गहरे भूमिगत प्रयोगों के परिणाम विसंगति की पुष्टि करते हैं: संभव नई मौलिक भौतिकी

बाक्सन एक्सपेरिमेंट ऑन स्टेरिल ट्रांसफॉर्मेशन (बेस्ट) के नए परिणाम एक विसंगति की पुष्टि करते हैं जो एक नई भौतिक क्षमता को इंगित करता है।

बाँझ न्यूट्रिनो, विषम परिणामों की व्याख्या के बीच भौतिकी के मूल सिद्धांत।

नए वैज्ञानिक निष्कर्ष पिछले प्रयोगों में देखी गई एक विसंगति की पुष्टि करते हैं, जो एक नए अभी तक पुष्टि किए गए प्राथमिक कण, बाँझ न्यूट्रिनो को इंगित कर सकता है, या एक पहलू के लिए एक नए स्पष्टीकरण की आवश्यकता को इंगित कर सकता है। मानक मॉडल भौतिकी, जैसे न्यूट्रिनो क्रॉस-सेक्शन, जिसे पहली बार 60 साल पहले मापा गया था। लॉस एलामोस नेशनल लेबोरेटरी प्रमुख अमेरिकी संस्थान है जो बाक्सन एक्सपेरिमेंट ऑन स्टेरिल ट्रांसफॉर्मेशन (बेस्ट) में सहयोग कर रहा है, जिसके परिणाम हाल ही में पत्रिकाओं में प्रकाशित हुए थे। शारीरिक समीक्षा पत्र और यह शारीरिक समीक्षा सी.

“परिणाम बहुत रोमांचक हैं,” डेटा का मूल्यांकन करने वाली टीमों में से एक के वरिष्ठ विश्लेषक और लॉस एलामोस में भौतिकी विभाग के एक सदस्य स्टीव इलियट ने कहा। “यह निश्चित रूप से पिछले प्रयोगों में देखी गई विसंगतियों की पुष्टि करता है। लेकिन इसका अर्थ स्पष्ट नहीं है। अब इसके बारे में परस्पर विरोधी परिणाम हैं बाँझ न्यूट्रिनो. यदि परिणाम बुनियादी परमाणु या परमाणु भौतिकी की गलतफहमी का संकेत देते हैं, तो यह भी दिलचस्प होगा। ”लॉस एलामोस टीम के अन्य सदस्यों में राल्फ मासार्स्की और एनुक किम शामिल हैं।

रूस में काकेशस पर्वत में बक्सन न्यूट्रिनो वेधशाला में गहरे भूमिगत स्थित, दो गैलियम क्षेत्रों का पूरा लक्ष्य, बाईं ओर, गैलियम का एक आंतरिक और बाहरी जलाशय होता है, जो एक इलेक्ट्रॉन न्यूट्रिनो स्रोत द्वारा विकिरणित होता है। क्रेडिट: ए.ए. शिखिन

रूसी काकेशस पर्वत में बक्सन न्यूट्रिनो वेधशाला में एक मील से अधिक भूमिगत क्रोमियम 51 के 26 रेडियोधर्मी डिस्क, क्रोमियम का एक कृत्रिम रेडियोधर्मी आइसोटोप और इलेक्ट्रॉन न्यूट्रिनो का 3.4 मेगापिक्यूरी स्रोत, गैलियम आंतरिक और बाहरी टैंक विकिरण, नरम सामग्री के लिए सबसे अच्छा उपयोग किया जाता है। , चांदी धातु पिछले प्रयोगों में भी, हालांकि पहले इसका इस्तेमाल एक ही टैंक में किया जाता था। क्रोमियम 51 और गैलियम के इलेक्ट्रॉन न्यूट्रिनो के बीच प्रतिक्रिया से आइसोटोप जर्मेनियम 71 का उत्पादन होता है।

सैद्धांतिक मॉडलिंग के आधार पर जर्मेनियम-71 के उत्पादन की मापी गई दर अपेक्षा से 20-24% कम थी। यह विसंगति पिछले प्रयोगों में देखी गई विसंगतियों के अनुरूप है।

BEST सौर न्यूट्रिनो प्रयोग, सोवियत-अमेरिकी गैलियम प्रयोग (SAGE) पर आधारित है, जिसमें 1980 के दशक के उत्तरार्ध में लॉस एलामोस नेशनल लेबोरेटरी का प्रमुख योगदान था। उस प्रयोग में उच्च घनत्व वाले गैलियम और न्यूट्रिनो स्रोतों का भी इस्तेमाल किया गया था। उस प्रयोग और अन्य के परिणामों ने इलेक्ट्रॉन न्यूट्रिनो में कमी का संकेत दिया – अपेक्षित और वास्तविक परिणामों के बीच एक विसंगति जिसे “गैलियम विसंगति” के रूप में जाना जाता है। कमी के लिए स्पष्टीकरण इलेक्ट्रॉन न्यूट्रिनो और बाँझ न्यूट्रिनो राज्यों के बीच दोलनों का प्रमाण हो सकता है।

26 रेडियोधर्मी क्रोमियम -51 डिस्क की एक सरणी इलेक्ट्रॉन न्यूट्रिनो का स्रोत है जो गैलियम के साथ बातचीत करती है और जर्मेनियम -71 का उत्पादन दरों पर करती है जिसे अपेक्षित दरों के खिलाफ मापा जा सकता है। क्रेडिट: ए.ए. शिखिन

सर्वोत्तम प्रयोग में भी यही विसंगति दोहराई गई। संभावित स्पष्टीकरण में फिर से एक बाँझ न्यूट्रिनो में दोलन शामिल हैं। एक काल्पनिक कण डार्क मैटर का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बना सकता है, माना जाता है कि पदार्थ का एक संभावित रूप भौतिक ब्रह्मांड के विशाल बहुमत को बनाता है। इस व्याख्या को और अधिक परीक्षण की आवश्यकता हो सकती है, क्योंकि प्रत्येक टैंक के लिए माप लगभग समान था, यद्यपि अपेक्षा से कम था।

विसंगति के लिए अन्य स्पष्टीकरणों में यह संभावना शामिल है कि प्रयोग के सैद्धांतिक इनपुट में गलतफहमी है – कि भौतिकी को स्वयं सुधार की आवश्यकता है। इलियट बताते हैं कि इलेक्ट्रॉन न्यूट्रिनो के क्रॉस-सेक्शन को पहले इन ऊर्जाओं पर नहीं मापा गया है। उदाहरण के लिए, क्रॉस सेक्शन की माप के लिए सैद्धांतिक प्रविष्टि, जिसकी पुष्टि करना मुश्किल है, परमाणु नाभिक में इलेक्ट्रॉन घनत्व है।

प्रयोग की कार्यप्रणाली की सावधानीपूर्वक समीक्षा की गई ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि अनुसंधान के पहलुओं में त्रुटियां न हों, जैसे कि विकिरण स्रोत प्लेसमेंट या गिनती प्रणाली संचालन। प्रयोग के भविष्य के पुनरावृत्तियों, यदि प्रदर्शन किया जाता है, तो उच्च ऊर्जा के साथ एक अलग विकिरण स्रोत, लंबा आधा जीवन, और कम दोलन तरंग दैर्ध्य के प्रति संवेदनशीलता शामिल हो सकती है।

सन्दर्भ:

वी.वी. बारिनोव एट अल।, 9 जून 2022, यहां उपलब्ध है। शारीरिक समीक्षा पत्र.
डीओआई: 10.1103/फिजरेवलेट.128.232501

“सर्वश्रेष्ठ प्रयोग में बाँझ राज्यों में इलेक्ट्रॉन-न्यूट्रिनो संक्रमण की खोज” वी. वी. बारिनोव एट अल द्वारा, 9 जून 2022, यहां उपलब्ध है। शारीरिक समीक्षा सी.
डीओआई: 10.1103/PhysRevC.105.065502

अनुदान: ऊर्जा विभाग, विज्ञान कार्यालय, परमाणु भौतिकी कार्यालय।