे देखने की उम्मीद लगाए बैठे थे। इस टक्कर के दौरान कई तरह के कण उत्पन्न हुए, जिनमें न्यूट्रल बी मेसन (neutral B mesons) के रूप में जाने जाने वाले कण भी शामिल थे। वैज्ञानिकों को ऐसे संकेत मिले हैं जिनसे यह पता चलता है कि इनमें से एक कण मियॉन और एंटीमियॉन में क्षयित हो गया था।
कणों का क्षय और उनका अध्ययन
मेसन कण लगातार क्षयित होते रहते हैं। परमाणु से भी छोटे ये सूक्ष्म कण अन्य कणों के बीच होने वाली टक्करों से बनते हैं और कुछ ही समय के लिए अस्तित्व में रहते हैं, जिसके बाद वे अन्य कणों में बदल जाते हैं। दूसरी ओर, मियॉन उन इलेक्ट्रॉनों के समान होते हैं जो परमाणुओं में पाए जाते हैं, लेकिन वे लगभग 200 गुना अधिक भारी होते हैं। वैज्ञानिक इन कणों और उनके क्षय का अध्ययन मौजूदा भौतिकी के सिद्धांतों का परीक्षण करने और अज्ञात कणों के सुराग तलाशने के लिए करते हैं।
मानक मॉडल और दुर्लभ क्षय की दर
कण भौतिकी का मुख्य आधार माना जाने वाला मानक मॉडल (Standard Model) यह भविष्यवाणी करता है कि न्यूट्रल बी मेसन के हर 10 अरब क्षय में से यह परिवर्तन केवल एक बार होगा। दूसरे शब्दों में, यदि वैज्ञानिक इन क्षय होने वाले कणों में से 10 अरब का निरीक्षण करें, तो उन्हें औसतन केवल एक मियॉन और एंटीमियॉन मिलने की उम्मीद होगी। यह खोज पहली बार है जब किसी प्रयोग में इस घटना के साक्ष्य प्राप्त हुए हैं। इस शोध के विवरण को शोधकर्ताओं ने arXiv पर एक प्रीप्रिंट के रूप में उपलब्ध कराया है।
चार दशकों की लंबी तलाश और तकनीकी सुधार
अंतरराष्ट्रीय विश्लेषण टीम का सह-नेतृत्व करने वाले मार्को सांतिमारिया (Marco Santimaria) ने सर्न द्वारा जारी एक प्रेस विज्ञप्ति में बताया कि भौतिकविद् 40 से अधिक वर्षों से इस क्षय के पीछे पड़े हुए थे। अत्यधिक पृष्ठभूमि के शोर के बीच से मियॉन को बाहर निकालने के लिए अत्यधिक सटीकता की आवश्यकता होती है। इस प्रक्रिया की असाधारण दुर्लभता ही यह बताती है कि इस खोज तक पहुंचने में दशकों का शोध क्यों लगा है।
लार्ज हैड्रन कोलाइडर के उन्नत उपकरण
वर्ष 2024 में लार्ज हैड्रन कोलाइडर (Large Hadron Collider) में किए गए उन्नयन (upgrades) ने भी इस घटना का अवलोकन करना संभव बनाया है। इस सुधार के कारण डेटा को तेजी से एकत्र करना संभव हो गया, और नई मशीन लर्निंग तकनीकों ने शोधकर्ताओं को उन प्रक्रियाओं की विशाल पृष्ठभूमि को दबाने में सक्षम बनाया जो अन्यथा इन दुर्लभ सौंदर्य-कण क्षय के संकेतों को डुबो देतीं, जैसा कि सर्न ने अपने बयान में बताया है।
जेप्टोवर्स का दायरा और नई संभावनाएं
यह क्षय वैज्ञानिकों के लिए उस सीमा की जांच करने का एक नया रास्ता खोलता है जिसे देखने में वे अब तक सक्षम रहे हैं। फिलहाल, परिणाम वर्तमान भौतिकी की भविष्यवाणियों के अनुकूल हैं, लेकिन भविष्य के माप जेप्टोवर्स (zeptoverse) के लिए अनूठी घटनाओं का खुलासा कर सकते हैं। यह पैमाना उस क्षेत्र का वर्णन करता है जहां दूरियों को जेप्टोमीटर में मापा जाता है (जो एक क्वाड्रिलियनवें मीटर के बराबर है)। इस इकाई को परिप्रेक्ष्य में समझें तो, एक सामान्य परमाणु व्यास में लगभग 100,000 मिलियन जेप्टोमीटर होता है। यह आकार का वही अंतर है जो आपके और आपकी त्वचा की एक कोशिका के बीच होता है।
ब्रह्मांड की शुरुआत के रहस्य
जेप्टोवर्स से परे इससे भी छोटे पैमाने मौजूद हैं, जैसे कि प्लैंक लंबाई, जो जेप्टोमीटर से लगभग 60 खरगोश गुना छोटी है और भौतिकी में सैद्धांतिक रूप से सबसे छोटी संभव इकाई है। वैज्ञानिक अभी भी यह नहीं जानते हैं कि उस स्तर पर वास्तव में कुछ मौजूद है या नहीं, लेकिन यह माना जाता है कि हमारी जानी-पहचानी भौतिकी उस पैमाने पर पूरी तरह से ध्वस्त हो जाती है। हालांकि, यदि वैज्ञानिक इस सूक्ष्म दुनिया तक पहुंच प्राप्त कर सकें, तो यह बिग बैंग के ठीक बाद के पहले सूक्ष्म अंश को समझने में हमारी मदद कर सकता है, जब पूरा ब्रह्मांड उसी आकार का था। लेकिन फिलहाल, वहां क्या हो सकता है, इसका अधिकांश हिस्सा अटकलों के दायरे में ही बना हुआ है।
