యునైటెడ్ స్టేట్స్ డిపార్ట్మెంట్ ఆఫ్ ఎనర్జీ లాబొరేటరీ అయిన ఫెర్మిలాబ్లోని శాస్త్రవేత్తలు ఈ బుధవారం (27) స్టెరైల్ న్యూట్రినో ఉనికికి ఆధారాలు లేవని ప్రకటించారు. ఇల్లినాయిస్లోని బటావియాలో ఉన్న మైక్రోబూన్ ప్రయోగం ద్వారా డేటా పొందబడింది. క్రమరహిత న్యూట్రినో డోలనాలను వివరించడానికి 1990ల నుండి లేవనెత్తిన పరికల్పనలకు ముగింపు విరుద్ధంగా ఉంది.
ఫలితం నేచర్ జర్నల్లో ప్రచురించబడింది మరియు ప్రాథమిక కణాల పరిశోధనలో ఒక మైలురాయిని సూచిస్తుంది. మునుపటి ప్రయోగాలు మూడు తెలిసిన రుచులలో ఊహించని ప్రవర్తనలను నమోదు చేసిన తర్వాత స్టెరైల్ న్యూట్రినో కోసం శోధన ఊపందుకుంది: ఎలక్ట్రాన్, మ్యూయాన్ మరియు టౌ.
MicroBooNE ప్రయోగ వివరాలు
MicroBooNE 170-టన్నుల సామర్థ్యం గల లిక్విడ్ ఆర్గాన్ డిటెక్టర్ను ఉపయోగిస్తుంది. పరికరాలు ఫెర్మిలాబ్ యాక్సిలరేటర్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన న్యూట్రినోల పరస్పర చర్యలను నమోదు చేస్తాయి.
నాలుగు సంవత్సరాలలో, సహకారం మిలియన్ల సంఘటనలను విశ్లేషించింది. పరీక్షించిన ఛానెల్లలో స్టెరైల్ న్యూట్రినోకు పరివర్తనకు అనుకూలమైన సిగ్నల్ ఏదీ గుర్తించబడలేదు.
పరిశోధకులు డేటాను స్టాండర్డ్ మోడల్ మరియు నాల్గవ న్యూట్రినో నుండి అంచనాలతో పోల్చారు. బహుళ సైద్ధాంతిక దృశ్యాలలో అననుకూలత స్పష్టంగా ఉంది.
మునుపటి క్రమరాహిత్యాల సందర్భం
1990లలో, LSND మరియు MiniBooNE ప్రయోగాలు తక్కువ దూరాలలో డోలనాలను సూచించే అదనపు సంఘటనలను గమనించాయి. ఈ డోలనాలకు తెలిసిన న్యూట్రినోల కోసం ఊహించిన దానికంటే ఎక్కువ ద్రవ్యరాశి అవసరం.
స్టెరైల్ న్యూట్రినో పరికల్పన ఒక సొగసైన వివరణగా ఉద్భవించింది. ఈ కణం గురుత్వాకర్షణ ద్వారా మాత్రమే సంకర్షణ చెందుతుంది మరియు కృష్ణ పదార్థంలో భాగంగా ఉంటుంది.
- LSND ప్రయోగం (1993-1998): అదనపు ఎలక్ట్రానిక్ న్యూట్రినోలు
- MiniBooNE (2002-2019): అస్పష్టమైన ఫలితాలు, ఊహించిన దాని కంటే ఎక్కువ సిగ్నల్తో
- MicroBooNE (2015-2021): స్టెరైల్ పరివర్తనకు ఆధారాలు లేవు
స్టాండర్డ్ మోడల్ కోసం చిక్కులు
మాంచెస్టర్ విశ్వవిద్యాలయంలో ప్రొఫెసర్ మరియు మైక్రోబూన్ ప్రతినిధి జస్టిన్ ఎవాన్స్ మాట్లాడుతూ, కేవలం స్టాండర్డ్ మోడల్కు స్టెరైల్ న్యూట్రినోను జోడించడం ద్వారా క్రమరాహిత్యాలను పరిష్కరించడం సాధ్యం కాదని అన్నారు. ప్రకటన ప్రస్తుత సిద్ధాంతం యొక్క దృఢత్వాన్ని బలపరుస్తుంది, అయితే మునుపటి ఫలితాల గురించి బహిరంగ ప్రశ్నలను వదిలివేస్తుంది.
ఫెర్మిలాబ్లోని సీనియర్ శాస్త్రవేత్త మాథ్యూ టౌప్స్ ప్రతికూల ఫలితం యొక్క స్పష్టతను హైలైట్ చేశారు. క్రమరాహిత్యాలను నివేదించిన ప్రయోగాలలో వాస్తవంగా ఏమి గమనించారని ఆయన ప్రశ్నించారు.
విశ్లేషణలో ఉన్న ప్రత్యామ్నాయ పరికల్పనలు
నార్త్ వెస్ట్రన్ విశ్వవిద్యాలయంలోని సైద్ధాంతిక భౌతిక శాస్త్రవేత్త ఆండ్రే డి గోవా, కొత్త న్యూట్రినో రాష్ట్రాలకు ఇంకా సైద్ధాంతిక కారణాలు ఉన్నాయని గుర్తుచేశారు. ప్రస్తుత సాంకేతికతతో ఈ రాష్ట్రాలు గుర్తించలేని అవకాశంలో తేడా ఉంది.
డిటెక్టర్ను చేరుకోవడానికి ముందు త్వరగా క్షీణించే న్యూట్రినోలు మరియు ద్రవ ఆర్గాన్తో తెలియని పరస్పర చర్యలు అధ్యయనంలో ఉన్న వివరణలు. ఇతర నమూనాలు యాక్సిలరేటర్లో న్యూట్రినోల ఉత్పత్తి లేదా రవాణాకు మార్పులను ప్రతిపాదించాయి.
సహకారం కోసం తదుపరి దశలు
MicroBooNE దాని డేటా సేకరణ దశను 2021లో పూర్తి చేసింది. సహకారం ఇప్పుడు విభిన్న శక్తి సంతకాలతో పరిపూరకరమైన విశ్లేషణలను ఖరారు చేస్తోంది.
ఫలితాలు SBN (షార్ట్-బేస్లైన్ న్యూట్రినో) ప్రయోగాలతో పోల్చబడతాయి, ఇందులో ICARUS మరియు SBND ఉన్నాయి, ఇవి ఇప్పటికే అదే ఫెర్మిలాబ్ బీమ్లో పనిచేస్తున్నాయి. ఈ డిటెక్టర్లు రాబోయే సంవత్సరాల్లో ఖచ్చితమైన సమాధానాలను అందించాలి.
సుదూర డోలనాలను పరిశోధించే భవిష్యత్ ప్రాజెక్ట్ అయిన DUNEపై శాస్త్రీయ సంఘం ప్రత్యేక శ్రద్ధ చూపుతుంది. ఇంతలో, అసలు క్రమరాహిత్యాల చుట్టూ ఉన్న రహస్యం పరిష్కరించబడలేదు.
డిటెక్టర్ సాంకేతిక అభివృద్ధి
లిక్విడ్ ఆర్గాన్ను పెద్ద ఎత్తున ఉపయోగించడం గణనీయమైన పురోగతిని గుర్తించింది. MicroBooNE న్యూట్రినో-న్యూక్లియస్ పరస్పర చర్యల యొక్క అధిక-రిజల్యూషన్ త్రీ-డైమెన్షనల్ ఇమేజింగ్ సామర్థ్యాలను ప్రదర్శించింది.
అభివృద్ధి చేసిన సాంకేతికత DUNE ప్రోగ్రామ్కు ఆధారం అవుతుంది. మునుపటి ప్రయోగాల కంటే ఎక్కువ ఖచ్చితత్వంతో ఎలక్ట్రాన్ మరియు ఫోటాన్ సంఘటనలను వేరు చేయడం డిటెక్టర్ సాధ్యం చేసింది.
స్టెరైల్ న్యూట్రినో పరివర్తనాలతో గందరగోళం చెందగల తప్పుడు సంకేతాలను మినహాయించడానికి ఈ వ్యత్యాసం చాలా అవసరం.
MicroBooNE ప్రయోగం నాల్గవ న్యూట్రినో కోసం అన్వేషణలో ఒక ముఖ్యమైన అధ్యాయాన్ని మూసివేస్తుంది, అయితే న్యూట్రినో భౌతిక శాస్త్రంలో ఇంకా ప్రాథమిక ప్రశ్నలు ఉన్నాయని బలపరుస్తుంది. సేకరించిన డేటా ఇతర ఫెర్మిలాబ్ డిటెక్టర్లతో కలిపి అన్వేషించడం కొనసాగుతుంది.
