नए शोध से पता चलता है कि प्रोटॉन में हमारे विचार से अधिक “आकर्षण” हो सकता है।
एक प्रोटॉन उप-परमाणु कणों में से एक है जो एक परमाणु के नाभिक का निर्माण करता है। प्रोटॉन जितने छोटे होते हैं, वे और भी छोटे से बने होते हैं प्राथमिक कण क्वार्क के रूप में जाना जाता है, जो विभिन्न प्रकार के “स्वादों” या प्रकारों में आते हैं: ऊपर, नीचे, अजीब, आकर्षण, नीचे और ऊपर। आमतौर पर, एक प्रोटॉन को दो अप क्वार्क और एक डाउन क्वार्क से बना माना जाता है।
लेकिन एक नए अध्ययन से पता चलता है कि यह उससे कहीं अधिक जटिल है। प्रोटॉन में एक आकर्षण क्वार्क भी हो सकता है, एक प्राथमिक कण जो प्रोटॉन के द्रव्यमान का 1.5 गुना है। यहां तक कि अजीब, जब प्रोटॉन में आकर्षण क्वार्क होता है, तब भी भारी कण केवल प्रोटॉन के द्रव्यमान का लगभग आधा होता है।
खोज सभी की संभाव्य दुनिया के लिए नीचे आती है क्वांटम भौतिकी. हालांकि आकर्षण क्वार्क भारी है, एक प्रोटॉन में इसके अस्तित्व में आने की संभावना काफी कम है, इसलिए उच्च द्रव्यमान और छोटा मौका मूल रूप से एक दूसरे को रद्द कर देता है। दूसरा तरीका रखो, आकर्षण क्वार्क का पूरा द्रव्यमान प्रोटॉन द्वारा नहीं लिया जाता है, भले ही आकर्षण क्वार्क हो, विज्ञान समाचार ने बताया.
हालांकि प्रोटॉन की संरचना के लिए मौलिक हैं परमाणुओं – जो सभी मामलों को बनाते हैं – वे भी बहुत जटिल हैं। भौतिक विज्ञानी वास्तव में प्रोटॉन की मौलिक संरचना को नहीं जानते हैं। क्वांटम भौतिकी का मानना है कि अप और डाउन क्वार्क मौजूद होने के अलावा, अन्य क्वार्क अभी और फिर प्रोटॉन में पॉप हो सकते हैं, मिलान विश्वविद्यालय के एक भौतिक विज्ञानी स्टेफानो फोर्ट ने पॉडकास्ट को बताया नेचर ब्रीफिंग (नए टैब में खुलता है). फोर्ट नए पेपर के सह-लेखक थे, जो पत्रिका में प्रकाशित प्रोटॉन में आकर्षण क्वार्क के सबूत दिखा रहे थे। प्रकृति (नए टैब में खुलता है) अगस्त 17.
क्वार्क छह प्रकार के होते हैं। तीन प्रोटॉन से भारी हैं और तीन प्रोटॉन से हल्के हैं। आकर्षण क्वार्क भारी बैच में सबसे हल्का है, इसलिए शोधकर्ता यह पता लगाने के लिए इसके साथ शुरुआत करना चाहते थे कि क्या प्रोटॉन में खुद से भारी क्वार्क हो सकता है। उन्होंने 35 साल के पार्टिकल-स्मैशिंग डेटा के लिए एक नया दृष्टिकोण अपनाकर ऐसा किया।
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उप-परमाणु और प्राथमिक कणों की संरचना के बारे में जानने के लिए, शोधकर्ताओं ने कण त्वरक जैसे कण त्वरक पर ब्लिस्टरिंग गति से एक दूसरे के खिलाफ कणों को फेंक दिया लार्ज हैड्रान कोलाइडरजिनेवा के पास स्थित दुनिया का सबसे बड़ा एटम स्मैशर। गैर-लाभकारी एनएनपीडीएफ सहयोग के साथ वैज्ञानिकों ने 1980 के दशक में वापस जाने वाले इस कण-मुंहतोड़ डेटा को इकट्ठा किया, जिसमें प्रयोगों के उदाहरण भी शामिल हैं जिनमें फोटॉनोंइलेक्ट्रॉन, म्यूऑन, न्युट्रीनो और यहां तक कि अन्य प्रोटॉन भी प्रोटॉन में दुर्घटनाग्रस्त हो गए। इन टकरावों से निकलने वाले मलबे को देखकर शोधकर्ता कणों की मूल स्थिति का पुनर्निर्माण कर सकते हैं।
नए अध्ययन में, वैज्ञानिकों ने इस सभी टकराव डेटा को एक मशीन-लर्निंग एल्गोरिदम को सौंप दिया, जो बिना किसी पूर्वकल्पित धारणा के पैटर्न देखने के लिए डिज़ाइन किया गया था कि संरचनाएं कैसे दिख सकती हैं। एल्गोरिदम ने संभावित संरचनाएं और संभावना है कि वे वास्तव में मौजूद हो सकते हैं।
अध्ययन में एक आकर्षण क्वार्क खोजने का “छोटा लेकिन नगण्य नहीं” मौका मिला, फोर्ट ने नेचर ब्रीफिंग को बताया। शोधकर्ताओं के लिए प्रोटॉन में आकर्षण क्वार्क की निर्विवाद खोज की घोषणा करने के लिए साक्ष्य का स्तर पर्याप्त नहीं था, लेकिन परिणाम “पहला ठोस सबूत” हैं कि यह वहां हो सकता है, फोर्ट ने कहा।
प्रोटॉन की संरचना महत्वपूर्ण है, फोर्ट ने कहा, क्योंकि नए प्राथमिक कणों की खोज के लिए, भौतिकविदों को सिद्धांतों के सुझाव और वास्तव में क्या देखा गया है, में मामूली अंतर को उजागर करना होगा। इसके लिए उप-परमाणु संरचनाओं के अत्यंत सटीक माप की आवश्यकता होती है।
अभी के लिए, भौतिकविदों को अभी भी एक प्रोटॉन के भीतर मायावी “आकर्षण” पर अधिक डेटा की आवश्यकता है। भविष्य के प्रयोग, जैसे कि अप्टन, न्यूयॉर्क में ब्रुकहेवन नेशनल लेबोरेटरी में नियोजित इलेक्ट्रॉन-आयन कोलाइडर, मदद कर सकते हैं, इलिनोइस के बटाविया में फर्मिलैब के एक सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी टिम हॉब्स ने साइंस न्यूज को बताया।
मूल रूप से लाइव साइंस पर प्रकाशित।