सर्न के वैज्ञानिकों ने एंटीमैटर कणों पर ऐतिहासिक नियंत्रण हासिल किया

यूरोपीय परमाणु अनुसंधान संगठन, जिसे सर्न (CERN) के रूप में जाना जाता है, के वैज्ञानिकों ने ब्रह्मांड को समझने में एक बड़ी उपलब्धि हासिल की है। शोधकर्ताओं की एक अंतर्राष्ट्रीय टीम ने पहली बार एक एकल एंटीप्रोटॉन के स्पिन को सफलतापूर्वक नियंत्रित किया। यह उपलब्धि बेरियन एंटीबेरियन सिमेट्री एक्सपेरिमेंट, या BASE का हिस्सा है। यह वैज्ञानिकों को एंटीमैटर का अध्ययन करने में मदद करता है, जो आधुनिक भौतिकी के सबसे बड़े रहस्यों में से एक है। इंपीरियल कॉलेज लंदन के एक शोधकर्ता और BASE टीम के सदस्य डॉ. जैक डेवलिन ने इस काम के महत्व को समझाया। उन्होंने उल्लेख किया कि हालांकि वैज्ञानिकों ने लंबे समय से परमाणुओं और अणुओं को नियंत्रित किया है, लेकिन एंटीमैटर के साथ ऐसा करना बहुत कठिन है। नियंत्रण का यह नया स्तर शोधकर्ताओं को इन दुर्लभ कणों के मूलभूत गुणों को करीब से देखने की अनुमति देता है। टीम के काम को हाल ही में प्रकाशन फिजिक्स वर्ल्ड द्वारा एक शीर्ष सफलता के रूप में मान्यता दी गई थी। एंटीमैटर को अक्सर सामान्य पदार्थ की दर्पण छवि के रूप में वर्णित किया जाता है। एक एंटीप्रोटॉन का द्रव्यमान एक नियमित प्रोटॉन के समान होता है लेकिन उस पर विपरीत विद्युत आवेश होता है। जब पदार्थ और एंटीमैटर मिलते हैं, तो वे ऊर्जा की चमक में एक-दूसरे को नष्ट कर देते हैं। इस कारण से, प्रयोगशाला सेटिंग में एंटीमैटर को संग्रहीत और अध्ययन करना अत्यंत कठिन है। एंटीप्रोटॉन का अध्ययन करने के लिए, टीम ने क्रायोजेनिक पेनिनिंग ट्रैप नामक एक उपकरण का उपयोग किया। यह उपकरण कण को जगह पर रखने के लिए ठंडे तापमान और मजबूत विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों का उपयोग करता है। एंटीप्रोटॉन को उसके परिवेश से अलग करके, वैज्ञानिक इसे बहुत लंबे समय तक स्थिर रख सकते हैं। कुछ मामलों में, इन कणों को जाल के अंदर महीनों या वर्षों तक रखा जा सकता है। शोधकर्ताओं ने स्पिन नामक एक गुण पर ध्यान केंद्रित किया, जो कण को एक छोटे चुंबक की तरह कार्य करता है। यह स्पिन दो अलग-अलग दिशाओं में इंगित कर सकता है, जिसे वैज्ञानिक दो-स्तरीय प्रणाली कहते हैं। सावधानीपूर्वक ट्यून किए गए विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों का उपयोग करके, टीम स्पिन को आगे और पीछे पलटने में सक्षम थी। इस प्रक्रिया को सुसंगत नियंत्रण के रूप में जाना जाता है, और यह सटीक माप करने के लिए आवश्यक है। प्रयोग के सबसे प्रभावशाली हिस्सों में से एक यह था कि नियंत्रण कितने समय तक चला। टीम ने प्रदर्शित किया कि एंटीप्रोटॉन का स्पिन 50 सेकंड से अधिक समय तक स्थिर रहा। यह उप-परमाणु कणों की दुनिया में एक लंबा समय है और इसने टीम को कई स्पिन फ्लिप देखने की अनुमति दी। यह स्थिरता भौतिकी प्रयोगों की अगली पीढ़ी के लिए एक प्रमुख आवश्यकता है। यह शोध एक मौलिक प्रश्न का उत्तर देने का प्रयास करता है कि ब्रह्मांड क्यों मौजूद है। भौतिकी के मानक मॉडल के अनुसार, बिग बैंग को समान मात्रा में पदार्थ और एंटीमैटर बनाना चाहिए था। हालांकि, हम आज जो कुछ भी देखते हैं, सितारों से लेकर लोगों तक, वह पदार्थ से बना है। वैज्ञानिक दोनों के बीच किसी भी छोटे अंतर की तलाश कर रहे हैं जो यह समझा सके कि पदार्थ क्यों जीता। स्पिन को नियंत्रित करके, BASE टीम अब एंटीप्रोटॉन के चुंबकीय गुणों को बहुत अधिक सटीकता के साथ माप सकती है। विशेष रूप से, वे जी-फैक्टर को देख रहे हैं, जो एक मान है जो बताता है कि कण चुंबकीय क्षेत्रों पर कैसे प्रतिक्रिया करता है। नई तकनीक के पिछले तरीकों की तुलना में कम से कम 16 गुना अधिक सटीक होने की उम्मीद है। प्रोटॉन और एंटीप्रोटॉन के बीच जी-फैक्टर में एक छोटा सा अंतर भी भौतिकी के बारे में हमारी समझ को बदल सकता है। इस परियोजना में दुनिया भर के वैज्ञानिकों का एक बड़ा सहयोग शामिल है। सर्न और इंपीरियल कॉलेज लंदन के अलावा, कई अन्य संस्थानों के शोधकर्ताओं ने निष्कर्षों में योगदान दिया। यह वैश्विक प्रयास दिखाता है कि एंटीमैटर का अध्ययन कितना जटिल और महत्वपूर्ण हो गया है। व्यापक मान्यता प्राप्त करने से पहले परिणाम सबसे पहले वैज्ञानिक पत्रिका नेचर में साझा किए गए थे। आगे देखते हुए, BASE टीम और भी अधिक संवेदनशील परीक्षण करने के लिए इन नए उपकरणों का उपयोग करने की योजना बना रही है। वे देखना चाहते हैं कि क्या प्रकृति के नियम पदार्थ और एंटीमैटर के साथ बिल्कुल एक जैसा व्यवहार करते हैं। यदि उन्हें कोई विसंगति मिलती है, तो यह एक नए सिद्धांत की ओर ले जा सकता है जो मानक मॉडल से आगे जाता है। अभी के लिए, एंटीप्रोटॉन को चलाने की क्षमता क्वांटम विज्ञान में एक ऐतिहासिक कदम है। यह सफलता इंपीरियल कॉलेज लंदन में क्वांटम टेस्ट्स ऑफ फंडामेंटल फिजिक्स नामक एक बड़े कार्यक्रम का हिस्सा है। यह कार्यक्रम प्राकृतिक दुनिया के सबसे बुनियादी सिद्धांतों को जांचने के लिए उन्नत तकनीक का उपयोग करता है। इंजीनियरिंग और भौतिकी को जोड़कर, शोधकर्ता शुरुआती ब्रह्मांड के रहस्यों को अनलॉक करने की उम्मीद करते हैं। BASE प्रयोग की सफलता इस क्षेत्र में भविष्य की खोजों के लिए एक स्पष्ट रास्ता प्रदान करती है।