प्रीओन: Difference between revisions

[[कण भौतिकी]] में, '''प्रिओन्स''' [[बिंदु कण]] होते हैं, जिन्हें [[क्वार्क]] और [[लेपटोन|लेप्टान]] के उप-घटक के रूप में माना जाता है।<ref name="D'Souza">

}}</ref> यह शब्द 1974 में [[जोगेश पति]] और [[ नमस्ते अब्दुस |अब्दुस सलाम]] द्वारा अंकित किया गया था। 1980 के दशक में प्रीओन मॉडल में रुचि  चरम पर थी, लेकिन धीमी हो गई, क्योंकि कण भौतिकी के [[मानक मॉडल]] ने अधिकतर सफलतापूर्वक भौतिकी का वर्णन करना जारी रखा है, और लेप्टान और क्वार्क सम्मिश्रता के लिए कोई प्रत्यक्ष प्रायोगिक साक्ष्य नहीं मिला है। प्रिओन्स चार प्रकारों जैसे प्लस, एंटी-प्लस, जीरो और एंटी-जीरो में आते हैं। [[डब्ल्यू बोसॉन]] में छह प्रीओन होते हैं, और [[क्वार्क]] और [[लेप्टॉन]] में केवल तीन होते हैं।

[[हैड्रान|हैड्रोनिक]] क्षेत्र में, [[मानक मॉडल]] के अंदर कुछ प्रभावों को विसंगतियों के रूप में माना जाता है। उदाहरण के लिए, [[प्रोटॉन स्पिन संकट|प्रोटॉन स्पिन समस्या]] (पज़ल), EMC प्रभाव, [[न्यूक्लियॉन]] के अंदर विद्युत आवेशों का वितरण, जैसा कि 1956 में [[रॉबर्ट हॉफस्टाटर|होफस्टैड्टर]] द्वारा, <ref>{{cite journal |last1=Hofstadter |first1=Robert |date=1 July 1956 |title=इलेक्ट्रॉन बिखराव और परमाणु संरचना|journal=Reviews of Modern Physics |volume=28 |issue=3 |pages=214–254 |doi=10.1103/RevModPhys.28.214 |bibcode=1956RvMP...28..214H }}</ref><ref>{{cite journal |last1=Hofstadter |first1=R. |last2=Bumiller |first2=F. |last3=Yearian |first3=M.R. |date=1 April 1958 |title=प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की विद्युत चुम्बकीय संरचना|journal=Reviews of Modern Physics |volume=30 |issue=2 |pages=482–497 |doi=10.1103/RevModPhys.30.482 |bibcode=1958RvMP...30..482H  |url=http://www.physics.princeton.edu/~mcdonald/examples/EP/hofstadter_rmp_30_482_58.pdf |archive-url=https://web.archive.org/web/20180223210328/http://www.physics.princeton.edu/~mcdonald/examples/EP/hofstadter_rmp_30_482_58.pdf |archive-date=2018-02-23 |url-status=live}}</ref> और हॉक [[सीकेएम मैट्रिक्स]] सिद्धांत द्वारा पाया गया था।

जब <nowiki>''</nowiki>प्रिओन<nowiki>''</nowiki> शब्द अंकित किया गया था, तो यह मुख्य रूप से स्पिन-{{Sfrac|1|2}} फ़र्मियन के दो वर्गों की व्याख्या करने के लिए था: क्वार्क और लेप्टान थे। अभी हाल ही के प्रीओन मॉडल भी स्पिन-1 बोसॉन के लिए स्पष्टीकरण (अकाउन्ट) हैं, और अभी भी "प्रीओन" कहलाते हैं। प्रीओन मॉडल में से प्रत्येक मानक मॉडल की तुलना में कम मौलिक कणों के एक सेट को एक साथ रखता है, साथ ही यह नियंत्रित करने वाले नियम कि वे मौलिक कणों को कैसे संयोजित और अंत:क्रिया (इंटरैक्ट) करते है| इन नियमों के आधार पर, प्रीओन मॉडल मानक मॉडल की व्याख्या करने की कोशिश करते हैं, अक्सर इस मॉडल के साथ छोटी विसंगतियों का पूर्वानुमान करते हैं और नए कणों तथा कुछ घटनाओं को उत्पन्न करते हैं, जो मानक मॉडल से संबंधित नहीं होते हैं।

प्रीओन शोध निम्नलिखित की इच्छा से प्रेरित है:

* बड़ी संख्या में कणों को कम करें, बहुत से जो केवल आवेश में भिन्न होते हैं, अधिक मौलिक कणों की एक छोटी संख्या के लिए। उदाहरण के लिए,आवेश को छोड़कर [[डाउन क्वार्क]] और [[ऊपर क्वार्क|अप क्वार्क]] लगभग समान हैं, और [[द्रव्यमान]] में मामूली अंतर है; प्रीओन शोध यह वर्णन करने से प्रेरित है कि क्वार्क समान प्रिओन्स से बने होते हैं|आशा है कि [[तत्वों की आवर्त सारणी]] और मेसन और बैरियन के [[क्वार्क मॉडल]] के लिए काम करने वाली [[न्यूनकारी]] युक्ति को पुन: प्रस्तुत किया जा सकता है।

* [[फरमिओन्स|फ़र्मियन्स]] की तीन [[पीढ़ियाँ]] होने का कारण स्पष्ट कीजिए।

* उन पैरामीटरों की गणना करें जो वर्तमान में मानक मॉडल द्वारा अस्पष्टीकृत हैं, जैसे कि एस.एम. मौलिक फर्मन, उनके [[विद्युत आवेश]] और [[रंग आवेश]]; वास्तव में, मानक मॉडल द्वारा आवश्यक संख्या से मॉडल आवश्यक प्रयोगात्मक इनपुट पैरामीटर की संख्या कम करें।

* [[हिग्स फील्ड|हिग्स क्षेत्र]] को लागू किए बिना [[वैद्यत्]]-[[विद्युत कमजोर|दुर्बल]] समरूपता को [[तोड़ने]] के लिए वैकल्पिक स्पष्टीकरण प्रदान करें, जिसे संभवतः हिग्स क्षेत्र से जुड़ी सैद्धांतिक समस्याओं को ठीक करने के लिए [[सुपरसिमेट्री]] की जरूरत है;{{which|date=February 2016}} (इसके अलावा, अब तक प्रस्तावित सुपरसिमेट्रिक सिद्धांतों की अपनी स्वयं की सैद्धांतिक और अवलोकन संबंधी समस्याएं हैं{{which|date=February 2016}})|

* [[न्यूट्रिनो दोलन]] और स्पष्ट रूप से [[अद्वितीय द्रव्यमान तंत्र]] के लिए स्पष्टीकरण।

* व्याख्या करें कि केवल देखे गए कण प्रकारों की भिन्नता क्यों उपस्थित है, और केवल इन देखे गए कणों के उत्पादन के कारणों के साथ एक मॉडल दें (चूंकि गैर-प्रेक्षित कणों का पूर्वानुमान कई प्रस्तुत मॉडलों के साथ एक समस्या है, जैसे कि [[सुपरसिमेट्री]] है)।

1970 के दशक में मानक मॉडल विकसित होने से पहले (मानक मॉडल के प्रमुख तत्व जिन्हें क्वार्क के रूप में जाना जाता है, 1964 में [[मरे गेल-मान|मुरै गेल-मान]] और [[जॉर्ज ज़्विग]] द्वारा प्रस्तावित किए गए थे), भौतिकविदों ने [[कण त्वरक]] में सैकड़ों विभिन्न प्रकार के कणों का अवलोकन किया था। बड़े पैमाने पर पदानुक्रम की तदर्थ प्रणाली में उनके भौतिक गुणों पर संबंधों में व्यवस्थित किए गए थे, पूरी तरह से भिन्न नहीं थे जिस तरह से [[वर्गीकरण]] जानवरों को उनकी भौतिक विशेषताओं के आधार पर वर्गीकृत किया गया था। आश्चर्य की बात नहीं, कणों की बहुत बड़ी संख्या को [[कण चिड़ियाघर|<nowiki>''कण ज़ू''</nowiki>]] कहा जाता था।

मानक मॉडल, जो अब कण भौतिकी का प्रचलित मॉडल है, ने नाटकीय रूप से इस चित्र को यह दिखाते हुए सरल बना दिया कि देखे गए अधिकांश कण [[मेसन]] थे, जो दो [[क्वार्कों]] या [[बेरिऑन]] जो तीन क्वार्कों के संयोजन हैं, साथ ही कुछ अल्पमात्रा में अन्य कण हैं। सिद्धांत के अनुसार, हमेशा से अधिक प्रबल त्वरक में देखे जा रहे कण आमतौर पर इन क्वार्कों के संयोजन से अधिक कुछ नहीं थे।

इसके अतिरिक्त, छह अलग-अलग प्रकार हैं जिन्हें [[लेप्टान]] के रूप में जाना जाता है। इन छह लेप्टानों में से तीन [[आवेशित कण]] हैं: [[इलेक्ट्रॉन]], [[म्यूऑन]] और ताऊ हैं।[[ न्युट्रीनो ]]में अन्य तीन लेप्टान होते हैं, और प्रत्येक न्यूट्रिनो युग्मों में तीन आवेशित लेप्टान होते हैं।

मानक मॉडल में भी कई समस्याएं हैं जो पूरी तरह से हल नहीं हुई हैं। विशेष रूप से, कण सिद्धांत पर आधारित [[गुरुत्वाकर्षण]] का कोई सफल सिद्धांत अभी तक प्रस्तावित नहीं किया गया है। हालांकि मॉडल एक [[गुरुत्वाकर्षण]] के अस्तित्व को मानता है, उनके आधार पर एक सुसंगत सिद्धांत तैयार करने के सभी प्रयास विफल रहे हैं।

कलमन<ref>{{cite journal |last=Kalman |first=C.S. |year=2005 |title=क्वार्क मूलभूत कण क्यों नहीं हो सकते|journal=Nuclear Physics B: Proceedings Supplements |volume=142 |pages=235–237 |doi=10.1016/j.nuclphysbps.2005.01.042 |arxiv=hep-ph/0411313 |bibcode=2005NuPhS.142..235K |s2cid=119394495 }}</ref> दावा करता है कि, [[परमाणुवाद]] की अवधारणा के अनुसार, प्रकृति के मौलिक निर्माण खंड पदार्थ के अविभाज्य टुकड़े हैं जो अनिर्मित और अविनाशी हैं। न तो लेप्टान और न ही क्वार्क वास्तव में अविनाशी हैं, क्योंकि कुछ लेप्टान अन्य लेप्टान में तथा कुछ क्वार्क अन्य क्वार्क में क्षय कर सकते हैं। इस प्रकार, मौलिक आधारों पर, क्वार्क स्वयं मूलभूत निर्माण खंड नहीं हैं, बल्कि अन्य, मौलिक मात्राओं - प्रिओन्स से बना होना चाहिए। हालांकि प्रत्येक क्रमिक कण का द्रव्यमान कुछ पैटर्न का पालन करता है, अधिकांश कणों के [[शेष द्रव्यमान]] का पूर्वानुमान सटीक रूप से नहीं किया जा सकता है, लगभग सभी बैरियन के द्रव्यमान को छोड़कर जिन्हें डी सूजा (2010) द्वारा अच्छी तरह से तैयार किया गया है।<ref>{{cite journal |last=de&nbsp;Souza |first=Mario Everaldo  |year=2010 |title=बेरियनों के लगभग सभी ऊर्जा स्तरों की गणना|journal=[[Papers in Physics]] |volume=3 |pages=030003–1 |doi=10.4279/PIP.030003 |url=http://www.papersinphysics.org/papersinphysics/article/download/64/pdf64 |doi-access=free }}</ref>

मानक मॉडल में ब्रह्मांड की बड़े पैमाने की संरचना का पूर्वानुमान करने में भी समस्याएँ हैं। उदाहरण के लिए, एसएम आमतौर पर ब्रह्मांड में समान मात्रा में पदार्थ और [[ antimatter |प्रतिद्रव्य]] का पूर्वानुमान करता है। विभिन्न तंत्रों के माध्यम से इसे <nowiki>''निर्धारित''</nowiki> करने के लिए कई प्रयास किए गए हैं, लेकिन आज तक किसी को भी व्यापक समर्थन नहीं मिला है। इसी तरह, मॉडल के बुनियादी अनुकूलन [[प्रोटॉन क्षय]] की उपस्थिति का सुझाव देते हैं, जो अभी तक नहीं देखा गया है।

=== प्रीओनमॉडल के लिए प्रेरणा ===

काल्पनिक मूल कण घटकों के लिए [[पार्टन (कण भौतिकी)]] या प्रीओनजैसे नामों का उपयोग करके प्रायोगिक और सैद्धांतिक कण भौतिकी में परिणामों की अधिक मौलिक व्याख्या प्रदान करने के प्रयास में कई मॉडल प्रस्तावित किए गए हैं।

प्रीओन सिद्धांत रसायन विज्ञान में [[आवर्त सारणी]] की उपलब्धियों को कण भौतिकी में दोहराने की इच्छा से प्रेरित है, जिसने 94 प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले तत्वों को केवल तीन बिल्डिंग-ब्लॉक (प्रोटॉन, न्यूट्रॉन, इलेक्ट्रॉन) के संयोजन में घटा दिया। इसी तरह, मानक मॉडल ने बाद में कई दर्जन कणों को संयोजन के लिए (पहले) सिर्फ तीन [[क्वार्क]] के एक अधिक मौलिक स्तर पर कम करके [[हैड्रोन]] के कण चिड़ियाघर का आयोजन किया, जिसके परिणामस्वरूप बीसवीं सदी के मध्य कण भौतिकी में बड़ी संख्या में मनमाना स्थिरांक कम हो गए। मानक मॉडल और क्वांटम क्रोमोडायनामिक्स के लिए।

हालांकि, नीचे चर्चा किए गए विशेष प्रीओनमॉडल ने कण भौतिकी समुदाय के बीच आज तक तुलनात्मक रूप से बहुत कम रुचि को आकर्षित किया है, क्योंकि कोलाइडर प्रयोगों में अब तक कोई सबूत प्राप्त नहीं हुआ है, यह दिखाने के लिए कि मानक मॉडल के फर्मन समग्र हैं।

कई भौतिकविदों ने मानक मॉडल के कई हिस्सों को सैद्धांतिक रूप से न्यायोचित ठहराने के प्रयास में प्री-क्वार्क (जिससे नाम प्रीओननिकला है) के सिद्धांत को विकसित करने का प्रयास किया है, जो केवल प्रयोगात्मक डेटा के माध्यम से जाना जाता है। अन्य नाम जिनका उपयोग इन प्रस्तावित मौलिक कणों (या सबसे मौलिक कणों और मानक मॉडल में देखे गए कणों के बीच मध्यवर्ती) के लिए किया गया है, उनमें प्रीक्वार्क्स, सबक्वार्क्स, मेन्स, शामिल हैं।<ref>

</ref> अल्फोंस, क्विंक्स, [[ली सुंग मोड]], ट्वीडल्स, हेलन्स, हैप्लॉन्स, वाई-पार्टिकल्स,<ref>

</ref> और प्राइमन्स।<ref>

</ref> भौतिकी समुदाय में प्रीओनअग्रणी नाम है।

[[ भौतिक समीक्षा ]] में पति और सलाम के पेपर के साथ कम से कम 1974 तक एक सबस्ट्रक्चर डेट विकसित करने का प्रयास।<ref>

अन्य प्रयासों में टेराज़वा, चिकाशिगे और अकामा द्वारा 1977 का एक पेपर शामिल है,<ref>

</ref> समान, लेकिन स्वतंत्र, 1979 पेपर नीमैन द्वारा,<ref>

</ref>

हरारी,<ref>

}}</ref>

और शुपे,<ref>

</ref> 1981 में फ्रिट्ज और मैंडेलबौम का एक पेपर,<ref>

</ref>

और 1992 में डिसूजा और कलमन की एक किताब।<ref name="D'Souza"/>इनमें से किसी को भी भौतिकी की दुनिया में व्यापक स्वीकृति नहीं मिली है। हालाँकि, हाल के एक काम में<ref>

}}</ref>

डी सूजा ने दिखाया है कि उनका मॉडल हैड्रॉन के सभी कमजोर क्षयों का अच्छी तरह से वर्णन करता है, चयन नियमों के अनुसार उनके समग्रता मॉडल से प्राप्त क्वांटम संख्या द्वारा निर्धारित होता है। उनके मॉडल में लेप्टान प्राथमिक कण होते हैं और प्रत्येक क्वार्क दो प्राइमोन से बना होता है, और इस प्रकार, सभी क्वार्क चार प्राइमॉन द्वारा वर्णित होते हैं। इसलिए, मानक मॉडल हिग्स बोसोन की कोई आवश्यकता नहीं है और प्रत्येक क्वार्क द्रव्यमान तीन हिग्स-जैसे बोसोन के माध्यम से प्रत्येक जोड़ी प्राइमॉन के बीच की बातचीत से प्राप्त होता है।

अपने 1989 के [[नोबेल पुरस्कार]] स्वीकृति व्याख्यान में, [[हंस जॉर्ज डेहमेल्ट]] ने निश्चित गुणों के साथ एक सबसे मौलिक प्राथमिक कण का वर्णन किया, जिसे उन्होंने तेजी से अधिक प्राथमिक कणों की एक लंबी लेकिन परिमित श्रृंखला के संभावित परिणाम के रूप में [[ब्रह्मांड]] कहा।<ref>

{{See also|Composite Higgs models|Two-Higgs-doublet model}}{{update|date=July 2019}}

कई प्रीओनमॉडल या तो हिग्स बोसोन के लिए जिम्मेदार नहीं हैं या इसे खारिज करते हैं, और प्रस्तावित करते हैं कि इलेक्ट्रो-कमजोर समरूपता स्केलर हिग्स क्षेत्र से नहीं बल्कि समग्र प्रीओनद्वारा तोड़ी जाती है।<ref>{{cite arXiv |last1=Dugne |first1=J.-J. |last2=Fredriksson |first2=S. |last3=Hansson |first3=J. |last4=Predazzi |first4=E. |year=1997 |title=Higgs pain? Take a preon! |eprint=hep-ph/9709227}}</ref> उदाहरण के लिए, फ्रेडरिकसन प्रीओनसिद्धांत को हिग्स बोसोन की आवश्यकता नहीं है, और इलेक्ट्रो-कमजोर ब्रेकिंग को हिग्स-मध्यस्थ क्षेत्र के बजाय प्रिओन्स की पुनर्व्यवस्था के रूप में समझाता है। वास्तव में, फ्रेडरिकसन प्रीओनमॉडल और डी सूजा मॉडल पूर्वानुमानकरते हैं कि मानक मॉडल हिग्स बोसॉन मौजूद नहीं है।