लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर को अब तक के सबसे भारी एंटीमैटर कण का पहला प्रमाण मिला है

दुनिया के सबसे विशाल विज्ञान प्रयोग ने अब तक पाए गए सबसे भारी एंटीमैटर कण के संकेत का पता लगाते हुए इसे फिर से किया है।
इसका मतलब है लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर (एलएचसी), सबसे बड़ा शक्तिशाली कण त्वरक अब तक निर्मित, ने वैज्ञानिकों को उन स्थितियों की एक झलक दी है जो तब अस्तित्व में थीं जब ब्रह्मांड एक सेकंड से भी कम पुराना था। एंटीमैटर कण हाइपरहीलियम-4 नामक विशाल पदार्थ कण का भागीदार है, और इसकी खोज से वैज्ञानिकों को इस रहस्य से निपटने में मदद मिल सकती है कि नियमित पदार्थ ब्रह्मांड पर हावी क्यों हो गया, इस तथ्य के बावजूद कि पदार्थ और एंटीमैटर भोर में समान मात्रा में बनाए गए थे। समय का.
इस असंतुलन को “पदार्थ-प्रतिपदार्थ विषमता” के रूप में जाना जाता है। पदार्थ के कण और प्रतिपदार्थ के कण संपर्क में आने पर नष्ट हो जाते हैं, और अपनी ऊर्जा वापस ब्रह्मांड में छोड़ देते हैं। इसका तात्पर्य यह है कि यदि ब्रह्मांड में दोनों के बीच असंतुलन जल्दी पैदा नहीं हुआ होता, तो ब्रह्मांड वास्तव में बहुत अधिक खाली और कम दिलचस्प जगह होती।
एलएचसी प्रारंभिक ब्रह्मांड के बारे में प्रतिमान-परिवर्तनकारी खोजों के लिए कोई अजनबी नहीं है। स्विट्जरलैंड के जिनेवा के पास आल्प्स के नीचे 17-मील (27-किलोमीटर) लंबे लूप में चलने वाला, एलएचसी अपनी खोज के लिए सबसे प्रसिद्ध है हिग्स बोसोन कणहिग्स फील्ड का “संदेशवाहक” जो भोर में अन्य कणों को उनका द्रव्यमान देने के लिए जिम्मेदार है।
एलएचसी पर होने वाली टक्करें पदार्थ की एक अवस्था उत्पन्न करती हैं जिसे “क्वार्क-ग्लूऑन प्लाज़्मा” कहा जाता है। प्लाज़्मा का यह घना समुद्र पदार्थ के “आदिम सूप” के समान है जिसने ब्रह्मांड को एक सेकंड के लगभग दस लाखवें हिस्से में भर दिया था महा विस्फोट।
विदेशी “हाइपरन्यूक्लियाई” और उनके एंटीमैटर समकक्ष इस क्वार्क-ग्लूऑन प्लाज्मा से निकलते हैं, जिससे वैज्ञानिकों को प्रारंभिक ब्रह्मांड की स्थितियों की एक झलक मिलती है।
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देखने वाले शीशे के माध्यम से ऐलिस
हाइपरन्यूक्लियस में सामान्य परमाणु नाभिक की तरह प्रोटॉन और न्यूट्रॉन होते हैं और “हाइपरॉन” नामक अस्थिर कण भी होते हैं। प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की तरह, हाइपरॉन “क्वार्क” नामक मौलिक कणों से बने होते हैं। जबकि प्रोटॉन और न्यूट्रॉन में दो प्रकार के क्वार्क होते हैं जिन्हें अप और डाउन क्वार्क के रूप में जाना जाता है, हाइपरॉन में एक या अधिक तथाकथित “अजीब क्वार्क” होते हैं।
हाइपरन्यूक्लियस की खोज सबसे पहले कॉस्मिक किरणों, आवेशित कणों की बौछारों में की गई थी जो लगभग सात दशक पहले गहरे अंतरिक्ष से पृथ्वी पर बरसते थे। हालाँकि, वे प्रकृति में बहुत कम पाए जाते हैं और प्रयोगशाला में बनाना और अध्ययन करना कठिन होता है। इसने उन्हें कुछ हद तक रहस्यमय बना दिया है।
हाइपरन्यूक्लियस के पहले साक्ष्य की खोज, जो हाइपरहीलियम-4 का एक एंटीमैटर समकक्ष है, एलएचसी डिटेक्टर एलिस में किया गया था।
जबकि एलएचसी में अधिकांश नौ प्रयोग, प्रत्येक अपने स्वयं के डिटेक्टर के साथ, प्रकाश की गति के करीब प्रोटॉन को एक साथ पटक कर अपने परिणाम उत्पन्न करते हैं, एलिस सहयोग बहुत भारी कणों, आमतौर पर सीसा नाभिक, या को एक साथ पटक कर क्वार्क-ग्लूऑन प्लाज्मा बनाता है। “आयन।”
लौह आयनों की टक्कर (कहने का प्रयास करें कि दस गुना तेज) महत्वपूर्ण मात्रा में हाइपरन्यूक्लियस उत्पन्न करने के लिए आदर्श है। फिर भी हाल तक, भारी-आयन टकराव का संचालन करने वाले वैज्ञानिक केवल सबसे हल्के हाइपरन्यूक्लियस, हाइपरट्रिटन और उसके एंटीमैटर पार्टनर, एंटीहाइपरट्रिटन का अवलोकन करने में सफल रहे थे।
इससे पहले 2024 तक वैज्ञानिकों ने एंटीहाइपरहाइड्रोजन-4 का पता लगाने के लिए न्यूयॉर्क में रिलेटिविस्टिक हेवी आयन कोलाइडर (आरएचआईसी) का इस्तेमाल किया था, जो एक एंटीप्रोटॉन, दो एंटीन्यूट्रॉन और एक क्वार्क युक्त कण जिसे “एंटीलैम्ब्डा” कहा जाता है, से बना होता है।
अब, एलिस ने इसके बाद एक भारी एंटी-हाइपरन्यूक्लियी कण, एंटीहाइपरहेलियम-4 का पता लगाया है, जो दो एंटीप्रोटोन, एक एंटीन्यूट्रॉन और एक एंटीलैम्ब्डा से बना है।
सीसा-सीसा टकराव और एलआईसीई डेटा जिसने एलएचसी पर अब तक के सबसे भारी एंटीमैटर हाइपरन्यूक्लियस का पता लगाया, वह वास्तव में 2018 का है।
एंटीहाइपरहीलियम-4 की पहचान इसके अन्य कणों में क्षय होने और इन कणों का पता लगाने से पता चली।
ALICE के वैज्ञानिकों ने मशीन-लर्निंग तकनीक का उपयोग करके डेटा से एंटीहाइपरहेलियम -4 के हस्ताक्षर को छेड़ा जो सहयोग की सामान्य खोज तकनीकों से बेहतर प्रदर्शन कर सकता है।
एंटीहाइपरहीलियम-4 और एंटीहाइपरहाइड्रोजन-4 के साक्ष्य खोजने के अलावा, ऐलिस टीम उनके द्रव्यमान को भी निर्धारित करने में सक्षम थी, जो वर्तमान के साथ अच्छे समझौते में थे। कण भौतिकी सिद्धांत.
वैज्ञानिक सीसा-सीसा टकराव में उत्पन्न इन कणों की मात्रा निर्धारित करने में भी सक्षम थे।
उन्होंने इन संख्याओं को ALICE डेटा के अनुरूप पाया, जो इंगित करता है कि एंटीमैटर और पदार्थ समान मात्रा में क्वार्क-ग्लूऑन प्लाज्मा से उत्पादित होते हैं जो कि एलएचसी तक पहुंचने में सक्षम ऊर्जा स्तर पर उत्पादित होते हैं।
ब्रह्मांड के पदार्थ/एंटीमैटर असंतुलन का कारण अज्ञात है, लेकिन एंटीहाइपरहीलियम-4 और एंटीहाइपरहाइड्रोजन-4 इस रहस्य में महत्वपूर्ण सुराग प्रदान कर सकते हैं।