অক্ষ, যে কণা বিগ ব্যাং ব্যাখ্যা করতে পারে

গবেষক এবং বিজ্ঞানীদের জন্য সবচেয়ে বড় রহস্য হল মহাবিশ্বের গঠন। সম্প্রতি, ইউরোপিয়ান অর্গানাইজেশন ফর নিউক্লিয়ার রিসার্চ (CERN) একটি অ্যাক্সিন নামে পরিচিত একটি নতুন কণা আবিষ্কার করার চেষ্টা করছে, যা প্রথমবারের মতো মহাবিস্ফোরণের মাত্র এক সেকেন্ড পরে মহাবিশ্বে ঘটে যাওয়া ঘটনা সম্পর্কে তথ্য প্রদান করতে পারে।

এই নিবন্ধে আমরা আপনাকে এই সম্পর্কে আপনার যা জানা দরকার তা বলতে যাচ্ছি axion, সেই কণা যা বিগ ব্যাং ব্যাখ্যা করতে পারে.

অক্ষ এবং অন্ধকার পদার্থ

1970 এর দশকে পদার্থবিজ্ঞানী রবার্তো পেসি এবং তার সহকর্মী হেলেন কুইনের দ্বারা প্রাথমিকভাবে প্রস্তাবিত, অক্ষ একটি প্রাথমিক কণা যা একটি তাত্ত্বিক কাঠামো থেকে উদ্ভূত হয় যা কোয়ান্টাম ক্রোমোডাইনামিক্স (QCD) এর মধ্যে একটি প্রশ্নকে মোকাবেলা করার উদ্দেশ্যে উদ্ভূত হয়, যে তত্ত্বটি কোয়ান্টাম ক্রোমোডাইনামিক্সের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া বর্ণনা করে। . এই প্রশ্নটি "প্যারিটি সংরক্ষণ সমস্যা" এর অন্তর্গত, যা নির্দেশ করে যে নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্যগুলি অবশ্যই পারমাণবিক মিথস্ক্রিয়া দ্বারা অপরিবর্তিত থাকবে। অ্যাক্সিয়নের প্রবর্তন এই প্রতিসাম্য পুনরুদ্ধারের জন্য একটি প্রক্রিয়া হিসেবে কাজ করে।

অক্ষের সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে একটি উপাদান হিসাবে এর সম্ভাব্য কার্যকারিতা অন্ধকার পদার্থ, যা মহাবিশ্বের মোট ভরের প্রায় 27% প্রতিনিধিত্ব করে. অন্ধকার পদার্থ আলো বা তেজস্ক্রিয়তা নির্গত করে না, এটিকে অদৃশ্য করে তোলে এবং শুধুমাত্র তার মহাকর্ষীয় প্রভাবের মাধ্যমে পর্যবেক্ষণযোগ্য করে তোলে। যদি অক্ষের অস্তিত্ব প্রমাণিত হয়, তবে তারা মহাবিশ্ব জুড়ে প্রচুর পরিমাণে হতে পারে, অন্ধকার পদার্থের অধরা প্রকৃতিকে অত্যন্ত হালকা এবং সনাক্ত করা কঠিন কণা হিসাবে একটি ন্যায্যতা প্রদান করে।

বিগ ব্যাং এবং অ্যাক্সিওনিক কণা

মহাবিস্ফোরণ নামে পরিচিত আদিম বিস্ফোরণ, যা মহাবিশ্বের গঠন শুরু করেছিল, এটি অসংখ্য মহাজাগতিক মডেল এবং তত্ত্ব দ্বারা পরীক্ষিত একটি ঘটনা। এটা বিশ্বাস করা হয় যে বিগ ব্যাং এর পরপরই বিভিন্ন ধরনের কণা এবং বিকিরণের উদ্ভব হয়েছিল। যদি অক্ষগুলি বিদ্যমান থাকে, তবে তারা এই প্রাথমিক পর্যায়ে যথেষ্ট সংখ্যায় উৎপন্ন হতে পারে, যা মহাবিশ্বের বিবর্তনে ভূমিকা পালন করে।

অ্যাক্সিন গবেষণা গুরুত্বপূর্ণ শুধুমাত্র অন্ধকার পদার্থের জন্য নয়, মহাবিশ্বের গঠনমূলক পর্যায়ে আমাদের বোঝার উন্নতি করতেও. যেহেতু বিগ ব্যাং বিভিন্ন ধরণের কণা তৈরি করেছিল, তাই অক্ষের সম্ভাব্য অস্তিত্ব বস্তু এবং শক্তির ঐতিহাসিক সংগঠন সম্পর্কে তথ্য প্রদান করতে পারে।

মহাবিশ্বের ইতিহাস সম্পর্কে আমাদের কাছে কী তথ্য আছে?

আজ, মহাজাগতিক মাইক্রোওয়েভ ব্যাকগ্রাউন্ড (CMB) এর ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক স্পেকট্রাম বিশ্লেষণ বিজ্ঞানীদের প্রায় 14 বিলিয়ন বছর আগে খুঁজে বের করার অনুমতি দিয়েছে যখন মহাবিশ্ব প্রথমবারের মতো প্রোটন এবং ইলেকট্রনের বন্ধনের জন্য যথেষ্ট ঠান্ডা হয়েছিল ফলে নিরপেক্ষ হাইড্রোজেন তৈরি হয়.

মহাজাগতিক মাইক্রোওয়েভ ব্যাকগ্রাউন্ড (সিএমবি) পর্যবেক্ষণে সনাক্ত করা ফোটনগুলি বিগ ব্যাংয়ের 400.000 বছর পরে নির্গত হয়েছিল, যা এই সময়ের আগে মহাবিশ্বের ইতিহাস নির্ধারণ করা অত্যন্ত কঠিন করে তোলে।

যাইহোক, ব্রিটিশ গবেষকদের একটি ত্রয়ী একটি তত্ত্ব প্রস্তাব করেছেন যা একটি অক্ষ হিসাবে পরিচিত একটি কণার সম্ভাব্য অস্তিত্ব নির্দেশ করে, যা এটি মহাবিশ্বের ইতিহাসের প্রাথমিক দ্বিতীয় সময়ে নির্গত হতে পারে। যদিও এই কণাটি অনুমানিক থেকে যায়, তবে বিশ্বাস করার অনেক কারণ রয়েছে যে অক্ষটি আসলে মহাবিশ্বের মধ্যে বিদ্যমান থাকতে পারে।

একটি অ্যাক্সিন ঠিক কি?

অক্ষগুলি হল তাত্ত্বিক মৌলিক কণা যা, যদিও এখনও অনুমানিক, সমসাময়িক কণা তত্ত্বগুলির মধ্যে কিছু জটিল প্রশ্নের সমাধান করতে পারে।

অক্ষের উপস্থিতি শক্তিশালী CP প্রতিসাম্যের সমস্যাটি সমাধান করতে সাহায্য করবে, যা পদার্থ এবং প্রতিপদার্থের মধ্যে ভারসাম্যের সাথে সম্পর্কিত। প্রকৃতপক্ষে, এটি পদার্থ এবং প্রতিপদার্থের বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে আকর্ষণীয় মিলগুলির জন্য একটি প্রাকৃতিক ব্যাখ্যা প্রদান করতে পারে, তথ্য প্রদানের সময় মহাবিশ্বে অ্যান্টিম্যাটারের উপর পদার্থের প্রাধান্যের উপর।

অক্ষগুলি রহস্যময় "ডার্ক ম্যাটার" সম্পর্কে তথ্য সরবরাহ করতে পারে যা মহাবিশ্বের 23% তৈরি করে। গবেষণা ইঙ্গিত করে যে এই কণাগুলি বিগ ব্যাং-এর পরপরই আবির্ভূত অদৃশ্য পদার্থ বা অন্ধকার পদার্থে অবদান রাখার জন্য সবচেয়ে প্রতিশ্রুতিশীল প্রার্থীদের একজনকে প্রতিনিধিত্ব করে।

ডার্ক ম্যাটারের প্রসঙ্গে অ্যাক্সিন এবং এর ভূমিকা

বিগ ব্যাং-এর পর ডার্ক ম্যাটারে প্রচুর পরিমাণে তৈরি হওয়া অক্ষগুলি থাকতে পারে এই সম্ভাবনা বিবেচনা করে, গবেষকরা যত তাড়াতাড়ি সম্ভব অ্যাক্সিওনিক ডার্ক ম্যাটার সনাক্ত করার জন্য নিষ্ঠার সাথে কাজ করছেন।

ফিজিক্যাল রিভিউ ডি-তে প্রকাশিত একটি গবেষণাপত্র পরামর্শ দেয় যে অন্ধকার পদার্থ সনাক্তকরণের লক্ষ্যে আরও সংবেদনশীল যন্ত্রের অগ্রগতি অসাবধানতাবশত অক্ষের আরেকটি সূচক আবিষ্কারের দিকে নিয়ে যেতে পারে, CaB নামে পরিচিত। এই শব্দটি একটি অক্ষকে নির্দেশ করে যা মহাজাগতিক মাইক্রোওয়েভ পটভূমি (সিএমবি) এর সাথে সাদৃশ্যপূর্ণ এবং এটিকে মহাজাগতিক অক্ষ পটভূমি বলা হয়। যাইহোক, CaB এবং ডার্ক ম্যাটার অ্যাক্সনগুলির মধ্যে বৈশিষ্ট্যগুলির মিলের কারণে, পরীক্ষামূলক সেটিংসে CaB সংকেতকে শব্দ হিসাবে বরখাস্ত করার ঝুঁকি রয়েছে।

বিজ্ঞানীদের জন্য, CaB এর সনাক্তকরণ একটি দ্বিগুণ আবিষ্কারের প্রতিনিধিত্ব করবে. এটি কেবলমাত্র অক্ষের অস্তিত্বকে বৈধতা দেবে না, এটি বৈজ্ঞানিক সম্প্রদায়ের কাছে প্রাথমিক মহাবিশ্বের একটি নতুন অবশেষও অফার করবে। যে পদ্ধতিতে CaB তৈরি করা হয়েছিল তা মহাবিশ্বের গঠন এবং বিবর্তন সম্পর্কে এখন পর্যন্ত অজানা দিকগুলি প্রকাশ করতে পারে।

একটি axion সনাক্তকরণের জন্য পদ্ধতি

CERN দ্বারা সম্পাদিত পরীক্ষা-নিরীক্ষার লক্ষ্য ছিল অ্যাক্সিন সনাক্তকরণ। অক্ষীয় কণা সনাক্ত করার জন্য ডিজাইন করা একটি পরীক্ষায় অনুরণিত মাইক্রোওয়েভ গহ্বরের ব্যবহার জড়িত, যেগুলি অক্ষের ভরের জন্য ক্রমাঙ্কিত, শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্রের মধ্যে স্থাপন করা হয়। এই পদ্ধতিটি বর্তমানে ওয়াশিংটন বিশ্ববিদ্যালয়ের ADMX পরীক্ষায় ব্যবহৃত হয় এবং axion সনাক্ত করার ক্ষমতা আছে, যদি অন্ধকার পদার্থ সম্পূর্ণরূপে অক্ষ দ্বারা গঠিত হয়।

অক্ষ সনাক্তকরণের একটি অতিরিক্ত পদ্ধতির মধ্যে রয়েছে হেলিওস্কোপ ব্যবহার করা, বিশেষত সূর্যের মধ্যে উৎপন্ন অক্ষগুলি সনাক্ত করার জন্য এটি একটি শক্তিশালী চুম্বক ব্যবহার করে অর্জন করা হয় যার পটভূমি ব্যতিক্রমীভাবে কম থাকে। যদিও আজ পর্যন্ত অক্ষের কোনো প্রমাণ পাওয়া যায়নি, CAST পরীক্ষা, যার মধ্যে জারাগোজা বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষকদের অবদান রয়েছে, জ্যোতির্পদার্থগত সীমাবদ্ধতাগুলি অতিক্রম করেছে এবং অনুসন্ধানের জন্য পূর্বে অনাবিষ্কৃত অঞ্চল খুলে দিয়েছে।