আমরা জানি মিউন্স পদার্থবিদ্যাকে উন্নীত করতে ব্যর্থ হয়

আরেকটি পেরেক নতুন পদার্থবিজ্ঞানের স্থান হিসাবে মিউনের কফিনকে সিল করতে পারে। পদার্থবিদদের একটি দল সিমুলেশনে মিউনের বৈশিষ্ট্যগুলির উচ্চ-নির্ভুলতা গণনা করেছে এবং দেখেছে যে কণার বৈশিষ্ট্যগুলি পূর্বের চিন্তার চেয়ে স্ট্যান্ডার্ড মডেলের সাথে আরও সামঞ্জস্যপূর্ণ।

দলটির নাম বিএমডব্লিউ কোলাবরেশন এবং এর গবেষণা এটি বর্তমানে প্রিপ্রিন্ট সার্ভার arXiv-এ হোস্ট করা হয়েছে, যার মানে এটি এখনও কোনো পিয়ার-রিভিউ জার্নালে প্রকাশিত হয়নি। দলের পূর্ববর্তী অনুসন্ধান, প্রকাশিত প্রকৃতি 2021“পরীক্ষা এবং তত্ত্বের মধ্যে দীর্ঘস্থায়ী পার্থক্যকে হ্রাস করা।” অন্য কথায়, তাদের কাজটি পরীক্ষামূলক পদার্থবিদ্যাকে তাত্ত্বিক ভবিষ্যদ্বাণীর কাছাকাছি নিয়ে আসে যখন এটি আমাদের বোঝার কথা আসে।

নতুন কাগজে, দলটি আগের কাজের তুলনায় সূক্ষ্ম জালি দিয়ে বড় আকারের জালি কোয়ান্টাম ক্রোমোডাইনামিক্স (QCD) সিমুলেশনগুলি সম্পাদন করেছে, আরও সুনির্দিষ্ট গণনা তৈরি করেছে। মূলত, দলটি QCD কে ইনপুট হিসাবে নিয়েছিল, স্থান এবং সময়ের মধ্যে একটি গ্রিড স্থাপন করেছিল এবং সিমুলেশন চালায়। তাদের ফলাফলগুলি মিউনের জন্য একটি অস্বাভাবিক চৌম্বকীয় মুহুর্তের পূর্বাভাস দেয় যা এই সম্পত্তির জন্য পরিমাপ করা পরীক্ষামূলক গড় থেকে শুধুমাত্র 0.9 স্ট্যান্ডার্ড বিচ্যুতি দ্বারা পৃথক।

Muons এবং স্ট্যান্ডার্ড মডেল

মিউন হল একটি প্রাথমিক কণা যার ভর ইলেক্ট্রনের প্রায় 207 গুণ। প্রায় 20 বছর ধরে, বিজ্ঞানীরা নতুন পদার্থবিদ্যা আবিষ্কারের জন্য মিউনকে একটি সম্ভাব্য সাইট হিসাবে বিবেচনা করেছেন। সমস্যাটি কণার অস্বাভাবিক চৌম্বকীয় মুহূর্ত (g-2) পরিমাপের মধ্যে রয়েছে, একটি বৈশিষ্ট্য যা চৌম্বক ক্ষেত্রের উপস্থিতিতে কণার দোলাতে কোয়ান্টাম যান্ত্রিক অবদান বর্ণনা করে। Muon এর G-2 G-2 ভবিষ্যদ্বাণীর সাথে একমত নয় কণা পদার্থবিদ্যার আদর্শ মডেলমৌলিক তত্ত্ব যা বিগত 50 বছর ধরে পদার্থবিদ্যাকে আন্ডারপিন করেছে।

কণা সংঘর্ষের মাধ্যমে g-2 পরিমাপ করা বড় পরীক্ষাগুলির বিপরীতে, দলের গবেষণার জন্য “কোন পরীক্ষামূলক ইনপুট প্রয়োজন হয় না। এটির জন্য শুধুমাত্র অন্তর্নিহিত তত্ত্ব সক্রিয় করা প্রয়োজন, যা QCD,” গবেষণার সহ-লেখক, বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন তাত্ত্বিক কণা পদার্থবিদ বলেছেন। ক্যালিফোর্নিয়ার, সান দিয়েগো জোল্টান ফোডর একটি ফোন সাক্ষাত্কারে গিজমোডোকে বলেছিলেন। “আপনি আমাদের ডেটাতে আজ যা দেখেছেন তা দিয়ে শেষ করবেন: ফলাফলগুলি পরীক্ষামূলক ফলাফলের সাথে সম্পূর্ণ সামঞ্জস্যপূর্ণ।”

অন্য কথায়, দলের ফলাফলগুলি দেখায় যে মিউওন দ্বারা ভবিষ্যদ্বাণী করা অস্বাভাবিক চৌম্বকীয় মুহুর্ত এবং স্ট্যান্ডার্ড মডেল দ্বারা ভবিষ্যদ্বাণী করাগুলির মধ্যে আপাত ব্যবধান আগের অনুসন্ধানের পরামর্শের মতো বড় নয়।

মূল পরীক্ষামূলক ফলাফল নতুন পদার্থবিদ্যা প্রকাশ

ইউরোপিয়ান অর্গানাইজেশন ফর নিউক্লিয়ার রিসার্চ (CERN) প্রথম 1960 এর দশকে মিউনের অস্বাভাবিক চৌম্বকীয় মুহূর্ত পরিমাপ করেছিল, কিন্তু ফলাফলগুলি সুনির্দিষ্ট ছিল না। 2006 সালে, ব্রুকহেভেন ন্যাশনাল ল্যাবরেটরির E821 পরীক্ষাটি প্রকাশ করে muon g-2 এর চূড়ান্ত পরিমাপপ্রমিত মডেল ভবিষ্যদ্বাণী থেকে দুটির বেশি মান বিচ্যুতি দ্বারা পৃথক, পার্থক্যে স্ফীত তিনটির বেশি প্রমিত বিচ্যুতি পরবর্তী গণনার পর।

জুরিখ ইউনিভার্সিটি এবং পল শেরার ইনস্টিটিউটের একজন তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞানী আন্দ্রেয়াস ক্রিভেলিন গিজমোডোকে বলেছেন: “নতুন পদার্থবিজ্ঞানের সাথে মিউনের জি-2 ব্যাখ্যা করা এত সহজ নয়; আপনি বরং এটি খুঁজে বের করার চেষ্টা করুন প্যাটার্ন যা আপনার জন্য একটি বিশাল পার্থক্য করে।

যে পরিসংখ্যানগত মাইলফলকটিতে পদার্থবিজ্ঞানীরা বিশ্বাস করেন যে একটি সত্য আবিষ্কার করা হয়েছে – এটি দেখায় যে স্ট্যান্ডার্ড মডেলের অধীনে ঘটনাক্রমে ঘটে যাওয়া ফলাফলের সম্ভাবনা অত্যন্ত কম – পাঁচটি আদর্শ বিচ্যুতি বা “পাঁচ সিগমা।”

2021 সালে, Muon g-2 সহযোগিতা মিউওন চৌম্বক মোমেন্টের একটি পরিমাপ ঘোষণা করেছে যা স্ট্যান্ডার্ড মডেল থেকে 4.2 স্ট্যান্ডার্ড বিচ্যুতি ছিল। ব্রুকহেভেনের ফলাফল প্রকাশের পর থেকে সংখ্যার মধ্যে ব্যবধান আরও প্রসারিত হয়েছে। কিন্তু গত বছর, CMD-3 এর পরীক্ষামূলক ফলাফলরাশিয়ার অ্যাক্সিলারেটর সংখ্যার মধ্যে ব্যবধান কমিয়ে দিয়েছে বলে মনে হচ্ছে। দুই ধাপ এগিয়ে, এক কদম পিছিয়ে, এটা নির্ভর করে আপনি কিভাবে দেখছেন তার উপর।

ক্রিভেলিন বলেন, “জালির প্রথম-নীতির গণনা এবং CMD-3 পরিমাপ উভয়ই সামঞ্জস্যপূর্ণ, কিন্তু নতুন পদার্থবিজ্ঞানের দিকে কোন ইঙ্গিত দেয় না,” ক্রিভেলিন বলেন, “আমি খুব বেশি আশাবাদী নই যে মিউনের জি -2-এ সত্যিই বড় নতুন পদার্থবিদ্যার প্রভাব রয়েছে। বড় আশা।”

এটা কখন আমাদের ছাড়বে?

মিউনের বৈশিষ্ট্যগুলি অন্বেষণ করার অন্যান্য উপায় রয়েছে। 2022 সালে, গিজমোডো বেশ কয়েকজন পদার্থবিদকে জিজ্ঞাসা করেছিলেন: কণা পদার্থবিদ্যার পরবর্তী বড় অগ্রগতি 2012 সালে হিগস বোসন পর্যবেক্ষণের পর থেকে এটি তুলনামূলকভাবে শান্ত ছিল বিবেচনা করে, এটি এমন হতে পারে। উত্তর নিয়ে আসুন, “তারা বলল।

গত সপ্তাহে, আরেকটি গবেষণা দল প্রকাশ মিওন বিম পরীক্ষাগুলির বিশ্লেষণ ভবিষ্যতের মিউন সংঘর্ষের পথ তৈরি করতে পারে। কিন্তু একটি নতুন কলাইডার তৈরি করা ব্যয়বহুল এবং সময়সাপেক্ষ হতে পারে।

বিদ্যমান পরীক্ষা-নিরীক্ষায়, আরও ডেটা সর্বদা উপযোগী, এবং পূর্ববর্তী ফলাফলগুলিকে আরও নির্ভুলতার সাথে পুনরায় পরীক্ষা করা ইঙ্গিত করতে পারে যে স্ট্যান্ডার্ড মডেলটি ধরে রাখা অব্যাহত রয়েছে কিনা। ফার্মিলাব মুওন জি-২ পরীক্ষায় মুক্তি পাওয়ার আশা করা হচ্ছে সর্বশেষ ফলাফল আগামী বছর। যদি পূর্ববর্তী ফলাফল কোন ইঙ্গিত হয়, পরের বছরের ডেটা হবে মুওন সাগায় আরেকটি ডেটা পয়েন্ট, এর চূড়ান্ত অধ্যায় নয়।