पिछले महीने, Microsoft ने घोषणा की नया क्वांटम कम्प्यूटिंग चिप मेजराना 1 कहा जाता है कि यह उम्मीद करता है कि “क्वांटम कंप्यूटरों को एहसास होगा जो वर्षों में सार्थक, औद्योगिक पैमाने पर समस्याओं को हल करने में सक्षम है, दशकों में नहीं”। स्वतंत्र वैज्ञानिकों ने जल्द ही इस दावे के बारे में संदेह जताया – जैसा कि यह है – लेकिन यह भी स्वीकार किया कि माइक्रोसॉफ्ट ने इस तरह की चिप बनाने के लिए एक बड़ी चुनौती ली थी और इस दिशा में इसके प्रयासों को पूरी तरह से नहीं लिखा जा सकता है या नहीं किया जाना चाहिए।
Microsoft ने चिप “मेजराना 1” का नाम दिया क्योंकि इसमें मेजराना कण होते हैं, जो असामान्य गुणों के साथ एक विशेष प्रकार का सबटोमिक कण है। एक यह है कि एक मेजराना कण अपना विरोधी कण है। कण जो कि फर्म को बनाते हैं, फर्मियन्स कहा जाता है, में अलग-अलग पहचान के साथ एंटी-कण होते हैं। उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रॉन का एंटी-कण एक पॉज़िट्रॉन है, एक और इलेक्ट्रॉन नहीं। प्रोटॉन का एंटी-कण एंटी-प्रोटॉन है, एक और प्रोटॉन नहीं। लेकिन विशिष्ट रूप से फ़र्मियन के बीच, एक मेजराना कण का विरोधी कण अभी तक एक और मेजराना कण है। यदि उनमें से दो मिलते हैं, तो वे ऊर्जा के एक फ्लैश में एक -दूसरे का सफाया करेंगे।
समकालीन भौतिकी में प्रमुख खुले सवालों में से एक यह है कि क्या न्यूट्रिनो मेजराना कण हैं।
न्यूट्रिनो, न्यूट्रिनो हर जगह
न्यूट्रिनो ब्रह्मांड में दूसरे सबसे प्रचुर मात्रा में उप-परमाणु कण हैं, फोटॉनों के बाद, प्रकाश के कण। वे बिग बैंग इवेंट के दौरान प्रचुर मात्रा में उत्पादित किए गए थे। वे रेडियोधर्मी क्षय में निर्मित होते हैं, जब बड़े पैमाने पर सितारे विस्फोट होते हैं, और जब कॉस्मिक किरणें पृथ्वी के वातावरण पर प्रहार करती हैं। वे परमाणु संलयन के दौरान भी बनाए जाते हैं: अकेले सूर्य पृथ्वी पर हर वर्ग सेंटीमीटर में 60 बिलियन न्यूट्रिनो के साथ प्रत्येक वर्ग सेंटीमीटर बाढ़ के लिए जिम्मेदार होता है। ये कण भी असाधारण रूप से पकड़ने के लिए कठिन हैं क्योंकि वे बहुत कमजोर और बहुत कम ही मामले के साथ बातचीत करते हैं।
फिर भी यह महत्वपूर्ण भौतिक विज्ञानी उनका अध्ययन करते हैं: न्यूट्रिनो सिर्फ हमारे ब्रह्मांड के बारे में कई खुले सवालों के जवाब देने की कुंजी हो सकते हैं। उनकी जबरदस्त संख्या एक संकेत है कि वे कई, कई उप -परमाणु प्रक्रियाओं में शामिल हैं। इस प्रकार उनके गुणों के बारे में एक स्पष्ट दृष्टिकोण भौतिकविदों को इन प्रक्रियाओं के बारे में एक स्पष्ट दृष्टिकोण भी देगा, और अभी तक अनसुलझे प्रश्न वे उत्तर दे सकते हैं।
हम न्यूट्रिनो के बारे में कई बातें नहीं जानते हैं। शायद सबसे बड़ा अज्ञात यह है कि न्यूट्रिनो का वजन कितना है। हम जानते हैं कि न्यूट्रिनो तीन स्वाद, या किस्मों में आते हैं, और हम उनके जनता के वर्गों के बीच के अंतर को जानते हैं, लेकिन व्यक्तिगत जनता स्वयं नहीं। यदि न्यूट्रिनो को मेजराना कण पाए जाते हैं, तो जिस प्रक्रिया से पता चलता है कि उन्हें अपने जनता को भी प्रकट करने के लिए आसानी से उपयोग किया जा सकता है। इस प्रक्रिया को कहा जाता है न्यूट्रिनोलेस डबल बीटा क्षयया शॉर्ट के लिए 0v।।
बीटा क्षय के साथ चिल करना
प्रत्येक परमाणु में कुछ ऊर्जा होती है, जिसे वह अपने कणों और उनके बीच काम करने वाली ताकतों में सहन करता है। कभी -कभी एक परमाणु के नाभिक में बहुत अधिक ऊर्जा हो सकती है, जो इसे अस्थिर करती है और अतिरिक्त को बहाने के अवसरों की तलाश करती है। स्थिरता की यह धारणा इस तथ्य से आती है कि नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के प्रत्येक सेट के लिए, एक संख्या है जो कणों को खुद को इस तरह से व्यवस्थित करने की अनुमति देती है जो नाभिक को नंगे न्यूनतम ऊर्जा के साथ छोड़ देती है।
उदाहरण के लिए, एक्टीनियम -227 परमाणु के नाभिक में 89 प्रोटॉन और 138 न्यूट्रॉन होते हैं, जो नाभिक को अत्यधिक अस्थिर कॉन्फ़िगरेशन में मौजूद होने के लिए मजबूर करते हैं। ‘अतिरिक्त ऊर्जा’ को बहाने के लिए, यह बीटा क्षय नामक एक प्रक्रिया से गुजरता है: यह एक इलेक्ट्रॉन और एक एंटी-न्युट्रिनो का उत्सर्जन करता है और थोरियम -227 नाभिक में बदल जाता है। TH-227 भी स्थिर नहीं है और आगे घटता है, लेकिन चूंकि बीटा क्षय प्रक्रिया ऊर्जा जारी करती है, नाभिक पहले की तुलना में बेहतर है।
प्रकृति में, बीटा क्षय एक अस्थिर नाभिक को क्षय करने के लिए एक सामान्य तरीका है। यह दो रूपों में से एक में हो सकता है कि क्या एक नाभिक में बहुत अधिक न्यूट्रॉन या बहुत अधिक प्रोटॉन हैं। पहले मामले में, एक न्यूट्रॉन को एक प्रोटॉन में बदल दिया जाता है और एक इलेक्ट्रॉन और एक एंटी-न्युट्रिनो जारी करता है। दूसरे में, एक प्रोटॉन को एक न्यूट्रॉन में बदल दिया जाता है और एक पॉज़िट्रॉन और एक न्यूट्रिनो जारी करता है। एक तीसरा रूप मौजूद है, जहां दो बीटा डेस एक साथ होते हैं, यानी दो न्यूट्रॉन को एक साथ दो प्रोटॉन में बदल दिया जाता है, जो दो इलेक्ट्रॉनों और दो एंटी-न्युट्रिनो को उत्सर्जित करता है।
रूपांतरण क्षमता कमजोर बातचीत से उपजी है, जो कि एक है चार तरीके जिसमें उप -परमाणु कण एक दूसरे के साथ बातचीत कर सकते हैं। (अन्य मजबूत, विद्युत चुम्बकीय और गुरुत्वाकर्षण इंटरैक्शन हैं।) कमजोर बातचीत को डब्ल्यू या जेड बोसॉन नामक कणों की उपस्थिति की विशेषता है। उदाहरण के लिए, एसी -227 बीटा क्षय के दौरान, एक न्यूट्रॉन एक डब्ल्यू का उत्सर्जन करता है– बोसोन और एक प्रोटॉन में बदल जाता है, और डब्ल्यू– बोसोन एक इलेक्ट्रॉन और एक एंटी-न्युट्रिनो के लिए फैलता है।
अंतर में एक संकेत
बीटा क्षय के रूप में आम है, वैज्ञानिक वर्तमान में एक अत्यंत दुर्लभ संस्करण के लिए शिकार पर हैं: 0v।। यह भी मौजूद नहीं हो सकता है, लेकिन बस अगर यह होता है, तो यह साबित होगा कि न्यूट्रिनो मेजराना कण हैं।
0v, में, एक नाभिक एक इलेक्ट्रॉन और एक एंटी-न्युट्रिनो के बजाय दो इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन करता है। यह केवल तब हो सकता है जब एक न्यूट्रॉन द्वारा उत्सर्जित न्यूट्रिनो को दूसरे न्यूट्रॉन द्वारा एक एंटी-न्युट्रिनो के रूप में अवशोषित किया जाता है, जो बदले में केवल तभी हो सकता है जब न्यूट्रिनो और एंटी-न्युट्रिनो एक ही चीज हो। उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों में से प्रत्येक में भी अधिक ऊर्जा होती है क्योंकि इसमें ‘लापता एंटी-न्युट्रिनो की ऊर्जा’ शामिल है। 0v of के सबूतों की तलाश करने वाले प्रयोग इस प्रकार इस ऊर्जा अंतर का उपयोग यह बताने के लिए कर सकते हैं कि क्या एक नाभिक में बीटा क्षय या 0v।
यह ठीक है कि दक्षिण कोरिया में अमोरे का प्रयोग क्या कर रहा है, संवेदनशील कण डिटेक्टरों के साथ एक क्रिस्टल में इंगित किया गया है जिसमें 3 किलोग्राम मोलिब्डेनम -100 नाभिक है, जो निरपेक्ष शून्य से ऊपर के अंशों को ठंडा करता है। एमओ -100 नाभिक को डबल बीटा क्षय से गुजरने के लिए जाना जाता है।
खोज जारी है
में प्रकाशित एक पेपर में भौतिक समीक्षा पत्र 27 फरवरी को, अमोरे टीम ने बताया कि उसने 0V। के सबूत नहीं देखे थे। क्योंकि यह प्रक्रिया पहले से ही दुर्लभ होने के लिए परिकल्पित है, यह देखने के लिए नहीं कि आसानी से इसका मतलब यह हो सकता है कि हम लंबे समय तक नहीं दिखे। यही कारण है कि टीम ने कागज में बताया कि एमओ -100 नाभिक की आबादी 10 से कम 10 से कम में अपनी संख्या को आधा कर देगी।24 साल। इसका मतलब यह भी हो सकता है कि 0v of एक बड़े नमूने में खुद को दिखा सकता है। अमोरे के भविष्य के पुनरावृत्ति में, भौतिकविदों ने इसे 100 किलोग्राम मो-100 में देखने की योजना बनाई है।
इस बीच, उन्होंने यह भी अनुमान लगाया है कि प्रत्येक न्यूट्रिनो का द्रव्यमान एक प्रोटॉन के 0.22-0.65 बिलियन से कम होना चाहिए। यह एक बेहद कम द्रव्यमान छत है, लेकिन यह कहने के समान नहीं है कि न्यूट्रिनो में शून्य द्रव्यमान होता है। भेद महत्वपूर्ण है। सभी उप -परमाणु कणों के वर्तमान सिद्धांत, जिसे कण भौतिकी का मानक मॉडल कहा जाता है, का कहना है कि न्यूट्रिनो को मास रहित होना चाहिए। यहां तक कि द्रव्यमान की एक छोटी मात्रा की उपस्थिति इस प्रकार सिद्धांत को कम करती है और इंगित करती है कि यह कहीं न कहीं एक अंतर है। परेशानी यह है कि भौतिकविदों को अभी तक पता नहीं है कि कहां है। इसलिए अमोरे अपने उन्नत रूप के लिए तत्पर हैं और खोज जारी है।
प्रकाशित – 18 मार्च, 2025 05:30 पूर्वाह्न IST
