Northwestern के भौतिकविदों ने महीनों तक रोके रखा एक पॉज़िट्रॉन

भौतिकविदों की एक टीम ने एक अकेले पॉज़िट्रॉन, यानी इलेक्ट्रॉन के प्रतिकण (एंटीपार्टिकल), को महीनों तक एक जाल में रोके रखने में सफलता पाई है। यह उपलब्धि Physical Review Letters पत्रिका में प्रकाशित हुई है। शोध Northwestern University की टीम का है।

प्रतिपदार्थ को संभालना प्रयोगों के लिए बेहद कठिन है, क्योंकि सामान्य पदार्थ से छूते ही दोनों ऊर्जा के विस्फोट में नष्ट हो जाते हैं। इसी वजह से इसे अलग रखना आधुनिक विज्ञान की बड़ी तकनीकी चुनौतियों में गिना जाता है। टीम ने इसके लिए "एकल-पॉज़िट्रॉन क्वांटम साइक्लोट्रॉन" बनाया है।

पॉज़िट्रॉन को जाल तक कैसे पहुँचाया गया

पॉज़िट्रॉन रेडियोधर्मी सोडियम-22 स्रोत से निकलता है। उसका अध्ययन करने के लिए उसे 300 मिलीकेल्विन तक ठंडा करना पड़ता है, जो परम शून्य से बस थोड़ा ऊपर है। यानी उसकी ऊर्जा दस से ज़्यादा गुना-दर-गुना (दस ऑर्डर ऑफ़ मैग्निट्यूड से अधिक) घटानी होती है।

इसके बाद पॉज़िट्रॉन को थोड़ी देर के लिए इलेक्ट्रॉन से जुड़ने दिया जाता है, जिससे विद्युत रूप से उदासीन पॉज़िट्रोनियम बनता है। आवेश न होने से यह परमाणु सिर्फ़ 625 माइक्रोमीटर के छोटे छिद्र से निकलकर जाल में पहुँच जाता है। वहाँ तेज़ विद्युत क्षेत्र उसे आयनित करता है और पॉज़िट्रॉन पूरी तरह फँस जाता है। एक पॉज़िट्रॉन लोड करने में 8 से 11 घंटे लगते हैं।

यह क्यों मायने रखता है

स्टैंडर्ड मॉडल के अनुसार बिग बैंग में पदार्थ और प्रतिपदार्थ बराबर मात्रा में बनने चाहिए थे, पर आज ब्रह्मांड पदार्थ से बना है। इसलिए कहीं न कहीं यह समरूपता टूटी होगी। सिद्धांत में इलेक्ट्रॉन और पॉज़िट्रॉन का द्रव्यमान और चुंबकीय आघूर्ण (g-फ़ैक्टर) एक जैसा, पर विपरीत चिह्न का होना चाहिए। शोध प्रमुख Gerald Gabrielse के मुताबिक़, यदि वे समान नहीं निकले, तो "यह पिछली सदी की भौतिकी की सबसे बड़ी खोज होगी"।

2023 में इसी टीम ने इलेक्ट्रॉन का g-फ़ैक्टर 0.13 पार्ट्स प्रति ट्रिलियन की सटीकता से मापा था। जबकि इलेक्ट्रॉन-पॉज़िट्रॉन तुलना का मौजूदा रिकॉर्ड 1987 का है, जिसमें दोनों 2.1 पार्ट्स प्रति ट्रिलियन तक बराबर पाए गए थे। शोधकर्ताओं का अनुमान है कि नई प्रणाली से पॉज़िट्रॉन के चुंबकीय आघूर्ण की माप करीब 30 गुना सटीक हो सकती है।

अभी मशीन का काम करना साबित हुआ है, उच्च-सटीकता वाली माप आना बाकी है।