वायुमंडलीय न्यूट्रिनो की स्वाद संरचना की नई टिप्पणियों से छोटे, अल्पकालिक ब्लैक होल के लिए कोई निर्णायक सबूत सामने नहीं आया है, जिसकी क्वांटम गुरुत्व के कुछ सिद्धांतों द्वारा भविष्यवाणी की गई है। अध्ययन का उपयोग शोधकर्ताओं द्वारा किया गया था आइसक्यूब न्यूट्रिनो वेधशाला दक्षिणी ध्रुव पर और परिणाम क्वांटम गुरुत्व की प्रकृति पर अब तक की सबसे कड़ी बाधाएँ डालता है।
क्वांटम गुरुत्व का एक व्यवहार्य सिद्धांत विकसित करना भौतिकी में सबसे बड़ी चुनौतियों में से एक है। आज, अल्बर्ट आइंस्टीन के सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत द्वारा गुरुत्वाकर्षण का बहुत अच्छी तरह से वर्णन किया गया है, जो क्वांटम सिद्धांत के साथ असंगत है। एक महत्वपूर्ण अंतर यह है कि सामान्य सापेक्षता गुरुत्वाकर्षण आकर्षण को समझाने के लिए अंतरिक्ष-समय वक्रता का आह्वान करती है जबकि क्वांटम सिद्धांत समतल अंतरिक्ष-समय पर आधारित है।
आगे का रास्ता खोजना चुनौतीपूर्ण है क्योंकि दोनों सिद्धांत बहुत अलग ऊर्जा पैमाने पर काम करते हैं, जिससे क्वांटम गुरुत्व के सिद्धांतों का परीक्षण करने वाले प्रयोग बहुत कठिन हो जाते हैं।
"रचनात्मक माप"
"हाल के वर्षों में, क्वांटम गुरुत्व के छोटे प्रभाव की खोज के लिए रचनात्मक माप तैयार किए गए हैं: या तो प्रयोगशाला प्रयोगों में अत्यधिक सटीकता के उपयोग के माध्यम से, या दूर के ब्रह्मांड में उत्पादित अत्यधिक ऊर्जावान कणों का शोषण करके," बताते हैं। थॉमस स्टुटर्ड कोपेनहेगन विश्वविद्यालय में, जो आइसक्यूब सहयोग का सदस्य है।
इन नए सिद्धांतों में यह विचार है कि अनिश्चितता के क्वांटम प्रभाव, अंतरिक्ष के निर्वात में ऊर्जा के उतार-चढ़ाव के साथ मिलकर, अंतरिक्ष-समय की वक्रता पर एक ठोस प्रभाव डाल सकते हैं, जैसा कि सामान्य सापेक्षता द्वारा वर्णित है। इसके परिणामस्वरूप "आभासी ब्लैक होल" का निर्माण हो सकता है। यदि वे मौजूद हैं, तो ये सूक्ष्म वस्तुएं प्लैंक समय के क्रम में क्षय हो जाएंगी। यह लगभग 10 है-44 s और समय का सबसे छोटा अंतराल है जिसे वर्तमान भौतिक सिद्धांतों द्वारा वर्णित किया जा सकता है।
परिणामस्वरूप, प्रयोगशाला में आभासी ब्लैक होल का पता लगाना असंभव होगा। लेकिन, यदि वे वास्तव में मौजूद हैं, तो शोधकर्ताओं का अनुमान है कि उन्हें न्यूट्रिनो के साथ बातचीत करनी चाहिए, जिससे कण न्यूट्रिनो दोलन की घटना के माध्यम से स्वाद की स्थिति को बदलते हैं।
बर्फ का घन किलोमीटर
टीम ने दक्षिणी ध्रुव पर स्थित आइसक्यूब न्यूट्रिनो वेधशाला द्वारा एकत्र किए गए डेटा में इन इंटरैक्शन के साक्ष्य की खोज की। दुनिया की सबसे बड़ी न्यूट्रिनो वेधशाला के रूप में, आइसक्यूब में अंटार्कटिक बर्फ के एक घन किलोमीटर में स्थित हजारों सेंसर शामिल हैं।
ये सेंसर आवेशित लेप्टान द्वारा निर्मित प्रकाश की विशिष्ट चमक का पता लगाते हैं जो न्यूट्रिनो के बर्फ के साथ संपर्क के कारण उत्पन्न होती हैं। इस नवीनतम अध्ययन में, टीम ने आइसक्यूब पर उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो का पता लगाने पर ध्यान केंद्रित किया, जब कॉस्मिक किरणें पृथ्वी के वायुमंडल के साथ संपर्क करती हैं।
स्टटर्ड बताते हैं कि उनकी खोज अपने प्रकार की पहली खोज नहीं है। "हालांकि, इस बार, हम इन 'वायुमंडलीय' न्यूट्रिनो (कण त्वरक या परमाणु रिएक्टर जैसे पृथ्वी पर मौजूद न्यूट्रिनो स्रोतों के बजाय) की स्वाभाविक रूप से उच्च ऊर्जा और बड़ी प्रसार दूरी का फायदा उठाने में सक्षम थे, साथ ही विशाल द्वारा प्रदान किए गए उच्च आंकड़े भी डिटेक्टर का आकार. इससे हमें पिछले किसी भी अध्ययन की तुलना में कहीं अधिक कमजोर प्रभावों की खोज करने में मदद मिली।''
स्वाद रचना
अपने अध्ययन में, टीम ने 300,000 साल की अवधि में आइसक्यूब द्वारा देखे गए 8 से अधिक न्यूट्रिनो की स्वाद संरचना की जांच की। फिर उन्होंने इस परिणाम की तुलना उस संरचना से की जिसकी उन्हें अपेक्षा थी कि क्या न्यूट्रिनो ने वास्तव में वायुमंडल के माध्यम से अपनी यात्रा के दौरान आभासी ब्लैक होल के साथ बातचीत की थी।
यहां तक कि आइसक्यूब द्वारा पेश की गई अत्यधिक संवेदनशीलता के बावजूद, परिणाम न्यूट्रिनो दोलन के वर्तमान मॉडल द्वारा अनुमानित स्वाद रचनाओं से अलग नहीं थे। अभी के लिए, इसका मतलब यह है कि आभासी ब्लैक होल का सिद्धांत बिना किसी निर्णायक सबूत के बना हुआ है।
क्वांटम गुरुत्व को मापने के करीब पहुँचना
हालाँकि, इस शून्य परिणाम ने टीम को ब्लैक होल-न्यूट्रिनो इंटरैक्शन की अधिकतम संभव ताकत पर नई सीमाएं लगाने की अनुमति दी, जो पिछले अध्ययनों में निर्धारित सीमाओं की तुलना में अधिक कठोर हैं।
स्टटर्ड कहते हैं, "क्वांटम गुरुत्व के अलावा, परिणाम यह भी प्रदर्शित करता है कि हजारों किलोमीटर की यात्रा करने के बाद भी न्यूट्रिनो अपने पर्यावरण से वास्तव में अप्रभावित रहता है, यहां तक कि किसी भी मानव निर्मित कोलाइडर से अधिक न्यूट्रिनो ऊर्जा के लिए भी।" "यह वास्तव में स्थूल दूरियों पर क्वांटम यांत्रिकी का एक उल्लेखनीय प्रदर्शन था।"
अधिक व्यापक रूप से, टीम के निष्कर्ष समग्र रूप से क्वांटम गुरुत्व के सिद्धांत पर नई बाधाएँ डालते हैं, ऐसी बाधाएँ जो वर्तमान में बहुत कम हैं और बहुत दूर हैं। स्टटर्ड कहते हैं, "हालाँकि यह कार्य कुछ परिदृश्यों को अस्वीकार करता है, एक अवधारणा के रूप में क्वांटम गुरुत्व को निश्चित रूप से बाहर नहीं रखा गया है।" "क्वांटम गुरुत्व की वास्तविक प्रकृति इस अध्ययन में की गई धारणाओं से भिन्न हो सकती है, या प्रभाव पिछले विचार की तुलना में ऊर्जा से कमजोर या अधिक दृढ़ता से दबाए जा सकते हैं।"
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- स्रोत: https://physicsworld.com/a/search-for-tiny-black-holes-puts-tighter-constraints-on-quantum-gravity/
