सुपरनोवा में न्यूट्रिनो तरल पदार्थ नई भौतिकी - भौतिकी विश्व की ओर इशारा कर सकते हैं

द्वारा की गई गणना के अनुसार, विस्फोटित तारों में निर्मित न्यूट्रिनो मानक मॉडल से परे भौतिकी की ओर इशारा कर सकते हैं पो-वेन चांग और अमेरिका में ओहियो स्टेट यूनिवर्सिटी में सहकर्मी। उनका काम बताता है कि कैसे एक काल्पनिक बातचीत न्यूट्रिनो की नाड़ी को प्रभावित करती है जो कोर-पतन सुपरनोवा में उत्पन्न होती है - कुछ ऐसा जिसे सुपरनोवा के मौजूदा और भविष्य के अवलोकनों में देखा जा सकता है।

न्यूट्रिनो कम द्रव्यमान वाले और विद्युत रूप से तटस्थ उपपरमाण्विक कण हैं जो बिना किसी संपर्क के पदार्थ के माध्यम से लंबी दूरी तय कर सकते हैं। वे कुछ खगोलीय प्रक्रियाओं द्वारा भारी मात्रा में उत्पन्न होते हैं और खगोलविद पृथ्वी पर आने वाले न्यूट्रिनो का अध्ययन करने के लिए विशाल डिटेक्टरों का उपयोग करते हैं। हमें खगोल भौतिकी के बारे में कुछ बताने के साथ-साथ, इन ब्रह्मांडीय न्यूट्रिनो का अध्ययन स्वयं कणों की प्रकृति के बारे में अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकता है।

अब, चांग की टीम ने इस संभावना का पता लगाया है कि सुपरनोवा विस्फोट न्यूट्रिनो व्यवहार को ट्रिगर कर सकते हैं जिन्हें कण भौतिकी के मानक मॉडल द्वारा समझाया नहीं जा सकता है।

चरम स्थितियां

मानक मॉडल कहता है कि न्यूट्रिनो कमजोर परमाणु बल या गुरुत्वाकर्षण के माध्यम से एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं। लेकिन कोर-पतन सुपरनोवा के दौरान, कणों के इतने सघन रूप से पैक होने की उम्मीद है कि वे सामान्य से कहीं अधिक बार एक-दूसरे से बिखर जाएंगे। ऐसी चरम स्थितियों में, कुछ सिद्धांत जो मानक मॉडल से परे जाते हैं, सुझाव देते हैं कि "उन्नत आत्म-अंतःक्रिया" (νSI) नामक एक काल्पनिक बातचीत उभर सकती है। अनुमान लगाया गया है कि यह इंटरैक्शन कमजोर इंटरैक्शन की तुलना में अधिक मजबूत परिमाण का होगा और इसलिए ऐसे सुपरनोवा में न्यूट्रिनो के व्यवहार को प्रभावित करना चाहिए।

खगोलविदों के लिए, इस प्रभाव को देखने का अवसर 1987 में आया, जब एसएन 25ए से 1987 न्यूट्रिनो को तीन न्यूट्रिनो डिटेक्टरों में पंजीकृत किया गया था। एसएन 1987ए एक कोर-पतन सुपरनोवा था जो बड़े मैगेलैनिक बादल में सिर्फ 168,000 प्रकाश वर्ष दूर हुआ था।

सामान्य विचार यह है कि νSI को पृथ्वी पर पाए गए न्यूट्रिनो पल्स की प्रकृति को प्रभावित करना चाहिए था। हालाँकि, घटना के बाद के दशकों में, भौतिकविदों ने एसएन 1987ए के न्यूट्रिनो सिग्नल में अवलोकन योग्य प्रभावों की गणना करने के लिए संघर्ष किया है जो νSI के अस्तित्व को स्थापित करेगा।

सापेक्षतावादी हाइड्रोडायनामिक्स

अपने अध्ययन में, चांग की टीम ने कोर-पतन सुपरनोवा के केंद्र में नवगठित न्यूट्रॉन तारे से बाहर की ओर बहने वाले न्यूट्रिनो पर विचार करके समस्या पर दोबारा गौर किया। सापेक्षतावादी हाइड्रोडायनामिक्स की बाधाओं के तहत, उनकी गणना से पता चला कि νSI कणों को सामूहिक रूप से कार्य करने के लिए घने, कसकर-युग्मित और विस्तारित तरल पदार्थ बनाने का कारण बनेगा।

शोधकर्ताओं का यह भी सुझाव है कि यह विस्तार दो संभावित रास्तों का अनुसरण कर सकता है। पहले परिदृश्य में, न्यूट्रिनो अचानक विस्फोट में बाहर निकल जाएंगे। परिणाम एक न्यूट्रिनो द्रव होगा जो केंद्रीय न्यूट्रॉन तारे से कहीं आगे तक फैला होगा - जिसका अर्थ है कि खगोलविदों द्वारा देखा गया न्यूट्रिनो पल्स लंबे समय तक रहेगा। दूसरे मामले में, न्यूट्रिनो कम घनत्व वाली स्थिर हवा में बहते हैं। यहां, νSI का प्रभाव न्यूट्रॉन तारे के करीब गायब हो जाएगा, जिसके परिणामस्वरूप न्यूट्रिनो पल्स छोटा हो जाएगा।

कुछ ब्रह्मांडीय न्यूट्रिनो अंततः ब्रह्मांडीय नहीं हो सकते हैं

चांग की टीम को अब उम्मीद है कि उनके विचारों का उपयोग आगे की गणनाओं में किया जाएगा जो खगोलविदों को एसएन 1987ए से न्यूट्रिनो डेटा में νSI के साक्ष्य की पहचान करने में सक्षम कर सकता है। चांग कहते हैं, "सुपरनोवा की गतिशीलता जटिल है, लेकिन यह परिणाम आशाजनक है क्योंकि सापेक्षतावादी हाइड्रोडायनामिक्स के साथ हम जानते हैं कि वे अब कैसे काम करते हैं, यह समझने में राह में एक कांटा है।"

सुपरनोवा के अंदर न्यूट्रिनो उत्पादन के अपने ज्ञान के आधार पर, शोधकर्ताओं का अनुमान है कि उनका स्थिर पवन सिद्धांत विस्फोट-बहिर्वाह मामले की तुलना में अधिक संभावित है - लेकिन अभी, यह निर्धारित करने के लिए और अधिक काम की आवश्यकता होगी कि दोनों घटनाएं एक ही विस्फोट में हो सकती हैं या नहीं .

अंततः, उनकी खोजों से खगोलविदों के लिए मिल्की वे या उसके गैलेक्टिक पड़ोस में नए सुपरनोवा देखे जाने पर νSI के लिए सबूत इकट्ठा करना बहुत आसान हो सकता है - हालांकि इसमें अभी भी कई दशक लग सकते हैं। चांग कहते हैं, "हम हमेशा कहीं और जल्द ही एक और गैलेक्टिक सुपरनोवा के घटित होने की प्रार्थना कर रहे हैं, लेकिन सबसे अच्छा हम यह कर सकते हैं कि ऐसा होने से पहले जितना संभव हो सके हम जो जानते हैं उस पर निर्माण करने का प्रयास करें।"

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• स्रोत: https://physicsworld.com/a/neutrino-fluids-in-supernovae-could-point-to-new-physics/