அச்சு, பெருவெடிப்பை விளக்கக்கூடிய துகள்

ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கும் விஞ்ஞானிகளுக்கும் மிகப்பெரிய புதிர்களில் ஒன்று பிரபஞ்சத்தின் உருவாக்கம். சமீபத்தில், அணு ஆராய்ச்சிக்கான ஐரோப்பிய அமைப்பு (CERN) பிக் பேங்கிற்குப் பிறகு ஒரு வினாடிக்குப் பிறகு பிரபஞ்சத்தில் நிகழ்ந்த நிகழ்வுகள் பற்றிய தகவல்களை முதன்முறையாக வழங்கக்கூடிய அச்சு எனப்படும் புதிய துகளைக் கண்டறிய முயற்சிக்கிறது.

இந்த கட்டுரையில் நீங்கள் தெரிந்து கொள்ள வேண்டிய அனைத்தையும் நாங்கள் உங்களுக்கு கூறுவோம் axion, பெருவெடிப்பை விளக்கக்கூடிய துகள்.

அச்சுகள் மற்றும் இருண்ட பொருள்

1970 களில் இயற்பியலாளர் ராபர்டோ பெக்கி மற்றும் அவரது சக ஹெலன் க்வின் ஆகியோரால் பரிந்துரைக்கப்பட்டது, அச்சு என்பது ஒரு அடிப்படைத் துகள் ஆகும், இது குவாண்டம் குரோமோடைனமிக்ஸ் (QCD), குவார்க்குகள் மற்றும் குளுவான்களுக்கு இடையிலான தொடர்புகளை விவரிக்கும் கோட்பாட்டிற்குள் ஒரு கேள்வியைத் தீர்க்கும் நோக்கம் கொண்ட ஒரு கோட்பாட்டு கட்டமைப்பிலிருந்து எழுகிறது. . இந்த கேள்வி "சமநிலை பாதுகாப்பு பிரச்சனைக்கு" சொந்தமானது, இது அணுசக்தி தொடர்புகளால் குறிப்பிட்ட பண்புகள் மாறாமல் இருக்க வேண்டும் என்பதைக் குறிக்கிறது. அச்சின் அறிமுகம் இந்த சமச்சீர்நிலையை மீண்டும் நிலைநிறுத்துவதற்கான ஒரு பொறிமுறையாக செயல்படுகிறது.

அச்சின் மிகவும் குறிப்பிடத்தக்க குணாதிசயங்களில் ஒரு அங்கமாக அதன் சாத்தியமான செயல்பாடு உள்ளது இருண்ட பொருள், இது பிரபஞ்சத்தின் மொத்த வெகுஜனத்தில் தோராயமாக 27% ஆகும். இருண்ட பொருள் ஒளி அல்லது கதிரியக்கத்தை வெளியிடுவதில்லை, இது கண்ணுக்கு தெரியாததாகவும் அதன் ஈர்ப்பு செல்வாக்கின் மூலம் மட்டுமே காணக்கூடியதாகவும் ஆக்குகிறது. அச்சுகள் இருப்பது நிரூபிக்கப்பட்டால், அவை பிரபஞ்சம் முழுவதும் ஏராளமாக இருக்கலாம், இருண்ட பொருளின் மழுப்பலான தன்மையை மிகவும் இலகுவானது மற்றும் கண்டறிய கடினமான துகள்கள் என்று நியாயப்படுத்துகிறது.

பெருவெடிப்பு மற்றும் அச்சுத் துகள்கள்

பிரபஞ்சத்தின் உருவாக்கத்தைத் தொடங்கிய பிக் பேங் எனப்படும் ஆதி வெடிப்பு, பல அண்டவியல் மாதிரிகள் மற்றும் கோட்பாடுகளால் ஆராயப்பட்ட ஒரு நிகழ்வாகும். பெருவெடிப்புக்குப் பிறகு, பலவிதமான துகள்கள் மற்றும் கதிர்வீச்சுகள் தோன்றியதாக நம்பப்படுகிறது. அச்சுகள் இருந்தால், அவை இந்த ஆரம்ப கட்டத்தில் கணிசமான எண்ணிக்கையில் உருவாக்கப்பட்டிருக்கலாம், இது பிரபஞ்சத்தின் பரிணாம வளர்ச்சியில் பங்கு வகிக்கிறது.

ஆக்ஷன் ஆராய்ச்சி முக்கியமானது இருண்ட பொருளுக்கு மட்டுமின்றி, பிரபஞ்சத்தின் உருவாக்க நிலைகளின் போது நமது புரிதலை மேம்படுத்தவும். பெருவெடிப்பு பல்வேறு வகையான துகள்களை உருவாக்கியதால், அச்சுகளின் சாத்தியமான இருப்பு பொருள் மற்றும் ஆற்றலின் வரலாற்று அமைப்பு பற்றிய தகவல்களை வழங்க முடியும்.

பிரபஞ்சத்தின் வரலாறு பற்றி நம்மிடம் என்ன தகவல்கள் உள்ளன?

இன்று, காஸ்மிக் மைக்ரோவேவ் பின்னணியின் (சிஎம்பி) மின்காந்த நிறமாலையின் பகுப்பாய்வு, புரோட்டான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள் பிணைக்கப்படுவதற்குப் போதுமான அளவு குளிர்ந்த காலத்தை விஞ்ஞானிகள் கிட்டத்தட்ட 14 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு பின்னோக்கிக் கண்டுபிடிக்க அனுமதித்துள்ளனர் இதன் விளைவாக நடுநிலை ஹைட்ரஜன் உருவானது.

காஸ்மிக் மைக்ரோவேவ் பின்னணி (CMB) அவதானிப்புகளில் கண்டறியப்பட்ட ஃபோட்டான்கள் பிக் பேங்கிற்கு 400.000 ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு உமிழப்பட்டன, இந்த நேரத்திற்கு முந்தைய பிரபஞ்சத்தின் வரலாற்றைக் கண்டறிவது மிகவும் கடினமாக இருந்தது.

இருப்பினும், பிரிட்டிஷ் ஆராய்ச்சியாளர்களின் மூவர் ஒரு கோட்பாட்டை முன்வைத்துள்ளனர், இது ஒரு அச்சு எனப்படும் ஒரு துகள் இருப்பதைக் குறிக்கிறது. இது பிரபஞ்ச வரலாற்றின் ஆரம்ப வினாடியின் போது உமிழப்பட்டிருக்கலாம். இந்த துகள் அனுமானமாக இருந்தாலும், அச்சு உண்மையில் பிரபஞ்சத்திற்குள் இருக்கக்கூடும் என்று நம்புவதற்கு பல காரணங்கள் உள்ளன.

அச்சு என்றால் என்ன?

அச்சுகள் கோட்பாட்டு அடிப்படைத் துகள்கள் ஆகும், அவை இன்னும் அனுமானமாக இருந்தாலும், சமகால துகள் கோட்பாடுகளுக்குள் சில சிக்கலான கேள்விகளை தீர்க்க முடியும்.

அச்சின் இருப்பு வலுவான CP சமச்சீர் சிக்கலைத் தீர்க்க உதவும், இது பொருள் மற்றும் ஆன்டிமேட்டருக்கு இடையிலான சமநிலையைப் பொறுத்தது. உண்மையில், இது பொருள் மற்றும் எதிர்ப்பொருளின் பண்புகளில் உள்ள குறிப்பிடத்தக்க ஒற்றுமைகளுக்கு இயற்கையான விளக்கத்தை அளிக்கலாம். பிரபஞ்சத்தில் உள்ள ஆன்டிமேட்டரை விட பொருளின் ஆதிக்கம் பற்றிய தகவலை வழங்கும் போது.

அச்சுகள் மர்மமான "இருண்ட விஷயம்" பற்றிய தகவல்களை வழங்க முடியும் பிரபஞ்சத்தின் 23% ஆகும். இந்த துகள்கள் பிக் பேங்கிற்குப் பிறகு தோன்றிய கண்ணுக்குத் தெரியாத பொருளுக்கு அல்லது இருண்ட பொருளுக்கு பங்களிப்பதற்கான மிகவும் நம்பிக்கைக்குரிய வேட்பாளர்களில் ஒன்றைப் பிரதிநிதித்துவப்படுத்துகின்றன என்று ஆராய்ச்சி சுட்டிக்காட்டுகிறது.

இருண்ட பொருளின் சூழலில் அச்சு மற்றும் அதன் பங்கு

பிக் பேங்கிற்குப் பிறகு பெரிய அளவில் உருவாகும் அச்சுகளை இருண்ட பொருள் கொண்டிருக்கும் சாத்தியக்கூறுகளைக் கருத்தில் கொண்டு, ஆராய்ச்சியாளர்கள் அச்சு இருண்ட பொருளை விரைவில் அடையாளம் காண விடாமுயற்சியுடன் பணியாற்றி வருகின்றனர்.

இயற்பியல் மதிப்பாய்வு D இல் வெளியிடப்பட்ட ஒரு கட்டுரை, இருண்ட பொருளைக் கண்டறிவதை நோக்கமாகக் கொண்ட அதிக உணர்திறன் வாய்ந்த கருவிகளின் முன்னேற்றம் கவனக்குறைவாக அச்சுகளின் மற்றொரு குறிகாட்டியைக் கண்டறிய வழிவகுக்கும் என்று கூறுகிறது. CaB என அறியப்படுகிறது. இந்த சொல் காஸ்மிக் மைக்ரோவேவ் பின்னணிக்கு (சிஎம்பி) ஒத்த அச்சைக் குறிக்கிறது மற்றும் இது காஸ்மிக் ஆக்ஷன் பின்னணி என்று அழைக்கப்படுகிறது. இருப்பினும், CaB மற்றும் டார்க் மேட்டர் அச்சுகளுக்கு இடையிலான பண்புகளில் உள்ள ஒற்றுமைகள் காரணமாக, சோதனை அமைப்புகளில் CaB சிக்னல் சத்தமாக நிராகரிக்கப்படும் அபாயம் உள்ளது.

விஞ்ஞானிகளுக்கு, CaB இன் அடையாளம் இரட்டை கண்டுபிடிப்பைக் குறிக்கும். இது அச்சின் இருப்பை உறுதிப்படுத்துவது மட்டுமல்லாமல், விஞ்ஞான சமூகத்திற்கு ஆரம்பகால பிரபஞ்சத்தின் புதிய நினைவுச்சின்னத்தையும் வழங்கும். CaB உருவாக்கப்பட்ட முறையானது பிரபஞ்சத்தின் உருவாக்கம் மற்றும் பரிணாமத்தைப் பற்றிய இதுவரை அறியப்படாத அம்சங்களை வெளிப்படுத்த முடியும்.

ஒரு அச்சைக் கண்டறிவதற்கான முறைகள்

CERN ஆல் மேற்கொள்ளப்பட்ட சோதனைகள் அச்சைக் கண்டறிவதை நோக்கமாகக் கொண்டிருந்தன. அச்சின் துகளை அடையாளம் காண வடிவமைக்கப்பட்ட ஒரு பரிசோதனையானது அதிர்வுறும் நுண்ணலை துவாரங்களைப் பயன்படுத்துவதை உள்ளடக்கியது, அவை வலுவான காந்தப்புலங்களுக்குள் வைக்கப்படும் அச்சின் வெகுஜனத்திற்காக அளவீடு செய்யப்படுகின்றன. இந்த முறை தற்போது வாஷிங்டன் பல்கலைக்கழகத்தில் ADMX பரிசோதனையில் பயன்படுத்தப்படுகிறது அச்சைக் கண்டறியும் திறன் கொண்டது, கருப்பொருள் முற்றிலும் அச்சுகளால் ஆனது.

அச்சுகளைக் கண்டறிவதற்கான கூடுதல் முறையானது, சூரியனுக்குள் உருவாகும் அச்சுகளை அடையாளம் காண வடிவமைக்கப்பட்ட ஹீலியோஸ்கோப்களின் பயன்பாடு, விதிவிலக்காக குறைந்த பின்புலத்தைக் கொண்ட எக்ஸ்-ரே டிடெக்டர்களுடன் இணைக்கப்பட்ட ஒரு சக்திவாய்ந்த காந்தத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் அடையப்படுகிறது. இன்றுவரை அச்சின் எந்த ஆதாரமும் கண்டுபிடிக்கப்படவில்லை என்றாலும், ஜராகோசா பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்களின் பங்களிப்புகளை உள்ளடக்கிய CAST பரிசோதனையானது, வானியல் இயற்பியல் வரம்புகளைக் கடந்து, ஆய்வுக்காக முன்னர் ஆராயப்படாத பகுதியைத் திறந்துள்ளது.