एलएचसी पर टकराव क्वार्क को बिना किसी आंतरिक संरचना वाले प्राथमिक कणों के रूप में पुष्ट करता है

सीईआरएन के लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर में सीएमएस डिटेक्टर ने प्रोटॉन टकराव का विश्लेषण किया और क्वार्क में आंतरिक संरचना का कोई सबूत नहीं पाया। अनुसंधान में एलएचसी के संचालन के दूसरे चरण के डेटा का उपयोग किया गया और 10⁻²⁰ मीटर तक के पैमाने का परीक्षण किया गया। परिणाम कण भौतिकी के वर्तमान मॉडल को सुदृढ़ करते हैं।

क्वार्क प्रोटॉन और न्यूट्रॉन बनाते हैं, जो बदले में सामान्य पदार्थ बनाते हैं। सिद्धांत उन्हें बिंदु कणों के रूप में वर्णित करता है, जिनमें कोई छोटा भाग नहीं होता है। पिछले प्रयोगों ने इस दृष्टिकोण की पुष्टि की है, लेकिन गहरी परतों की खोज जारी है। नया अध्ययन अवलोकन सीमा को आगे बढ़ाता है।

रदरफोर्ड ने जांच की वर्तमान पद्धति का मार्गदर्शन किया

यह प्रयोग 1911 में अर्नेस्ट रदरफोर्ड द्वारा इस्तेमाल किए गए सिद्धांत का अनुसरण करता है। उन्होंने अल्फा कणों के साथ सोने की पन्नी पर बमबारी की और बिखरने वाले कोणों का अवलोकन किया। अधिकांश सीधे आगे बढ़ गए, लेकिन कुछ पीछे हट गए। इससे केंद्र में संकेंद्रित परमाणु नाभिक का पता चला।

एलएचसी पर, प्रोटॉन टकराव इन प्रोटॉन को क्वार्क में तोड़ देता है। क्वार्क कणों के जेट के रूप में निकलते हैं। सीएमएस इन जेटों के बीच कोणों के वितरण को मापता है। यदि क्वार्क की आंतरिक संरचना होती, तो कुछ ऊर्जाओं पर जेट का आकार बदल जाता। एकत्र किया गया डेटा इस महत्वपूर्ण विचलन को नहीं दर्शाता है।

टीम ने दस लाख से अधिक घटनाओं की जांच की। कोण वितरण बिंदु कणों के लिए मानक मॉडल पूर्वानुमानों से मेल खाते हैं। छोटे अंतर उच्च द्रव्यमान श्रेणियों में दिखाई देते हैं, लेकिन सांख्यिकीय और व्यवस्थित अनिश्चितताओं के अंतर्गत आते हैं।

विश्लेषण 13 TeV पर 138 fb⁻¹ डेटा का उपयोग करता है

यह अध्ययन 13 टेराइलेक्ट्रॉनवोल्ट पर टकराव पर आधारित है। एकीकृत चमक 138 fb⁻¹ तक पहुंचती है। शोधकर्ताओं ने डिटेक्टर प्रभावों को सही किया और उनकी तुलना एनएनएलओ क्रम में परेशान क्यूसीडी गणनाओं के साथ-साथ इलेक्ट्रोवीक एनएलओ सुधारों से की।

• विभिन्न डाय-जेट द्रव्यमान श्रेणियों में सामान्यीकृत कोणीय वितरण
• यौगिक क्वार्क परिदृश्यों के साथ सीधी तुलना
• क्वार्कों के बीच संपर्क अंतःक्रिया की सीमाएँ
• अतिरिक्त आयामों, क्वांटम ब्लैक होल और डार्क मैटर मध्यस्थों पर बाधाएँ

अब तक की सबसे सख्त सीमाएं कुछ ऊर्जा पैमानों से ऊपर के यौगिक क्वार्कों को बाहर करती हैं। बाएं हाथ के क्वार्क के साथ संदर्भ मॉडल में, रचनात्मक हस्तक्षेप के लिए सीमा 37 TeV तक पहुंच जाती है।

क्वार्क मूलभूत ब्लॉक बने हुए हैं

भौतिकी पहले ही कई क्रांतियों से गुजर चुकी है। नाभिक की खोज तक परमाणु अविभाज्य थे। 1968 में एसएलएसी में क्वार्क की पुष्टि होने तक प्रोटॉन और न्यूट्रॉन प्राथमिक लगते थे। अब, सीएमएस परीक्षण को प्रोटॉन के आकार से एक हजार गुना छोटी दूरी तक धकेलता है।

यहां तक ​​कि उपसंरचना के संकेतों के बिना भी, वैज्ञानिक छोटे पैमाने पर भी संभावनाओं से इंकार नहीं करते हैं। वर्तमान प्रयोग 10⁻²⁰ मीटर से बड़ी संरचनाओं को सीमित करता है। यह एक प्रोटॉन के व्यास के हजारवें हिस्से के लगभग सौवें हिस्से के बराबर है।

परिणाम मानक मॉडल से परे अन्य घटनाओं को भी बाधित करता है। ग्लूऑन, एक्सियन-जैसे कणों और डार्क मैटर मध्यस्थों के विसंगतिपूर्ण युग्मन को कड़ी सीमाएं दी गई हैं। विश्लेषण एक ही प्रकाशन में कई सैद्धांतिक मॉडलों को शामिल करता है।

एलएचसी का भविष्य और अधिक सटीकता लाएगा

एलएचसी ऑपरेशन का तीसरा चरण पहले से ही नया डेटा एकत्र कर रहा है। 2030 के लिए निर्धारित HiLumi LHC अपग्रेड, टकराव की दर में नाटकीय रूप से वृद्धि करेगा। अधिक आँकड़ों के साथ, शोधकर्ता प्रकीर्णन कोण को मापने में अनिश्चितताओं को कम करेंगे।

अधिक सटीक माप सूक्ष्म विचलन प्रकट कर सकते हैं या क्वार्क के बिंदु-समान व्यवहार की और पुष्टि कर सकते हैं। सीएमएस जेट वितरण में नई भौतिकी के संकेतों की खोज जारी रखने की योजना बना रहा है।

हमारे आस-पास का सामान्य पदार्थ इन कणों पर निर्भर करता है। इसकी संरचना के बारे में कोई भी खोज ब्रह्मांड की समझ को प्रभावित करेगी, जिसमें डार्क मैटर और बलों के एकीकरण जैसे मुद्दे शामिल हैं। अभी के लिए, क्वार्क प्राथमिक कणों के रूप में अपनी स्थिति बनाए रखते हैं।

वैज्ञानिक इस बात पर जोर देते हैं कि सबूतों की अनुपस्थिति निश्चित अनुपस्थिति साबित नहीं होती है। उच्च ऊर्जा या विभिन्न तकनीकों के साथ भविष्य के प्रयोग छोटी दूरियों का भी पता लगा सकते हैं। एलएचसी इस सीमा के लिए मुख्य उपकरण बना हुआ है।