নিউট্রিনো বিস্ময়কর পরিমাপে প্রোটনের গঠন পরীক্ষা করে

একটি পোস্টডক গবেষকের সাহসী পরামর্শ অনুসরণ করে, একটি আন্তর্জাতিক দল নিউট্রিনো বিচ্ছুরণ ব্যবহার করে প্রোটনের অভ্যন্তরীণ গঠন পরীক্ষা করার জন্য একটি শক্তিশালী কৌশল আবিষ্কার করেছে। তেজিন ক্যা রচেস্টার ইউনিভার্সিটিতে এবং ফার্মিলাবের MINERvA পরীক্ষায় কর্মরত সহকর্মীরা দেখিয়েছেন যে কীভাবে প্রোটন সম্পর্কে তথ্য নিউট্রিনো থেকে বের করা যেতে পারে যা ডিটেক্টরের প্লাস্টিক লক্ষ্যবস্তু দ্বারা বিক্ষিপ্ত হয়েছে।

1950 এর দশকের প্রথম দিকে, পদার্থবিদরা প্রোটনের আকার নির্ধারণের জন্য উচ্চ-শক্তি ইলেকট্রন বিম ব্যবহার করছিলেন। কিভাবে এই ইলেক্ট্রনগুলো লক্ষ্যবস্তু থেকে বিক্ষিপ্ত হয় তা পরিমাপ করে, গবেষকরা প্রোটনের অভ্যন্তরীণ কাঠামো অনুসন্ধান করতে এবং তাদের উপাদান কোয়ার্কের চার্জ বন্টন বিস্তারিতভাবে পরিমাপ করতে সক্ষম হয়েছেন।

নীতিগতভাবে, নিউট্রিনোর রশ্মি ব্যবহার করেও অনুরূপ পরিমাপ সম্ভব হওয়া উচিত, যেমন ফার্মিলাবে উৎপন্ন রশ্মি। চার্জহীন এবং প্রায় ভরহীন হওয়া সত্ত্বেও, একটি রশ্মির মধ্যে নিউট্রিনোর একটি ক্ষুদ্র ভগ্নাংশ প্রোটনের সাথে যোগাযোগ করবে এবং বৈশিষ্ট্যগত কোণে ছড়িয়ে পড়বে। যদি এই বিক্ষিপ্তকরণকে পরিমাপ করা যায়, তবে এটি কেবল প্রোটন গঠনের অনুসন্ধানে ইলেক্ট্রন বিক্ষিপ্ত পরীক্ষার পরিপূরক হবে না; এটি নিউট্রিনো এবং প্রোটন কীভাবে মিথস্ক্রিয়া করে সে সম্পর্কে গুরুত্বপূর্ণ নতুন অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করতে পারে।

অনেক দূরে ছড়িয়ে

এখন পর্যন্ত, গবেষকরা শুধুমাত্র গ্যাসীয় হাইড্রোজেন লক্ষ্যবস্তুতে নিউট্রিনো বিম গুলি করার সম্ভাবনা বিবেচনা করেছেন। যাইহোক, এই লক্ষ্যগুলির প্রোটনগুলি বিদ্যমান পরীক্ষামূলক কৌশলগুলি ব্যবহার করে কোনও চূড়ান্ত ফলাফল অর্জনের জন্য যথেষ্ট পরিমাণে নিউট্রিনোগুলিকে ছড়িয়ে দেওয়ার জন্য খুব বেশি বিচ্ছুরিত।

নতুন গবেষণায়, Cai এর দল প্রায় দুর্ঘটনাক্রমে এই সমস্যার সমাধান খুঁজে পেয়েছে। পদার্থবিদরা বর্তমানে ফার্মিলাবে MINERvA পরীক্ষা ব্যবহার করে প্লাস্টিকের সিন্টিলেটর লক্ষ্যবস্তুতে কণার উচ্চ-শক্তির মরীচি নিক্ষেপ করে নিউট্রিনো অধ্যয়ন করছেন। এগুলি ঘন, কঠিন পলিমার যাতে প্রচুর হাইড্রোজেন এবং কার্বন থাকে।

কার্বন বিয়োগ করা

কাই বুঝতে পেরেছিলেন যে এই কঠিন লক্ষ্যবস্তুর হাইড্রোজেন পরমাণুগুলি হাইড্রোজেন গ্যাসের তুলনায় অনেক বেশি ঘনত্বে ভরে আছে। যদি MINERvA-এর ডিটেক্টরে কার্বন পরমাণু দ্বারা বিক্ষিপ্ত নিউট্রিনোগুলি পরিমাপ থেকে বিয়োগ করা যায়, তবে তিনি পরামর্শ দেন যে দলটিকে হাইড্রোজেন নিউক্লিয়াস দ্বারা বিক্ষিপ্ত সংকেত দিয়ে ছেড়ে দেওয়া হবে।

প্রোটনের বিস্ময়কর ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক গঠন নতুন পরীক্ষায় পরিলক্ষিত হয়

যেহেতু হাইড্রোজেনের চেয়ে অনেক বেশি নিউট্রিনো কার্বন দ্বারা বিক্ষিপ্ত, তাই কাইয়ের অনেক সহকর্মী এই প্রস্তাবে আশ্বস্ত হননি। তার ধারণা পরীক্ষা করার জন্য, গবেষকরা MINERvA-তে নিউট্রিনো বিচ্ছুরণের নয় বছরের পরিমাপ থেকে সিমুলেটেড নিউট্রিনো-কার্বন মিথস্ক্রিয়া বিয়োগ করেছেন। ঠিক যেমন Cai ভবিষ্যদ্বাণী করেছিলেন, তাদের কাছে বিক্ষিপ্ত ডেটা রেখে দেওয়া হয়েছিল যা ইলেক্ট্রন-বিচ্ছুরণ পরীক্ষার ফলাফলগুলির সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সাদৃশ্যপূর্ণ - স্পষ্টভাবে নির্দেশ করে যে তাদের কৌশলটি উদ্দেশ্য হিসাবে কাজ করেছে।

এই প্রাথমিক সাফল্যের উপর ভিত্তি করে, দলটি এখন আশা করে যে পদ্ধতিটি প্রোটনের অভ্যন্তরীণ কাঠামোর গভীর অন্তর্দৃষ্টির দিকে নিয়ে যেতে পারে। এটি গবেষকদের নিউট্রিনোর প্রকৃতিকে ঘিরে বাকি অনেক প্রশ্নের উত্তর দেওয়ার জন্য এক ধাপ কাছাকাছি নিয়ে আসতে পারে। এর মধ্যে রয়েছে অন্যান্য ধরণের পদার্থের সাথে নিউট্রিনোর অধরা মিথস্ক্রিয়া এবং নিউট্রিনো দোলনের মাধ্যমে তাদের স্বতঃস্ফূর্ত রূপান্তর।

গবেষণায় বর্ণনা করা হয়েছে প্রকৃতি.

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• প্লেটোব্লকচেন। Web3 মেটাভার্স ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://physicsworld.com/a/neutrinos-probe-the-protons-structure-in-surprising-measurement/