প্রকৃতির বুধবারের সংখ্যায়, একটি নতুন কাগজ স্বাভাবিক পদার্থ এবং বহিরাগত কণাগুলির মধ্যে মিথস্ক্রিয়া পরিমাপের একটি সম্ভাব্য কার্যকর উপায় বর্ণনা করে, যেমন অ্যান্টি-প্রোটন এবং অস্থির আইটেম যেমন কাওন বা একটি অদ্ভুত কোয়ার্ক ধারণকারী উপাদান। কাজটি উপযোগী হতে পারে, কারণ আমরা এখনও সেই অসমতা বুঝতে পারিনি যা আমাদের মহাবিশ্বে পদার্থকে প্রভাবশালী ফর্ম হতে দিয়েছে।
কিন্তু গবেষণাটি সম্ভবত বিস্ময়কর উপায়ের জন্য সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য যে এটি পরিমাপ সংগ্রহ করেছে। একটি ছোট গবেষণা দল হিলিয়াম পরমাণুর নিউক্লিয়াসের চারপাশে কক্ষপথে একটি অ্যান্টিপ্রোটন স্থাপন করতে সক্ষম হয়েছিল যা কিছু তরল হিলিয়ামের অংশ ছিল যেখানে এটি একটি সুপারফ্লুইড হিসাবে কাজ করে। গবেষকরা তখন অ্যান্টিপ্রোটনের অরবিটাল ট্রানজিশন দ্বারা নির্গত আলো পরিমাপ করেন।
কেন কেউ এটা করতে চাইবে?
আপনি এই ধরণের জিনিসের সুনির্দিষ্ট পরিমাপ পেতে চান এমন অনেক কারণ রয়েছে। একের জন্য, পরিমাপগুলি অ্যান্টিম্যাটার এবং অদ্ভুত কোয়ার্কের বৈশিষ্ট্যগুলির প্রতি সংবেদনশীল হবে, যা স্বল্পস্থায়ী এবং প্রায়শই এমন পরিবেশে তৈরি হয় যা নির্ভুল পরিমাপকে চ্যালেঞ্জিং করে তোলে। এছাড়াও, এই সিস্টেমে অ্যান্টিম্যাটার এবং নিয়মিত পদার্থের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া জড়িত থাকে, যা তাদের হিংস্র প্রান্তের কারণে ক্যাপচার করা কঠিন হতে পারে। অবশেষে, এখানে নির্দিষ্ট মিথস্ক্রিয়া – একটি পারমাণবিক নিউক্লিয়াস এবং এটিকে ঘিরে থাকা কক্ষপথের একটি বস্তুর মধ্যে – মহাবিশ্বের মৌলিক বৈশিষ্ট্যগুলির প্রতি সংবেদনশীল।
এই ক্ষেত্রে, অ্যান্টিম্যাটার একটি অ্যান্টিপ্রোটন ছিল। যেহেতু এটি একটি প্রোটনের বিপরীত, এটি একটি নেতিবাচক চার্জ আছে। নিউক্লিয়াসের দৃষ্টিকোণ থেকে, অ্যান্টিপ্রোটন দেখতে অনেকটা স্থূলকায় স্থূল ইলেকট্রনের মতো: এটি নিউক্লিয়াসের চারপাশে সুনির্দিষ্ট শক্তির সাথে অরবিটালগুলি দখল করবে কিন্তু ইলেক্ট্রন দ্বারা দখলকৃতদের থেকে ভিন্ন আকৃতি নিয়ে। এবং ঠিক একটি ইলেক্ট্রনের মতো, অ্যান্টিপ্রোটন একটি ফোটন শোষণ বা নির্গত করে অরবিটালের মধ্যে স্থানান্তর করতে পারে।
নির্গত ফোটনের শক্তি অ্যান্টিপ্রোটন এবং পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া সম্পর্কে তথ্য সরবরাহ করে। সেই তথ্যই পরে গবেষকরা।
এই পরিমাপগুলি করা একটি গুরুত্বপূর্ণ চ্যালেঞ্জ উপস্থাপন করেছিল, তবে, এবং শুধুমাত্র পদার্থ এবং প্রতিপদার্থের একে অপরকে ধ্বংস করার প্রবণতার কারণে নয়। অধ্যয়ন করা পরমাণুর দ্বারা যেকোন নড়াচড়া সাধারণত ফোটনকে তার প্রকৃত মানের তুলনায় লাল- বা নীল-স্থানান্তরিত করে। একটি উচ্চ-শক্তির পরিবেশে, এই প্রক্রিয়াটি একটি নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের একটি তীক্ষ্ণ শিখরকে একটি অস্পষ্ট অস্পষ্টতায় পরিণত করবে যা আমাদের দরকারী উত্তর দেয় না।
এমন কিছু চেষ্টা করা যা কাজ করেনি
এই সমস্যা এড়ানোর সবচেয়ে সহজ উপায় হল পরমাণুগুলিকে ধীর করা, যার অর্থ তাদের ঠান্ডা করা। হিলিয়ামের ক্ষেত্রে, তবে, পর্যাপ্ত ঠাণ্ডা একটি সুপারফ্লুইড তৈরি করবে, যেখানে তার পরমাণুগুলি সান্দ্রতার শক্তি না হারিয়ে প্রবাহিত হবে। এই ট্রানজিশনে জিনিসগুলি আরও খারাপ করার সম্ভাবনা রয়েছে। অতীতে, গবেষকরা স্থানান্তরের ঠিক সময়ে তাপমাত্রাকে লক্ষ্য করেছিলেন, যেখানে তরল হিলিয়াম তার সবচেয়ে ঘনত্বে (এবং যেখানে এটি হাইড্রোজেনের চেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি ঘন, যা অন্যথায় এই ধরনের পরীক্ষার জন্য একটি বিকল্প হতে পারে)।
কিন্তু এই পরীক্ষাগুলি ব্যর্থ হয়েছে, কারণ পরিমাপগুলি ইমেজিং নমুনার মতো বিস্তৃত শিখর তৈরি করেছে যা অনেক ঘুরে বেড়াচ্ছে। কেন এটি কাজ করেনি তা নিয়ে গবেষকরা অনুমান করেছেন, তবে নতুন পরীক্ষাগুলি একটি ব্যাখ্যার পক্ষে, যা আমরা ফিরে আসব।
যাই হোক না কেন, পরীক্ষামূলক সেটআপে কিছুটা পুনর্ব্যবহার করা হয়, অ্যান্টিপ্রোটন ব্যবহার করে যা অন্যথায় ফেলে দেওয়া হতে পারে। CERN অ্যান্টিহাইড্রোজেন পরমাণু তৈরির জন্য ব্যবহার করার জন্য অ্যান্টিপ্রোটন তৈরি করছে, কিন্তু এই প্রক্রিয়াটি শুধুমাত্র একটি নির্দিষ্ট শক্তির নিচে থাকা অ্যান্টিপ্রোটনগুলির সাথে কাজ করে। একবার সেই পরীক্ষায় কম-শক্তির কণাগুলি বন্ধ হয়ে গেলে, CERN-এ মাঝারি শক্তির অ্যান্টিপ্রোটনের মরীচি রেখে দেওয়া হয়। এই রশ্মি পরীক্ষায় ব্যবহার করা হয়েছিল
