सर्न में एलएचसीबी प्रयोग पर काम कर रहे भौतिकविदों ने एक ऐसे कण क्षय के साक्ष्य खोजे हैं जो इतना दुर्लभ है कि लगभग 10 अरब क्षयों में एक बार होता है, जिससे 40 वर्ष से अधिक चली खोज समाप्त हो गई है।
यह परिणाम एक ब्यूटी कण से संबंधित है — एक अल्पजीवी हैड्रॉन जिसमें बॉटम क्वार्क होता है — जो लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर के भीतर उच्च-ऊर्जा प्रोटॉन टकरावों में उत्पन्न होता है। सहयोग ने इस सप्ताह यह अवलोकन रिपोर्ट किया।
दुर्लभ क्षय का पीछा क्यों फायदेमंद है
दुर्लभ क्षय इसलिए उपयोगी हैं क्योंकि वे दुर्लभ हैं। मानक मॉडल में, किसी दिए गए क्षय की प्रायिकता की उच्च परिशुद्धता से गणना की जा सकती है। यदि कोई प्रयोग उस भविष्यवाणी से भिन्न दर मापता है, तो यह अंतर उन कणों या बलों की ओर संकेत करेगा जो अभी तक नहीं देखे गए हैं।
इसलिए अपेक्षित दर पर क्षय का पता लगाना यह परीक्षण है कि मानक चित्र उस जगह पर टिका रहता है जहाँ वह टूट सकता था। यह उन कई प्रस्तावित मॉडलों को भी बाहर करता है जिन्होंने अलग दर की भविष्यवाणी की थी।
मापन कैसे किया गया
एलएचसीबी डिटेक्टर प्रोटॉन के टकरावों में उत्पन्न कणों की पहचान करने और कम दूरियों में उनके पथों को ट्रैक करने के लिए बनाया गया है। ब्यूटी कण डिटेक्टर के भीतर एक नैनोसेकंड के अंश में क्षय हो जाते हैं, इसलिए प्रयोग यह पुनर्निर्माण करने के लिए सटीक ट्रैकिंग और कण पहचान पर निर्भर करता है कि क्या उत्पन्न हुआ और वह कैसे टूटा।
संकेत को पृष्ठभूमि से अलग करने के लिए कई वर्षों के संचालन में एकत्र किए गए बहुत बड़े डेटासेट का विश्लेषण आवश्यक था। सहयोग ने कहा कि परिणाम मानक मॉडल से मेल खाता है, और यह मापन अब नए-भौतिकी मॉडलों की कई श्रेणियों पर सख्त सीमाएँ तय करता है।
आगे क्या होगा
लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर उन्नयन की अवधि में प्रवेश कर रहा है जिसका उद्देश्य टकरावों की दर और दर्ज किए गए डेटा की मात्रा बढ़ाना है। अधिक डेटा एलएचसीबी को अवलोकन की पुष्टि करने और संबंधित क्षयों को अधिक परिशुद्धता से मापने की अनुमति देगा।
भौतिकविदों ने लंबे समय से अपेक्षा की है कि नई भौतिकी, यदि सुलभ ऊर्जाओं पर मौजूद है, तो पहले उन प्रक्रियाओं में दिखेगी जो मानक मॉडल में भारी रूप से दबी हुई हैं। अब तक उन खोजों में विचलन के बजाय सहमति मिली है, जो स्वयं एक परिणाम है: यह सिद्धांतकारों को बताता है कि नए कण कहाँ छिप नहीं सकते।