বিগ ব্যাং-এর পরপরই কী ঘটেছিল, অন্ধকার পদার্থ কোথায় লুকিয়ে আছে এবং কেন স্বাভাবিক পদার্থের অস্তিত্বও রয়েছে তা সহ সবচেয়ে প্রয়োজনীয় সার্বজনীন প্রশ্নগুলির সমাধানের জন্য আমরা একটি বিশাল ছোট পদক্ষেপ হতে পারি?
CERN এর লার্জ হ্যাড্রন কোলাইডার (LHC) এর মত কণার সংঘর্ষের ক্রমবর্ধমান সংবেদনশীলতা গবেষকদের আমাদের বাস্তবতার কাঠামোর মধ্যে অভূতপূর্বভাবে গভীরভাবে অনুসন্ধান করার অনুমতি দিচ্ছে।
"জেপ্টোভার্স" বলা হয়, এটি জেপ্টোমিটার স্কেলে বিদ্যমান অনাবিষ্কৃত কণা বা শক্তি, মানুষের চুলের চেয়ে হাজার হাজার ট্রিলিয়ন গুণ পাতলা, এবং অকল্পনীয়ভাবে ছোট সময়ের ব্যবধানে মহাজাগতিক আকারের কোয়ান্টাম ক্রিয়াগুলিকে আশ্রয় করতে পারে।
40 বছরেরও বেশি সময়ের প্রচেষ্টার পর, বিজ্ঞানীরা কার্যকরভাবে জেপ্টোভার্সের দরজায় একটি ঠক্ঠক্ ঠেকিয়েছেন, একটি অত্যন্ত অধরা, অস্থির ধরনের কণা ক্ষয়ের পরীক্ষামূলক প্রমাণ প্রদান করেছেন।
3রা নভেম্বর অনুষ্ঠিত একটি সেমিনারে এবং arXiv-এর একটি প্রিপ্রিন্ট পেপারে যা এখনও সমকক্ষ-পর্যালোচনা করা হয়নি, LHCb কোলাবরেশন এই ঘটনার প্রমাণ ঘোষণা করেছে।
এটি একটি নির্দিষ্ট "সৌন্দর্য" কণার মৃত্যুর সাথে জড়িত দশ বিলিয়ন ইভেন্টের মধ্যে একবারই ঘটবে বলে মনে করা হয় - লটারি জেতার চেয়ে সম্ভাবনা যথেষ্ট কম।
বার্মিংহাম বিশ্ববিদ্যালয়ের কণা পদার্থবিদ এবং LHCb ভেরি রেয়ার ডেকেস ওয়ার্কিং গ্রুপের আহ্বায়ক নীলাদ্রি সাহু ব্যাখ্যা করেছেন এই সম্ভাব্য আবিষ্কার, এবং পূর্বে পর্যবেক্ষণ করা ভাইবোনের ক্ষয়ের অনেক বেশি সুনির্দিষ্ট পরিমাপ, "স্ট্যান্ডার্ড মডেলের একটি শক্তিশালী নতুন পরীক্ষা এবং সম্ভাব্য নতুন পদার্থবিজ্ঞানের একটি উইন্ডো" প্রদান করে।
পরীক্ষাটি লার্জ হ্যাড্রন কোলাইডার বিউটি (LHCb) এ পরিচালিত হয়েছিল, একটি বিস্তৃত ভূগর্ভস্থ LHC বরাবর অবস্থিত একটি কণা-শিকার প্রকল্প।
এটি এখন এই ধরনের বিরল কণা পদার্থবিদ্যায় প্রবেশ করতে সক্ষম - যা 1980 সাল থেকে চাওয়া হয়েছে - একটি সাম্প্রতিক আপডেটের জন্য ধন্যবাদ যা উল্লেখযোগ্যভাবে এর কণা সংঘর্ষ সনাক্তকরণের হারকে বাড়িয়েছে, সেইসাথে সিগন্যাল-টু-নোইজ অনুপাত বাড়ানোর জন্য মেশিন লার্নিং কৌশলগুলিকে কাজে লাগিয়েছে যা এই ধরনের পর্যবেক্ষণগুলিকে ডুবিয়ে দিয়েছে।
LHCb পরীক্ষাটি তার ঈগল-আই VELO সাব-ডিটেক্টরের মতো যন্ত্র ব্যবহার করে ক্ষয় শনাক্ত করে, যা কাছাকাছি-আলো-গতি সংঘর্ষের দ্বারা উত্পাদিত বহিরাগত কণার চিড়িয়াখানাকে আরও ভালভাবে পর্যবেক্ষণ করতে কণার মরীচি থেকে একটি আঙুলের প্রস্থের চেয়ে কম জায়গায় অবস্থিত।
তাই বিজ্ঞানীদের বড় অগ্রগতি হল বিডি মেসন নামে পরিচিত একটি কণার ক্ষয় একটি মিউওন এবং একটি অ্যান্টি-মিউনে পরিণত হওয়ার সম্ভাব্য সনাক্তকরণ।
প্রশ্নে থাকা মেসন দুটি অদ্ভুত কণার সমন্বয়ে গঠিত, যাকে বলা হয় বিউটি কোয়ার্ক এবং একটি ডাউন অ্যান্টিকোয়ার্ক।
কোয়ার্কগুলি ছয়টি স্বাদে আসে এবং তাদের মধ্যে দুটিকে আপ এবং ডাউন কোয়ার্ক বলা হয়, নিউট্রন এবং প্রোটন গঠনের জন্য ত্রয়ীতে একত্রিত হয়।
অন্যান্য কোয়ার্কগুলি আরও রহস্যময় কিন্তু সর্বশ্রেষ্ঠ সর্বজনীন রহস্য অন্বেষণের জন্য অপরিহার্য।
তদনুসারে, "বিউটি কোয়ার্ক" বিগ ব্যাং-এর সূক্ষ্ম পরিণতিতে সাধারণ ছিল, সম্ভবত যখন মহাজাগতিক সেকেন্ডের এক বিলিয়ন ভাগের একশত ভাগ ছিল, কিন্তু স্বাভাবিকভাবেই আজ অনুপস্থিত।
তাহলে গবেষকরা মেসন তৈরি করে পুরো শিবাং শুরু করার জন্য একটি বিউটি কোয়ার্কের উপর তাদের হাত কোথায় পেলেন?
তারা স্ক্র্যাচ থেকে এই কোয়ার্ক তৈরি করেছে।
প্রথমত, তারা কাছাকাছি আলোর গতিতে প্রোটনের সাথে সংঘর্ষ করে, অনেক বিউটি কোয়ার্ক এবং ডাউন অ্যান্টিকোয়ার্ক সহ কণার একটি ক্ষণস্থায়ী স্প্রে তৈরি করে, যা একা থাকতে পছন্দ করে না, তাই তারা শক্তিশালী পারমাণবিক শক্তির মাধ্যমে প্রায় তাত্ক্ষণিকভাবে একত্রিত হয়, যা প্রোটন এবং নিউট্রনের ভিতরে কোয়ার্ককেও আবদ্ধ করে।
এই মেসনগুলি অবিশ্বাস্যভাবে ক্ষণস্থায়ী, এক সেকেন্ডের দেড় ট্রিলিয়ন ভাগে ক্ষয়প্রাপ্ত হয়। কিন্তু এই 'সৌন্দর্য-পূর্ণ' ক্ষয়গুলির মধ্যে প্রতি দশ বিলিয়নের মধ্যে শুধুমাত্র একটি কাঙ্ক্ষিত ফলাফল দেয়: একটি মিউওন এবং একটি অ্যান্টি-মিউন শক্তি-ভর আইন সংরক্ষণের জন্য কোয়ান্টাম রাজ্যের শক্তি থেকে বেরিয়ে আসে।
ইলেকট্রন এবং পজিট্রনের মতো কণাতে ক্ষয় হওয়ার আগে এই মিউনগুলি নিজেরাই কেবলমাত্র এক সেকেন্ডের প্রায় দুই মিলিয়ন ভাগের জন্য 'বাঁচে' থাকে।
এই ধরনের ঘটনার জন্য প্রমাণ দাবি করার জন্য তিনটি স্ট্যান্ডার্ড বিচ্যুতি বা "3 সিগমা" এর একটি তাৎপর্যপূর্ণ স্তর প্রয়োজন, যা ফলাফলটি একটি ফ্লুক হওয়ার 0.3 শতাংশ সম্ভাবনার সাথে সম্পর্কিত।
এই নতুন প্রমাণ, 2024 এবং 2025 সালের LHCb পরীক্ষার সৌজন্যে, 2011 এবং 2018 এর মধ্যে সংগৃহীত পূর্ববর্তী ডেটার সাথে মিলিত, 3.2 সিগমা একটি আরামদায়ক তাৎপর্য স্তর প্রদান করে।
'গোল্ড স্ট্যান্ডার্ড' 5-সিগমা তাত্পর্য মান অর্জনের জন্য এই ক্ষয় নিশ্চিত করতে আরও গবেষণার প্রয়োজন হবে। 2030-এর দশকে ভবিষ্যত আপগ্রেডগুলি LHC সংঘর্ষের সংখ্যাকে বাড়িয়ে তুলবে এবং পুনরায় ডেটা সংগ্রহের হার বৃদ্ধি করবে।
গবেষকরা যেমন সংক্ষিপ্ত করেন: "সমস্ত ফলাফল [স্ট্যান্ডার্ড মডেল] প্রত্যাশার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ এবং এলএইচসি-তে সরাসরি উৎপাদনের মাধ্যমে অ্যাক্সেসযোগ্যদের বাইরে শক্তির স্কেলে নতুন পদার্থবিজ্ঞানের অবদানকে সীমাবদ্ধ করে।"
এটি হাইলাইট করে যে এই কাজের ফলাফলগুলি স্ট্যান্ডার্ড মডেলের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ, যা আমাদের মহাবিশ্বের অনেক অংশকে ব্যাখ্যা করে কিন্তু অন্ধকার পদার্থকে আলোকিত করে না, বা স্বাভাবিক পদার্থ এবং প্রতিপদার্থের সামান্য অসামঞ্জস্য যা বিগ ব্যাং-এর পরে পুরো মহাবিশ্বকে শক্তির ঝাঁকুনিতে নিজেকে ধ্বংস হতে বাধা দেয়।
এটি আমাদেরকে এই পরামর্শ দিয়েও তাড়িত করে যে অভিনব পদার্থবিদ্যা আবিষ্কার করা LHC সরাসরি একটি নতুন কণা বের করার উপর নির্ভর করতে পারে না, তবে পরোক্ষ প্রমাণের উপর, সম্ভবত অন্যান্য ক্ষয় হারে দেখা যায়।
চার্ম কোয়ার্ক এবং টপ কোয়ার্কের অতীত আবিষ্কারের ক্ষেত্রে এই ঘটনা ঘটেছে, যার মধ্যে পরেরটি কোয়ার্কগুলির মধ্যে সবচেয়ে ভারী, প্রায় পুরো সোনার পরমাণুর মতো বিশাল।
ক্যামব্রিজ বিশ্ববিদ্যালয়ের কণা পদার্থবিদ এবং বিশ্লেষণ দলের নেতা হ্যারি ক্লিফ উপসংহারে বলেছেন, "প্রথমবারের মতো এই বিরল ক্ষয়ের জন্য স্পষ্ট প্রমাণ দেখা রোমাঞ্চকর ছিল।"
"আমরা এখন জেপ্টোভার্সের দরজায় টোকা দিচ্ছি। গভীরে অন্বেষণ করার সাথে সাথে আমরা কী পাই তা দেখার জন্য আমি অপেক্ষা করতে পারি না।"
