सापेक्षता के सिद्धांत के एक मूलभूत सिद्धांत में अल्बर्ट आइंस्टीन का यह कथन है कि भौतिकी के नियम सभी पर्यवेक्षकों के लिए समान होते हैं, चाहे उनकी गति कुछ भी हो। हालांकि, KM3NeT अंतर्राष्ट्रीय सहयोग के शोधकर्ताओं ने भूमध्य सागर की गहराइयों में स्थापित एक दूरबीन का उपयोग यह जांचने के लिए किया कि क्या यह नियम सभी परिस्थितियों में लागू होता है।
टीम ने वायुमंडलीय न्यूट्रिनो के 5,828 उम्मीदवारों का विश्लेषण किया और सो कॉल्ड लोरेन्ज़ अपरिवर्तनीयता के उल्लंघन के कोई संकेत नहीं पाए। नकारात्मक परिणाम के बावजूद, इस अध्ययन ने भौतिकी के नियमों में संभावित परिवर्तनों के लिए नए प्रायोगिक सीमाएँ स्थापित कीं, जिसमें दो प्रकार के इन कणों से संबंधित अभूतपूर्व प्रतिबंध शामिल हैं, जैसा कि Eurkealert पोर्टल की जानकारी में बताया गया है।
लोरेन्ज़ अपरिवर्तनीयता आइंस्टीन के सापेक्षता सिद्धांत के केंद्र में है। फिर भी, गुरुत्वाकर्षण को क्वांटम भौतिकी के साथ सामंजस्य बिठाने के लिए किए गए कुछ सैद्धांतिक प्रस्तावों का सुझाव है कि यह सिद्धांत सभी परिस्थितियों में लागू नहीं हो सकता है।
एक परिकल्पना यह विचार करती है कि स्पेस-टाइम, जिसे आमतौर पर एक निरंतर संरचना माना जाता है, अत्यंत छोटे और असतत इकाइयों से बना हो सकता है। यदि ऐसा होता है, तो भौतिकी के कुछ मौलिक गुण कुछ विशेष परिस्थितियों में अंतर दिखा सकते हैं।
न्यूट्रिनो इस संभावना का अध्ययन करने के लिए विशेष रूप से दिलचस्प कण हैं। वे पदार्थ के साथ कमजोर रूप से परस्पर क्रिया करते हैं और पृथ्वी से गुजरने सहित विशाल दूरी तय करने में सक्षम होते हैं। एक महत्वपूर्ण विशेषता यह है कि वे यात्रा के दौरान एक प्रकार से दूसरे प्रकार में बदल सकते हैं, जिसे न्यूट्रिनो ऑसिलेशन कहा जाता है और इसमें तीन स्वाद शामिल हैं: इलेक्ट्रॉनिक, म्यूओनिक और टौनिक।
इन परिवर्तनों की संभावना का अनुमान मौजूदा भौतिक मॉडल द्वारा उच्च सटीकता के साथ लगाया जा सकता है। यदि अवलोकन भविष्यवाणियों से विचलन दिखाते हैं, तो यह अज्ञात घटनाओं के अस्तित्व का संकेत दे सकता है, जिसमें लोरेन्ज़ अपरिवर्तनीयता का संभावित उल्लंघन भी शामिल है।
इन विचलनों की खोज के लिए, शोधकर्ताओं ने KM3NeT/ORCA डेटा का उपयोग किया, जो भूमध्य सागर की गहराइयों में स्थित एक न्यूट्रिनो डिटेक्टर है। विश्लेषण में छह डिटेक्शन ब्लॉक के साथ किए गए 1.4 वर्षों के अवलोकनों को शामिल किया गया था, जो उपकरण के निर्माण के शुरुआती चरण में किया गया था। टीम ने दर्ज किए गए न्यूट्रिनो की ऊर्जा और आगमन दिशा की तुलना सैद्धांतिक भविष्यवाणियों से की। कुल मिलाकर, 5,828 वायुमंडलीय न्यूट्रिनो उम्मीदवार घटनाओं का विश्लेषण किया गया, जो पृथ्वी के वायुमंडल के साथ ब्रह्मांडीय किरणों की परस्पर क्रिया से बनते हैं।
परिणामों में लोरेन्ज़ अपरिवर्तनीयता का कोई उल्लंघन नहीं पाया गया। फिर भी, प्राप्त डेटा ने इन कणों के व्यवहार को बदलने में सक्षम कुछ प्रभावों की तीव्रता के लिए अधिक सख्त सीमाएँ स्थापित करने की अनुमति दी। प्रमुख उपलब्धियों में से एक म्यूओनिक और टौनिक न्यूट्रिनो से जुड़े संभावित अंतरों और इन दोनों स्वादों के बीच ऑसिलेशन के लिए पहली बार प्रत्यक्ष सीमाएँ निर्धारित करना था।
योजनाबद्ध संरचना के केवल एक छोटे हिस्से का उपयोग करते हुए भी, KM3NeT/ORCA ने IceCube और Super-Kamiokande जैसे दीर्घकालिक प्रयोगों के परिणामों के तुलनीय परिणाम प्राप्त किए। डिटेक्टर का विस्तार जारी है, और शोधकर्ता उम्मीद करते हैं कि डेटा की मात्रा बढ़ने से और भी कमजोर प्रभावों का अध्ययन किया जा सकेगा। सहयोग KM3NeT/ARCA पर विश्लेषण का विस्तार करने की भी योजना बना रहा है, जो इस संरचना का एक अन्य डिटेक्टर है जिसे दूर के खगोल भौतिकी स्रोतों से आने वाले बहुत उच्च ऊर्जा वाले न्यूट्रिनो का अध्ययन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
ये कण विशेष रूप से उपयोगी हो सकते हैं क्योंकि लोरेन्ज़ अपरिवर्तनीयता के उल्लंघन के कुछ संभावित प्रभाव उच्च ऊर्जा और लंबी दूरी पर अधिक स्पष्ट हो जाते हैं। अभी तक, ARCA के साथ इस तरह के विश्लेषण को करने के लिए पर्याप्त खगोल भौतिकी न्यूट्रिनो जमा नहीं हुए हैं।
