இயற்பியலாளர்கள் 30 ஆண்டுகளாக காணாமல் போன நியூட்ரினோக்களின் மர்மத்தை தீர்த்திருக்கலாம்

30 ஆண்டுகால புதிர்

மூன்று தசாப்தங்களாக, இயற்பியலாளர்கள் நியூட்ரினோக்கள் சம்பந்தப்பட்ட சோதனைகளில் நிலையான முரண்பாட்டால் குழப்பமடைந்துள்ளனர்—பொருளுடன் அரிதாகவே தொடர்பு கொள்ளும் பேய் போன்ற துகள்கள். 'கேலியம் ஒழுங்கின்மை' என்று அழைக்கப்படும் இந்த பிரச்சனை முதன்முதலில் 1990 களில் வெளிப்பட்டது, மென்மையான வெள்ளி போன்ற உலோகமான கேலியத்தைப் பயன்படுத்தும் கண்டறிவிகள் கோட்பாட்டு கணிப்புகளை விட குறைவான நியூட்ரினோக்களை தொடர்ந்து கவனித்தபோது. இந்த பற்றாக்குறை ஒரு புதிய வகை துகள், ஒருவேளை ஒரு மலட்டு நியூட்ரினோ இருப்பதற்கான சாத்தியத்தை சுட்டிக்காட்டியது, இது பிரபஞ்சத்தைப் பற்றிய நமது புரிதலுக்கு ஆழமான தாக்கங்களை ஏற்படுத்தும். ஆனால் ஒரு புதிய ஆய்வு, இந்த ஒழுங்கின்மை மிகவும் சாதாரணமான காரணத்தால் விளக்கப்படலாம் என்று கூறுகிறது: இந்த சோதனைகளை அளவீடு செய்யப் பயன்படுத்தப்படும் கணக்கிடப்பட்ட எதிர்வினை விகிதங்களில் உள்ள பிழைகள்.

கேலியம் ஒழுங்கின்மை விளக்கப்பட்டது

கேலியம் அடிப்படையிலான நியூட்ரினோ கண்டறிவிகள் ஒரு குறிப்பிட்ட அணுக்கரு எதிர்வினையைப் பயன்படுத்தி செயல்படுகின்றன: ஒரு நியூட்ரினோ கேலியம்-71 கருவுடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது, அது ஜெர்மானியம்-71 ஆக மாறக்கூடும், ஒரு எலக்ட்ரானை வெளியிடுகிறது. ஜெர்மானியம் உற்பத்தி விகிதத்தை அளவிடுவதன் மூலம், விஞ்ஞானிகள் நியூட்ரினோ பாய்ச்சலை ஊகிக்க முடியும். இருப்பினும், 1990 களில் இருந்து, GALLEX மற்றும் SAGE போன்ற சோதனைகள் எதிர்பார்க்கப்படும் நியூட்ரினோக்களின் எண்ணிக்கையில் சுமார் 10-20% பற்றாக்குறையைப் புகாரளித்துள்ளன. இந்த பற்றாக்குறை ஆரம்பத்தில் மலட்டு நியூட்ரினோக்கள் இருப்பதற்கான சாத்தியத்திற்கு காரணமாக கூறப்பட்டது—பலவீனமான அணுக்கரு விசை வழியாக அல்லாமல் ஈர்ப்பு விசை வழியாக மட்டுமே தொடர்பு கொள்ளும் கற்பனையான துகள்கள். மலட்டு நியூட்ரினோக்கள் இருந்தால், அவை வழக்கமான நியூட்ரினோக்களுடன் ஊசலாடக்கூடும், இது கண்டறிதல் விகிதத்தை குறைக்க வழிவகுக்கும்.

ஆனால் இயற்பியலாளர்கள் குழு வெளியிட்ட புதிய ஆய்வு வேறுபட்ட விளக்கத்தை வழங்குகிறது. கேலியத்தில் நியூட்ரினோ பிடிப்பு விகிதத்திற்கான கோட்பாட்டு கணக்கீடுகள், அணுக்கரு இயற்பியல் மாதிரிகளை அடிப்படையாகக் கொண்டவை, சற்று தவறாக இருக்கலாம் என்று அவர்கள் வாதிடுகின்றனர். இந்த கணக்கீடுகளை திருத்துவதன் மூலம், புதிய இயற்பியல் தேவையின்றி ஒழுங்கின்மை முற்றிலும் மறைந்துவிடும்.

அணுக்கரு இயற்பியலை மறுபரிசீலனை செய்தல்

இந்த குழு 'பெத்தே-ஹீட்லர்' செயல்முறை என்று அழைக்கப்படுவதில் கவனம் செலுத்தியது, இது நியூட்ரினோக்கள் கருக்களுடன் எவ்வாறு தொடர்பு கொள்கின்றன என்பதை விவரிக்கிறது. குறிப்பாக, அவர்கள் சமீபத்திய அணுக்கரு சோதனைகளிலிருந்து மிகவும் துல்லியமான தரவைப் பயன்படுத்தி குறுக்கு வெட்டு—ஒரு நியூட்ரினோ கேலியம் கருவுடன் தொடர்பு கொள்ளும் நிகழ்தகவு—மறு மதிப்பீடு செய்தனர். முன்பு பயன்படுத்தப்பட்ட குறுக்கு வெட்டு மதிப்புகள் மிகைப்படுத்தப்பட்டதாக அவர்கள் கண்டறிந்தனர், இது எதிர்பார்க்கப்படும் நியூட்ரினோ எண்ணிக்கை மிக அதிகமாக இருக்க வழிவகுத்தது. அவர்கள் இந்த மதிப்புகளை சரிசெய்தபோது, கணிக்கப்பட்ட நியூட்ரினோக்களின் எண்ணிக்கை சோதனை நிச்சயமற்ற தன்மைகளுக்குள் கவனிக்கப்பட்ட எண்ணிக்கையுடன் பொருந்தியது.

இந்த கண்டுபிடிப்பு முக்கியமானது, ஏனெனில் இது கேலியம் ஒழுங்கின்மை மலட்டு நியூட்ரினோக்களுக்கான சான்றாக இருக்காது என்று கூறுகிறது. அதற்கு பதிலாக, நியூட்ரினோ சோதனைகளை விளக்குவதில் துல்லியமான அணுக்கரு தரவின் முக்கியத்துவத்தை இது எடுத்துக்காட்டுகிறது. இந்த குழுவின் கணக்கீடுகள் கேலியம் மற்றும் ஜெர்மானியம் ஐசோடோப்புகளின் அணுக்கரு கட்டமைப்பின் விரிவான பகுப்பாய்வை அடிப்படையாகக் கொண்டவை, மிக நவீன கோட்பாட்டு மாதிரிகள் மற்றும் துகள் முடுக்கிகளில் இருந்து சோதனை தரவைப் பயன்படுத்துகின்றன.

நியூட்ரினோ இயற்பியலுக்கான தாக்கங்கள்

புதிய விளக்கம் சரியானதாக இருந்தால், அது நீண்டகால முரண்பாட்டை தீர்க்கும் மற்றும் மலட்டு நியூட்ரினோக்களுக்கான சில தடயங்களில் ஒன்றை நிராகரிக்கும். மலட்டு நியூட்ரினோக்கள் இருண்ட பொருளுக்கான பிரபலமான வேட்பாளர்கள் மற்றும் துகள் இயற்பியலில் பல்வேறு ஒழுங்கின்மைகளை விளக்கக்கூடும், ஆனால் அவற்றின் இருப்பு உறுதிப்படுத்தப்படவில்லை. புதிய ஆய்வு மலட்டு நியூட்ரினோக்களை திட்டவட்டமாக விலக்கவில்லை, ஆனால் அது கேலியம் ஒழுங்கின்மையை அவற்றுக்கான சான்றாக நீக்குகிறது.

இருப்பினும், அனைத்து இயற்பியலாளர்களும் நம்பவில்லை. திருத்தப்பட்ட கணக்கீடுகள் புதிய நிச்சயமற்ற தன்மைகளை அறிமுகப்படுத்தக்கூடும் என்றும், ஒழுங்கின்மை இன்னும் புதிய இயற்பியலின் அறிகுறியாக இருக்கலாம் என்றும் சிலர் வாதிடுகின்றனர். MiniBooNE மற்றும் LSND போன்ற பிற சோதனைகளும் மலட்டு நியூட்ரினோக்களால் விளக்கக்கூடிய ஒழுங்கின்மைகளைப் புகாரளித்துள்ளன என்பதை மற்றவர்கள் சுட்டிக்காட்டுகின்றனர். ஆயினும்கூட, புதிய ஆய்வு ஒரு நம்பத்தகுந்த மற்றும் சோதிக்கக்கூடிய மாற்று விளக்கத்தை வழங்குகிறது.

எதிர்கால சோதனைகள்

விவாதம் தொடரக்கூடும், ஆனால் எதிர்கால சோதனைகள் அதை தீர்க்க உதவக்கூடும். எடுத்துக்காட்டாக, சக்திவாய்ந்த செயற்கை நியூட்ரினோ மூலத்தைப் பயன்படுத்தும் BEST (Baksan Experiment on Sterile Transitions) சோதனை, புதிய கணக்கீடுகளுடன் மறு பகுப்பாய்வு செய்யக்கூடிய தரவை ஏற்கனவே வழங்கியுள்ளது. கூடுதலாக, நியூட்ரினோ பண்புகளை துல்லியமாக அளவிட வடிவமைக்கப்பட்ட JUNO மற்றும் Hyper-Kamiokande போன்ற வரவிருக்கும் சோதனைகள் கூடுதல் நுண்ணறிவுகளை வழங்கக்கூடும்.

புதிய ஆய்வு மிகவும் துல்லியமான அணுக்கரு தரவின் அவசியத்தையும் அடிக்கோடிட்டுக் காட்டுகிறது. நியூட்ரினோ சோதனைகள் அதிக உணர்திறன் அடையும்போது, அடிப்படை அணுக்கரு இயற்பியலின் துல்லியம் பெருகிய முறையில் முக்கியமானதாகிறது. இந்த வேலை நன்கு புரிந்து கொள்ளப்பட்ட செயல்முறைகளில் கூட பெரிய தவறான விளக்கங்களுக்கு வழிவகுக்கும் நுட்பமான பிழைகள் இருக்கலாம் என்பதை நிரூபிக்கிறது.

முடிவு

காணாமல் போன நியூட்ரினோக்களின் 30 ஆண்டுகால மர்மம் இறுதியாக தீர்க்கப்பட்டிருக்கலாம், ஒரு புதிய துகளை கண்டுபிடிப்பதன் மூலம் அல்ல, ஆனால் அறியப்பட்ட இயற்பியலைப் பற்றிய நமது புரிதலை செம்மைப்படுத்துவதன் மூலம். மலட்டு நியூட்ரினோக்களின் இருப்பு ஒரு திறந்த கேள்வியாக இருந்தாலும், அணுக்கரு விவரங்களுக்கு கவனமாக கவனம் செலுத்துவது வெளிப்படையான ஒழுங்கின்மைகளை தீர்க்க முடியும் என்பதை இந்த ஆய்வு காட்டுகிறது. துறை முன்னேறும்போது, அணுக்கரு இயற்பியலுக்கும் துகள் இயற்பியலுக்கும் இடையிலான தொடர்பு கண்டுபிடிப்பின் வளமான மூலமாக தொடரும்.

இந்த கட்டுரை நியூ சயின்டிஸ்ட் அறிக்கையை அடிப்படையாகக் கொண்டது. அசல் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.