भौतिकविदों ने अब तक के सबसे प्रेरक प्रायोगिक साक्ष्यों में से एक की खोज की है जो यह सुझाव देते हैं कि प्रोटॉन और न्यूट्रॉन का मौलिक गुण जरूरी नहीं कि उन तीन क्वार्कों से जुड़ा हो जिनसे वे बने होते हैं, जैसा कि पहले माना जाता था। इसके बजाय, कथित बैरिऑन संख्या को 'Y' आकार की संरचना के माध्यम से पारित किया जा सकता है, जिसे बैरिऑन संयोजन कहा जाता है, जो ग्लूऑन द्वारा बनता है।
साइंटिफ़िक जर्नल में प्रकाशित यह खोज 1970 के दशक में प्रस्तावित विचार के लिए नए डेटा प्रदान करती है, और संभावित रूप से कण भौतिकी की एक मौलिक समस्या को हल करने में मदद करती है: पदार्थ की स्थिरता क्या सुनिश्चित करती है और ब्रह्मांड को उसके वर्तमान स्वरूप में मौजूद होने के लिए आवश्यक गुण कैसे प्राप्त हुए।
बैरिऑन संख्या का उपयोग पदार्थ और प्रतिपदार्थ के बीच अंतर करने के लिए किया जाता है और प्रोटॉन की प्रतीत होने वाली स्थिरता से जुड़ा हुआ है। प्रोटॉन सबसे हल्का बैरिऑन है - क्वार्क से बनी उपपरमाणु कणों की श्रेणी - और अब तक प्रोटॉन के क्षय का कोई मामला दर्ज नहीं किया गया है।
पारंपरिक स्पष्टीकरण का दावा है कि बैरिऑन संख्या तीन वैलेंस क्वार्कों द्वारा वहन की जाती है जो प्रोटॉन और न्यूट्रॉन जैसे बैरिऑन बनाते हैं। हालांकि, नया शोध ऐसे प्रमाण प्रस्तुत करता है जो इस मॉडल पर सवाल उठाते हैं और इस व्याख्या का समर्थन करते हैं कि बैरिऑन संख्या बैरिऑन संयोजन से जुड़ी हुई है।
प्रस्तावित संरचना का आकार Y होता है और यह ग्लूऑन क्षेत्र से बना होता है - वे कण जो मजबूत अंतःक्रिया के लिए जिम्मेदार हैं जो क्वार्कों को बांधते हैं। यह परिकल्पना लगभग 50 साल पहले उभरी थी, लेकिन दशकों तक भौतिकविद इन दो संभावनाओं में से किसी एक को उचित रूप से अलग करने का कोई प्रायोगिक तरीका नहीं ढूंढ पाए।
शोधकर्ताओं के अनुसार, बैरिऑन संयोजन के तीन सिरे वैलेंस क्वार्कों से जुड़े होते हैं। इसलिए अधिकांश भौतिक प्रक्रियाओं में यह निर्धारित करना मुश्किल है कि बैरिऑन संख्या स्वयं संयोजन वहन करता है या क्वार्क। शोधकर्ताओं ने साइंस में प्रकाशित लेख में लिखा: 'इस कारण से, दोनों परिदृश्यों में से किसी का भी प्रायोगिक रूप से निर्णायक रूप से परीक्षण नहीं किया गया है।'
शोधकर्ताओं ने देखा कि टकराने वाले घने और अत्यधिक ऊर्जावान क्षेत्र में बैरिऑन विद्युत आवेश की तुलना में अधिक दूरी तय करते हैं। लेखकों के अनुसार, यह व्यवहार इंगित करता है कि बैरिऑन संख्या संयोजन द्वारा पारित की जाती है, जो इलेक्ट्रॉन-आवेशित वैलेंस क्वार्कों की तरह धीमा नहीं होता है।
टीम ने फोटोन्यूक्लियर टकरावों का भी विश्लेषण किया, जिसमें फोटॉन सोने के नाभिकों के साथ परस्पर क्रिया करते हैं जो सापेक्षतावादी गति से चल रहे होते हैं। जब सोने के नाभिक, जिनमें धनात्मक आवेश होता है, प्रकाश की गति के करीब की गति तक त्वरित होते हैं, तो वे एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न करते हैं जिसे आभासी, या 'लगभग वास्तविक', फोटॉनों के स्रोत के रूप में देखा जा सकता है। ये फोटॉन फिर सोने के नाभिकों के साथ परस्पर क्रिया कर सकते हैं, जिससे बैरिऑन संख्या के स्थानांतरण का अवलोकन करने का एक अधिक शुद्ध तरीका मिलता है। चूंकि टक्कर तक पहुंचने वाला फोटॉन शून्य बैरिऑन संख्या रखता है, इसलिए परिणामी टुकड़ों में पाया गया कोई भी शुद्ध बैरिऑन संख्या सोने के नाभिक से जुड़ा होना चाहिए।
परिणाम रिगे सिद्धांत की भविष्यवाणियों के अनुरूप थे, जो केवल वैलेंस क्वार्कों पर आधारित सिमुलेशन की तुलना में बैरिऑन संयोजन को अधिक उपयुक्त रूप से शामिल करता है। शोधकर्ताओं के अनुसार, ये परिणाम, विभिन्न ऊर्जाओं पर सोने के नाभिकों के टकरावों में STAR द्वारा पहले प्राप्त डेटा के साथ मिलकर, वैलेंस क्वार्क पर आधारित मॉडल को कमजोर करते हैं।
सबूतों की मजबूती के बावजूद, परिणाम पूरी तरह से प्रश्न का उत्तर नहीं देते हैं। साइंस में अध्ययन के साथ प्रकाशित दृष्टिकोण में, मिशिसीपी स्टेट यूनिवर्सिटी (यूएसए) के भौतिक विज्ञानी वेनलियांग ली इस बात पर जोर देते हैं कि नए माप बताते हैं कि ग्लूऑन बैरिऑन संख्या के हस्तांतरण में योगदान दे सकते हैं, लेकिन वे इस घटना के लिए जिम्मेदार तंत्र का सीधा और सख्ती से नियंत्रित माप नहीं हैं।
फिर भी, इस खोज का महत्वपूर्ण महत्व हो सकता है। अतिरिक्त शोध के साथ, क्वार्क और ग्लूऑन द्वारा बैरिऑन संख्या के हस्तांतरण को समझने से भौतिकविदों को यह अध्ययन करने में मदद मिल सकती है कि मजबूत अंतःक्रिया स्थिर पदार्थ को कैसे व्यवस्थित करती है और ब्रह्मांड में पदार्थ की प्रतिपदार्थ पर प्रधानता क्यों है। जैसा कि शोधकर्ता टिप्पणी करते हैं: 'यह निर्धारित करना कि क्वार्क या ग्लूऑन क्षेत्र बैरिऑन संख्या ले जाते हैं, यह समझने में मदद कर सकता है कि उपपरमाणु कणों के बीच मजबूत अंतःक्रिया स्थिर पदार्थ को कैसे व्यवस्थित करती है और ब्रह्मांड में पदार्थ और प्रतिपदार्थ के बीच असंतुलन का कारण क्या है'।
इस अध्ययन को कण टकरावों के साथ नए प्रयोगों के साथ जारी रहना चाहिए। इनमें ब्रुकहेवन नेशनल लेबोरेटरी में निर्मित भविष्य का इलेक्ट्रॉन-आयन कोलाइडर शामिल है। शोधकर्ता स्वयं इस बात पर जोर देते हैं कि मौजूदा और वैकल्पिक सिद्धांतों के संबंध में अतिरिक्त जांच की आवश्यकता है। व्यवहार्य माने जाने के लिए, उन्हें एक साथ सभी देखे गए परिघटनाओं की व्याख्या करनी होगी। वर्तमान में, लेखक का दावा है कि 'केवल बैरिऑन संयोजन की संरचना मौजूदा परिणामों के साथ गुणात्मक रूप से सुसंगत रहती है'।
