এলএইচসি সংঘর্ষে 'কোয়ার্ক কোলেসেন্স'-এর প্রমাণ পাওয়া গেছে - পদার্থবিজ্ঞান বিশ্ব

এলএইচসিবি পরীক্ষায় কর্মরত পদার্থবিদরা প্রমাণ দেখেছেন যে লার্জ হ্যাড্রন কোলাইডার (এলএইচসি) এ প্রোটন সংঘর্ষের পর হ্যাড্রনে কোয়ার্কের বিবর্তনে "কোয়ার্ক কোলেসেন্স" ভূমিকা পালন করে। এই প্রক্রিয়াটি, যা মূলত 1980-এর দশকে প্রস্তাবিত হয়েছিল, নতুন কোয়ার্ক তৈরি করার পরিবর্তে ওভারল্যাপিং ওয়েভ ফাংশনগুলির সাথে বিদ্যমান কোয়ার্ক রয়েছে। এটি কম ট্রান্সভার্স মোমেন্টায় সবচেয়ে বেশি উচ্চারিত হয় এবং ধীরে ধীরে বন্ধ হয়ে যায় কারণ কোয়ার্কগুলি সংঘর্ষের স্থান থেকে দ্রুত পালিয়ে যায়।

কোয়ার্ক হল সেই কণা যা পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের ভিতরে প্রোটন এবং নিউট্রন তৈরি করে এবং অন্যান্য অনেক হ্যাড্রন (ভারী কণা) যা শক্তিশালী মিথস্ক্রিয়া অনুভব করে। তাদের অদ্ভুত বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে একটি হল যে তারা কখনই বিচ্ছিন্নভাবে পর্যবেক্ষণ করা যায় না। প্রধান কারণ হল, মাধ্যাকর্ষণ, তড়িৎচুম্বকত্ব এবং দুর্বল মিথস্ক্রিয়া থেকে ভিন্ন, যার সবগুলিই দূরত্বের সাথে শক্তি হ্রাস পায়, শক্তিশালী মিথস্ক্রিয়াটির প্রভাব আবদ্ধ কোয়ার্কগুলি আরও দূরে সরে যাওয়ার সাথে সাথে বৃদ্ধি পায়। কোয়ার্ক পর্যাপ্ত দূরে থাকলে, শক্তিশালী মিথস্ক্রিয়া মধ্যস্থতাকারী গ্লুওন ক্ষেত্রটিতে কণা-অ্যান্টি পার্টিকেল জোড়া তৈরি করার জন্য যথেষ্ট শক্তি থাকে। এগুলি মূল কোয়ার্কগুলির সাথে আবদ্ধ হয়, নতুন আবদ্ধ কণা তৈরি করে যা হয় মেসন (একটি কোয়ার্ক এবং একটি অ্যান্টিকোয়ার্কের সংমিশ্রণ) বা বেরিয়ন (তিনটি কোয়ার্ক সমন্বিত) হতে পারে। এই প্রক্রিয়াটিকে ফ্র্যাগমেন্টেশন বলা হয়।

ভারী আয়ন সংঘর্ষের সাথে জড়িত পরীক্ষাগুলি পরামর্শ দিয়েছে যে এটি পুরো গল্প নয়। পদার্থবিদরা বিশ্বাস করেন যে কোয়ার্কগুলি ঘন কোয়ার্ক-গ্লুওন প্লাজমাতেও একত্রিত হতে পারে যা এই বৃহৎ কণাগুলিকে একত্রিত করে একত্রিতকরণ বলে।

"আপনার সংঘর্ষ হয়েছে, আপনি কোয়ার্ক-অ্যান্টিকুয়ার্ক জোড়ার একটি গুচ্ছ তৈরি করেন যা একে অপরের থেকে দূরে সরে যেতে শুরু করে এবং তরঙ্গ-কণা দ্বৈততার কারণে প্রতিটি কণার একটি তরঙ্গদৈর্ঘ্য থাকে যা আপনাকে বলে যে এটি কত বড়," ম্যাট ডারহাম ব্যাখ্যা করেন লস আলামস ন্যাশনাল ল্যাবরেটরি মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে, যারা LHCb সহযোগিতার সদস্য।

বিদ্যমান কোয়ার্ক একত্রিত হয়

“যদি আপনার কাছে তিনটি কোয়ার্ক থাকে যা একে অপরকে ওভারল্যাপ করে, আপনি তাদের একসাথে একটি বেরিয়নে স্থির করে দেবেন; যদি আপনার দুটি কোয়ার্ক থাকে যেগুলি ওভারল্যাপ হয়, আপনি সেগুলিকে একত্রে একটি মেসনে স্থির করে দেন; আপনার যদি একটি কোয়ার্ক থাকে যা অন্য কোনোটির সাথে ওভারল্যাপ না করে তবে এটিকে খণ্ডিত করতে হবে,” ডারহাম ব্যাখ্যা করে। "সুতরাং সমন্বিততা সংঘর্ষে উৎপন্ন কোয়ার্কগুলিকে গ্রহণ করে এবং তাদের একসাথে আটকে রাখে; ফ্র্যাগমেন্টেশনের জন্য আপনাকে ভ্যাকুয়াম থেকে নতুন কোয়ার্ক তৈরি করতে হবে।"

ডারহাম বলেছেন, ভারী আয়নের সংঘর্ষে সমন্বিত হওয়া "সাধারণত গৃহীত হয়েছে", কারণ পরীক্ষায় উত্পাদিত পাইনের সাথে প্রোটনের অনুপাত ব্যাখ্যা করা কঠিন। তবে ভারী আয়নের সংঘর্ষগুলি অগোছালো এবং তাত্ত্বিক ভবিষ্যদ্বাণীগুলি অনিবার্যভাবে অশুদ্ধ। নতুন গবেষণায়, এলএইচসিবি দল প্রোটন-প্রোটন সংঘর্ষে বি কোয়ার্কের উত্পাদন অধ্যয়ন করেছে। কখনও কখনও নীচে বা বিউটি কোয়ার্ক বলা হয়, বি কোয়ার্ক কণা পদার্থবিদ্যার স্ট্যান্ডার্ড মডেলের দ্বিতীয় বৃহত্তম কোয়ার্ক।

বি কোয়ার্কের উৎপাদন একটি বি-ল্যাম্বডা বেরিয়ন বা একটি বি উৎপন্ন করা প্রায় নিশ্চিত⁰ মেসন, যে দুটিতেই ab কোয়ার্ক থাকে। এই দুটির মধ্যে উত্পাদন অনুপাতটি পরীক্ষায় ব্যাপকভাবে অধ্যয়ন করা হয়েছে যেখানে বি কোয়ার্ক ইলেকট্রন-পজিট্রন সংঘর্ষের দ্বারা উত্পাদিত হয় - একটি প্রক্রিয়া যা শুধুমাত্র খণ্ডিতকরণের দিকে পরিচালিত করতে পারে। "যদি আপনার শুধুমাত্র খণ্ডন থাকে তবে এই অনুপাতটি সর্বজনীন হওয়া উচিত," ডারহাম বলেছেন।

LHCb টিম প্রোটন-প্রোটন সংঘর্ষের উপর বেশ কয়েক বছরের তথ্যের মাধ্যমে আঁচড়ান এবং বি কোয়ার্ক তৈরি করা সংঘর্ষের ক্ষয় পণ্যগুলি অধ্যয়ন করে। সংঘর্ষের বীম এবং একই সময়ে সনাক্ত করা কয়েকটি বহির্গামী কণার সাপেক্ষে উচ্চ ট্রান্সভার্স মোমেন্টার সাথে সংঘর্ষের জন্য, ব্যারিয়ন-টু-মেসন অনুপাত ইলেক্ট্রন-পজিট্রন পরীক্ষায় অনুপাতের প্রায় সমান ছিল।

আরো বেরিয়ন

যাইহোক, ট্রান্সভার্স মোমেন্টা কমে যাওয়ায় এবং একই সাথে শনাক্ত হওয়া অন্যান্য কণার সংখ্যা বাড়ার সাথে সাথে ব্যারিয়নের অনুপাত মেসনের অনুপাতের তুলনায় ধীরে ধীরে বাড়তে থাকে। গবেষকরা উপসংহারে এসেছিলেন, এটি স্পষ্ট প্রমাণ ছিল যে এই সংঘর্ষে বেরিয়ন তৈরির সম্ভাবনা আরও একটি প্রক্রিয়া কাজ করছে। এই পরিস্থিতিতে b কোয়ার্ক অন্যান্য কোয়ার্ক দ্বারা বেষ্টিত - কিন্তু উত্পাদিত কোয়ার্ক অন্যান্য কণা থেকে আরও বেশি বিচ্ছিন্ন হওয়ার কারণে এটি ক্রমবর্ধমান অস্বীকৃতির হয়ে উঠেছে। "এটি ব্যাখ্যা করার জন্য আপনার সত্যিই সমন্বিততা প্রয়োজন," ডারহাম বলেছেন, যিনি যোগ করেছেন, "আমি মনে করি আমরা এখানে এটি বেশ স্পষ্টভাবে দেখিয়েছি"।

তাত্ত্বিক বলেছেন, "আমি অবশ্যই তথ্যটি বিশ্বাসযোগ্য বলে মনে করি।" রাল্ফ র‌্যাপ টেক্সাস A&M বিশ্ববিদ্যালয়ের; “খুব ছোট সিস্টেমগুলির মধ্যে একটি সংযোগ বিচ্ছিন্ন ছিল - চরম হচ্ছে ইলেকট্রন-পজিট্রন, যেখানে আপনার কাছে শুধুমাত্র একটি কোয়ার্ক-অ্যান্টিকোয়ার্ক জোড়া আছে - এবং ভারী আয়ন সিস্টেম যেখানে আপনার হাজার হাজার কোয়ার্ক রয়েছে। তারা যেভাবে তাদের বক্তব্য তুলে ধরে তা হল পদ্ধতিগতভাবে দেখানো যে কীভাবে প্রভাব চলে যায় এবং কতগুলি হ্যাড্রন পরিলক্ষিত হয় তার ফাংশন হিসাবে ইলেক্ট্রন-পজিট্রন সীমা পুনরুদ্ধার করে, যা একটি পর্যবেক্ষণযোগ্য পরিমাপ করে যে কতগুলি কোয়ার্ক এবং অ্যান্টিকোয়ার্কের সাথে একত্রিত হতে হবে।"

পরীক্ষাবাদী আনসেলম ভোসেন উত্তর ক্যারোলিনার ডিউক ইউনিভার্সিটি সম্মত হন যে কাজটি "খুব সুন্দর", কিন্তু নোট করে যে বিভাজন ভগ্নাংশ গণনা করার জন্য ব্যবহৃত অন্তর্নিহিত অনুমানগুলি কোয়ার্কগুলিকে বিচ্ছিন্ন করা জড়িত, তাই এটি সম্ভবত আশ্চর্যজনক নয় যে তারা কম ট্রান্সভার্স মোমেন্টায় ভুল ফলাফল দেয় যখন এটি ঘটনা না. "এই সব মডেল," তিনি বলেন. "এটি খুব ইঙ্গিতপূর্ণ যে আপনি যদি সমন্বিত মডেলে কিছু ব্যবহার করেন তবে এটি কাজ করে, তবে এর অর্থ এই নয় যে এটি 'সত্য'"

গবেষণায় বর্ণনা করা হয়েছে দৈহিক পর্যালোচনা চিঠি.

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• PlatoData.Network উল্লম্ব জেনারেটিভ Ai. নিজেকে ক্ষমতায়িত করুন। এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোইএসজি। কার্বন, ক্লিনটেক, শক্তি, পরিবেশ সৌর, বর্জ্য ব্যবস্থাপনা. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটো হেলথ। বায়োটেক এবং ক্লিনিক্যাল ট্রায়াল ইন্টেলিজেন্স। এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://physicsworld.com/a/evidence-for-quark-coalescence-found-in-lhc-collisions/