बिग बैंग के बाद बना ‘कॉस्मिक सूप’ सच में था लिक्विड? वैज्ञानिकों को मिला बड़ा सबूत
बिग बैंग के धमाके के तुरंत बाद, यूनिवर्स बहुत ज़्यादा घने प्लाज़्मा का एक ट्रिलियन-डिग्री ‘सूप’ बन गया था। एक बड़े एक्सपेरिमेंट में, रिसर्चर्स को पहला सबूत मिला है कि यह अनोखा शुरुआती गू सच में सूप की तरह हिलता और घूमता था। थोड़े और साइंटिफिक शब्दों में, इस गूदे सूप को क्वार्क-ग्लूऑन प्लाज़्मा, या QGP कहा जाता है। यह अब तक का पहला और सबसे गर्म लिक्विड था। अनुमान बताते हैं कि यह फैलने, ठंडा होने और एटम में मिलने से पहले कुछ मिलियनवें सेकंड के लिए सूरज की सतह से एक अरब गुना ज़्यादा गर्म था। जैसा कि हाल ही की एक स्टडी में बताया गया है, MIT और CERN के फिजिसिस्ट की एक टीम ने QGP बनाने वाले हेवी-आयन टकरावों को फिर से बनाया ताकि इसकी प्रॉपर्टीज़ का पता लगाया जा सके। उदाहरण के लिए, जब एक क्वार्क प्लाज़्मा से बहता है, तो क्या यह एक जुड़े हुए लिक्विड की तरह पीछे हटता है और छलकता है, या यह पार्टिकल्स के कलेक्शन की तरह रैंडमली बिखर जाता है?
यह पता लगाने के लिए, रिसर्चर्स ने CERN के लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर (LHC) के अंदर लगभग लाइट की स्पीड से आपस में टकराने वाले लेड पार्टिकल्स के बीच टकराव के डेटा को एनालाइज़ किया। ऐसे टकराव से क्वार्क जैसे एनर्जेटिक पार्टिकल्स की बौछारें निकलती हैं, साथ ही QGP की एक बूंद भी निकलती है जो नए यूनिवर्स में फैल गई। एक खास स्ट्रेटेजी का इस्तेमाल करके, जिससे पिछले एक्सपेरिमेंट्स की तुलना में हेवी-आयन टकराव का ज़्यादा साफ़ नज़ारा मिला, फिजिसिस्ट्स ने QGP के ज़रिए क्वार्क्स की हरकतों का पता लगाया और उन टकरावों के बाद QGP की एनर्जी को मैप किया।
MIT के फिजिसिस्ट येन-जी ली कहते हैं, “अब हम देखते हैं कि प्लाज़्मा बहुत ज़्यादा घना है, इतना कि यह एक क्वार्क को धीमा कर सकता है, और लिक्विड की तरह छींटे और भंवर पैदा करता है। इसलिए क्वार्क-ग्लूऑन प्लाज़्मा सच में एक शुरुआती सूप है।” QGP से तेज़ी से गुज़रने वाले क्वार्क्स अपनी कुछ एनर्जी प्लाज़्मा में ट्रांसफर करते हैं, जिससे उनकी स्पीड कम हो जाती है और तेज़ रफ़्तार नाव जैसी लहरें उठती हैं। “उदाहरण के लिए, जब कोई नाव झील में चल रही होती है, तो वेक नाव के पीछे का पानी होता है जो नाव की दिशा में चल रहा होता है। नाव ने पानी के किसी हिस्से में मोमेंटम ट्रांसफर किया है, जो उसे ‘फॉलो’ कर रहा है,” MIT के फिजिसिस्ट कृष्ण राजगोपाल, जिन्होंने एक मॉडल बनाया था जो QGP की फ्लूइड प्रॉपर्टीज़ का अनुमान लगाता था, ने साइंसअलर्ट को ईमेल से बताया। लेकिन पानी में जैसा साफ़ वेक दिखता है, वैसा देखने के बजाय, रिसर्चर्स को QGP की बूंदों में इसकी गड़बड़ मौजूदगी का अंदाज़ा लगाना पड़ा।
इसके लिए, एक ट्रिलियन-डिग्री प्लाज़्मा में, जो आमतौर पर LHC के अंदर एक सेकंड के क्वाड्रिलियनवें हिस्से के लिए मौजूद होता है, हज़ारों बेतहाशा इंटरैक्ट करने वाले पार्टिकल्स को छांटना पड़ता है, ताकि वेक से डिसप्लेस हुए तुलनात्मक रूप से कुछ पार्टिकल्स का पता लगाया जा सके। यह आसान नहीं है। राजगोपाल ने साइंसअलर्ट को समझाया कि जब LHC टकराव में क्वार्क बनते हैं, तो वे कभी अकेले नहीं होते। वे आमतौर पर एंटीक्वार्क के साथ बनते हैं, जो उनके काउंटरपार्ट पार्टिकल्स होते हैं जो एक जैसे होते हैं लेकिन विपरीत चार्ज वाले होते हैं। क्वार्क और उसका एंटीक्वार्क एक ही स्पीड से उल्टी दिशाओं में उड़ते हैं, हर एक वेक बनाता है और डिटेक्शन को मुश्किल बनाता है।
इसलिए, पिछले एक्सपेरिमेंट के अनुसार, क्वार्क-एंटीक्वार्क पेयर खोजने के बजाय, फिजिसिस्ट ने पार्टिकल्स के एक अलग पेयर को खोजा। कभी-कभी, LHC टकराव से एक क्वार्क और एक Z बोसॉन बनता है, जो एक न्यूट्रल एलिमेंट्री पार्टिकल है जो वेक नहीं बनाता क्योंकि यह QGP के साथ इंटरैक्ट नहीं करता है। हालांकि, ये घटनाएं रेयर होती हैं। स्टडी में एनालाइज़ किए गए 13 बिलियन LHC टकरावों में से, केवल लगभग 2,000 में ही Z बोसॉन बना। लेकिन QGP के साथ Z बोसॉन के इंटरेक्शन की कमी के कारण, रिसर्चर आखिरकार एक सिंगल स्पीडिंग क्वार्क के कारण होने वाले वेक का एनालिसिस कर पाए। जैसा कि राजगोपाल के मॉडल ने प्रेडिक्ट किया था, QGP ने एक लिक्विड के रूप में रिएक्ट किया, जो क्वार्क के वेक में हिलता और घूमता रहा।
राजगोपाल ने साइंसअलर्ट को बताया कि यह QCP के लिक्विड जैसे व्यवहार का “पक्का, साफ़ सबूत” है, लेकिन QGP के लिक्विड की तरह बहने और लहरें मारने के बारे में लंबे समय से चली आ रही बहस अभी सुलझी नहीं है। दूसरे रिसर्चर ज़रूर नतीजों की जांच करेंगे।
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