फर्मिलॅब या युनायटेड स्टेट्स डिपार्टमेंट ऑफ एनर्जी प्रयोगशाळेतील शास्त्रज्ञांनी बुधवारी (२७) निर्जंतुकीकरण न्यूट्रिनोच्या अस्तित्वाचा पुरावा नसल्याची घोषणा केली. Batavia, Illinois येथे स्थित MicroBooNE प्रयोगाद्वारे डेटा प्राप्त केला गेला. निष्कर्ष विसंगत न्यूट्रिनो दोलनांचे स्पष्टीकरण देण्यासाठी 1990 च्या दशकापासून उभारलेल्या गृहितकांना विरोध करतो.
हा निकाल जर्नल नेचरमध्ये प्रकाशित झाला आणि प्राथमिक कणांच्या तपासणीतील एक मैलाचा दगड दर्शवितो. इलेक्ट्रॉन, म्युओन आणि टाऊ या तीन ज्ञात फ्लेवर्समध्ये मागील प्रयोगांनी अनपेक्षित वर्तन नोंदवल्यानंतर निर्जंतुक न्यूट्रिनोच्या शोधाला गती मिळाली.
MicroBooNE प्रयोग तपशील
MicroBooNE 170-टन क्षमतेचा लिक्विड आर्गॉन डिटेक्टर वापरतो. उपकरणे फर्मिलॅब प्रवेगक द्वारे उत्पादित न्युट्रिनोच्या परस्परसंवादाची नोंद करतात.
चार वर्षांत, सहयोगाने लाखो घटनांचे विश्लेषण केले. चाचणी केलेल्या चॅनेलमध्ये निर्जंतुकीकरण न्यूट्रिनोच्या संक्रमणाशी सुसंगत कोणतेही सिग्नल ओळखले गेले नाहीत.
संशोधकांनी डेटाची तुलना स्टँडर्ड मॉडेल आणि चौथ्या न्यूट्रिनोच्या अंदाजांशी केली. अनेक सैद्धांतिक परिस्थितींमध्ये विसंगती स्पष्ट होती.
मागील विसंगतींचा संदर्भ
1990 च्या दशकात, LSND आणि MiniBooNE प्रयोगांनी अतिरीक्त घटनांचे निरीक्षण केले ज्याने कमी अंतरावरील दोलन सुचवले. या दोलनांना ज्ञात न्यूट्रिनोच्या अंदाजापेक्षा जास्त वस्तुमान आवश्यक आहे.
निर्जंतुकीकरण न्यूट्रिनो गृहीतक एक मोहक स्पष्टीकरण म्हणून उदयास आले. हा कण केवळ गुरुत्वाकर्षणाद्वारे संवाद साधेल आणि गडद पदार्थाचा भाग बनवू शकेल.
- LSND प्रयोग (1993-1998): अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनिक न्यूट्रिनो
- MiniBooNE (2002-2019): अस्पष्ट परिणाम, सिग्नल अपेक्षेपेक्षा जास्त
- MicroBooNE (2015-2021): निर्जंतुकीकरणाचा कोणताही पुरावा नाही
मानक मॉडेलसाठी परिणाम
जस्टिन इव्हान्स, मँचेस्टर विद्यापीठातील प्राध्यापक आणि मायक्रोबूएनचे प्रवक्ते म्हणाले की, स्टँडर्ड मॉडेलमध्ये केवळ निर्जंतुक न्यूट्रिनो जोडून विसंगती दूर करणे शक्य नाही. विधान सध्याच्या सिद्धांताच्या दृढतेला बळकट करते, परंतु मागील निकालांबद्दल खुले प्रश्न सोडते.
फर्मिलॅबचे वरिष्ठ शास्त्रज्ञ मॅथ्यू टोप्स यांनी नकारात्मक परिणामाची स्पष्टता हायलाइट केली. विसंगती नोंदवणाऱ्या प्रयोगांमध्ये प्रत्यक्षात काय आढळून आले असा प्रश्न त्यांनी केला.
विश्लेषण अंतर्गत वैकल्पिक गृहीते
नॉर्थवेस्टर्न युनिव्हर्सिटीचे सैद्धांतिक भौतिकशास्त्रज्ञ आंद्रे डी गौव्हिया यांनी आठवण करून दिली की नवीन न्यूट्रिनो राज्यांसाठी अजूनही सैद्धांतिक कारणे आहेत. सध्याच्या तंत्रज्ञानामुळे ही राज्ये ओळखता येत नसल्याच्या शक्यतेमध्ये फरक आहे.
अभ्यासाखालील स्पष्टीकरणांमध्ये न्यूट्रिनोचा समावेश होतो जो डिटेक्टरपर्यंत पोहोचण्यापूर्वी लवकर क्षय होतो आणि द्रव आर्गॉनसह अज्ञात परस्परसंवाद होतो. इतर मॉडेल्स प्रवेगकातील न्यूट्रिनोचे उत्पादन किंवा वाहतूक करण्यासाठी बदल सुचवतात.
सहकार्यासाठी पुढील पायऱ्या
MicroBooNE ने 2021 मध्ये डेटा संकलनाचा टप्पा पूर्ण केला. सहयोग आता वेगवेगळ्या ऊर्जा स्वाक्षरीसह पूरक विश्लेषणांना अंतिम रूप देत आहे.
परिणामांची तुलना SBN (शॉर्ट-बेसलाइन न्यूट्रिनो) प्रयोगांशी केली जाईल, ज्यात ICARUS आणि SBND चा समावेश आहे, जे आधीपासून समान फर्मिलॅब बीममध्ये कार्यरत आहेत. या शोधकांनी येत्या काही वर्षांत निश्चित उत्तरे दिली पाहिजेत.
वैज्ञानिक समुदाय DUNE वर विशेष लक्ष देतो, भविष्यातील प्रकल्प जो दीर्घ-अंतराच्या दोलनांची तपासणी करेल. दरम्यान, मूळ विसंगतींबाबतचे गूढ अद्याप उकललेले नाही.
डिटेक्टर तांत्रिक प्रगती
मोठ्या प्रमाणावर द्रव आर्गॉनचा वापर लक्षणीय प्रगती दर्शवितो. MicroBooNE ने न्यूट्रिनो-न्यूक्लियस परस्परसंवादाची उच्च-रिझोल्यूशन त्रि-आयामी इमेजिंग क्षमता प्रदर्शित केली आहे.
विकसित केलेले तंत्रज्ञान DUNE कार्यक्रमासाठी आधार म्हणून काम करेल. डिटेक्टरने मागील प्रयोगांपेक्षा जास्त अचूकतेसह इलेक्ट्रॉन आणि फोटॉन घटनांमध्ये फरक करणे शक्य केले.
निर्जंतुकीकरण न्यूट्रिनो संक्रमणासह गोंधळात टाकणारे खोटे सिग्नल वगळण्यासाठी हा फरक आवश्यक होता.
MicroBooNE प्रयोगाने चौथ्या न्यूट्रिनोच्या शोधातील एक महत्त्वाचा अध्याय बंद केला आहे, परंतु न्यूट्रिनो भौतिकशास्त्रात अजूनही मूलभूत प्रश्न आहेत हे आणखी मजबूत करते. गोळा केलेला डेटा इतर फर्मिलॅब डिटेक्टरच्या संयोगाने शोधला जाईल.
