भौतिकविदों ने 'भूली हुई कण' को पुनर्जीवित किया ताकि समझा जा सके कि आखिर कुछ है क्यों

यह एक ऐसा सवाल है जिसने सहस्राब्दियों से मानवता को परेशान किया है, और अब साउथेम्प्टन विश्वविद्यालय और भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान कानपुर के दो शोधकर्ताओं ने एक ऐसे कण के माध्यम से इसका उत्तर प्रस्तावित किया है जिसे भौतिकविदों ने दशकों तक विनम्रता से अनदेखा किया है: एक 'विहीन' भारी न्यूट्रिनो। फिजिकल रिव्यू लेटर्स में प्रकाशित यह सिद्धांत सुझाव देता है कि न्यूट्रिनो का यह उपेक्षित रिश्तेदार ही इस बात का निर्णायक कारक हो सकता है कि बिग बैंग के बाद पदार्थ क्यों बचा रहा जबकि एंटीमैटर नहीं।

समस्या सीधी है, अगर अस्तित्वगत रूप से चिंताजनक: प्रारंभिक ब्रह्मांड ने लगभग समान मात्रा में पदार्थ और एंटीमैटर का उत्पादन किया। जब दोनों मिलते हैं, तो वे ऊर्जा के एक विस्फोट में एक-दूसरे का विनाश कर देते हैं। यदि मात्राएँ पूरी तरह से संतुलित होतीं, तो लगभग सारा पदार्थ गायब हो जाता, कोई तारे नहीं, कोई ग्रह नहीं, और - अधिक महत्वपूर्ण बात - तारों और ग्रहों की अनुपस्थिति पर विचार करने वाला कोई नहीं।

अब आता है विहीन भारी न्यूट्रिनो, साधारण न्यूट्रिनो का एक काल्पनिक भारी चचेरा भाई - एक कण जो पहले से ही अत्यंत हल्का होने और साधारण पदार्थ के साथ शायद ही कभी संपर्क करने के लिए प्रसिद्ध है। 'विहीन' किस्म को आम तौर पर अन्य कणों से इतना कमजोर जुड़ा हुआ माना जाता है कि वह किसी भी परिणाम को प्रभावित नहीं कर सकता। दशकों से, यह कण-भौतिकी के बैकग्राउंड एक्स्ट्रा के बराबर रहा है।

लेकिन नई गणनाओं के अनुसार, इसका असामान्य रूप से लंबा जीवनकाल गणित को बदल देता है। बिग बैंग के बाद ब्रह्मांड के ठंडा होने पर यह कण इतने लंबे समय तक जीवित रह सकता था कि उसने अस्थायी रूप से ब्रह्मांड की ऊर्जा घनत्व पर हावी होकर एक पदार्थ-प्रधान अवधि शुरू कर दी, जिसने प्रारंभिक ब्रह्मांड के विकास को बदल दिया।

साउथेम्प्टन विश्वविद्यालय के डॉ. ऋषव रोशन, जो अध्ययन के लेखक हैं, ने स्पष्ट रूप से कहा: "इस विहीन भारी न्यूट्रिनो को लंबे समय से कण भौतिकी में एक अप्रासंगिक पृष्ठभूमि विवरण के रूप में खारिज किया गया है। हालाँकि, यह अविश्वसनीय रूप से धीरे-धीरे क्षय होता है। बिग बैंग के बाद ब्रह्मांड के ठंडा होने पर, यह कण इतने लंबे समय तक जीवित रहा कि उसने अस्थायी रूप से ब्रह्मांड की ऊर्जा घनत्व पर कब्जा कर लिया और एक पदार्थ-प्रधान अवधि शुरू कर दी।"

पदार्थ-एंटीमैटर असममिति को समझाने के पिछले प्रयासों ने आम तौर पर इस कण को पूरी तरह से बाहर रखा, इस उचित लगने वाले आधार पर कि इतनी कमजोर बातचीत करने वाली कोई चीज असंतुलन पैदा करने वाली प्रक्रियाओं को शायद ही प्रभावित कर सकती है। नया शोध उस धारणा को चुनौती देता है, यह पाते हुए कि अत्यंत कमजोर अंतःक्रियाओं वाला कण भी उन परिस्थितियों को अप्रत्यक्ष रूप से प्रभावित कर सकता है जिनके तहत पदार्थ ने अपना महत्वपूर्ण लाभ प्राप्त किया।

रोशन ने आगे कहा, "यह तथ्य कि हम यहाँ हैं, यह साबित करता है कि पदार्थ और एंटीमैटर के बीच एक असममिति उत्पन्न हुई थी। विहीन न्यूट्रिनो ने प्रारंभिक ब्रह्मांड में उस तापमान को स्थानांतरित कर दिया जिस पर मौलिक कण - जैसे इलेक्ट्रॉन और अन्य लेप्टॉन - मानक मॉडल हिग्स बोसॉन की मदद से अपने प्रति-कणों के साथ अंतःक्रिया करते थे। यह तापमान एक स्विच की तरह काम करता है जो पदार्थ-एंटीमैटर असंतुलन के निर्माण को आकार देता है।"

हिग्स बोसॉन, उन लोगों के लिए जो गिनती रखते हैं, वह मौलिक कण है जो उस तंत्र से जुड़ा है जो कई प्राथमिक कणों को उनका द्रव्यमान देता है। शोधकर्ताओं के परिदृश्य में, भारी न्यूट्रिनो ने हिग्स से जुड़े प्रमुख कण अंतःक्रियाओं को नियंत्रित करने वाली तापमान स्थितियों को बदल दिया, प्रभावी रूप से उन अंतःक्रियाओं के होने के समय को स्थानांतरित किया और असंतुलन के विकास को प्रभावित किया। दूसरे शब्दों में, लंबे समय से महत्वहीन मानी जाने वाली कोई चीज ब्रह्मांड में पदार्थ क्यों मौजूद है, यह निर्धारित करने में मदद कर सकती है।

यह सिद्धांत ब्रह्मांड के शुरुआती चरणों में इसके विस्तार के तरीके पर भी प्रभाव डालता है। भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान कानपुर के सह-लेखक डॉ. सुदीप्ता शो ने कहा कि निष्कर्ष बताते हैं कि भूला हुआ कण युवा ब्रह्मांड के विस्तार के इतिहास को नाटकीय रूप से बदल सकता है। उन्होंने कहा, "यह हमें इस बात की नई व्याख्या प्रदान करता है कि पदार्थ कैसे जीता। ब्रह्मांड के प्रारंभिक विस्तार में नाटकीय बदलाव परिवर्तनों के विशिष्ट लेकिन पता लगाने योग्य निशान छोड़ते हैं, उदाहरण के लिए प्राथमिक गुरुत्वाकर्षण तरंगों पर। ये गुरुत्वाकर्षण तरंग हस्ताक्षर हमारे लिए सुलझाने के नए रास्ते खोलते हैं"