दुनिया के सबसे शक्तिशाली कण त्वरक, लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर (एलएचसी) की गहराइयों में, वैज्ञानिकों ने आखिरकार वह देखा है जो दशकों से मायावी बना हुआ था। हम "डिफ्यूजन वेक" (diffusion wake) की बात कर रहे हैं, जो एक तेज क्वार्क या ग्लूऑन द्वारा क्वार्क-ग्लूऑन प्लाज्मा - पदार्थ के मौलिक घटकों का एक सुपर-गर्म और घना "सूप" - से गुजरते समय छोड़े गए निशान को संदर्भित करता है, जो बिग बैंग के बाद पहले माइक्रोसेकंड में ब्रह्मांड की स्थिति के समान है।
कल्पना कीजिए: दो सीसा नाभिक प्रकाश की गति के करीब वेग तक तेज हो जाते हैं और सीएमएस डिटेक्टर में टकराते हैं। इस क्षण में, क्वार्क-ग्लूऑन प्लाज्मा उत्पन्न होता है - एक ऐसा वातावरण जहां क्वार्क और ग्लूऑन (पार्टन) स्वतंत्र रूप से मौजूद होते हैं, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के अंदर बंद नहीं होते हैं। जब एक उच्च-ऊर्जा वाला पार्टन इस प्लाज्मा से होकर गुजरता है, तो यह ऊर्जा और गति खो देता है, जिससे पानी में नाव के पीछे छोड़े गए निशान के समान एक गड़बड़ी पीछे रह जाती है। सिद्धांत ने 20 से अधिक वर्षों पहले ऐसे प्रभाव की भविष्यवाणी की थी, लेकिन इसे प्रयोगात्मक रूप से मज़बूती से पकड़ना मुश्किल था - अन्य प्रक्रियाओं की पृष्ठभूमि में संकेत बहुत कमजोर था।
पहले, वैज्ञानिकों ने जेट (कणों की धाराएं) और जेड-बोसॉन वाली घटनाओं में निशान की तलाश की, लेकिन अन्य प्रभावों से उत्पन्न शोर ने तस्वीर को धुंधला कर दिया। इलिनोइस विश्वविद्यालय, शिकागो (यूआईसी) के शोधकर्ताओं के नेतृत्व वाली एक टीम, जिसमें रघुनाथ प्रधान और ओल्गा एवडोकिमोवा शामिल थे, ने एक नया दृष्टिकोण अपनाया। उन्होंने डिजेट घटनाओं पर ध्यान केंद्रित किया - जब दो जेट लगभग विपरीत दिशाओं में निकलते हैं। इसने पृष्ठभूमि से निशान के संकेत को बेहतर ढंग से अलग करने की अनुमति दी।
5.02 टीईवी प्रति न्यूक्लियॉन पर सीसा-सीसा टकराव डेटा का विश्लेषण एक स्पष्ट तस्वीर दिखाता है: जेट्स के बाद कम-गति वाले कणों (1-2 जीईवी की सीमा में) की एक महत्वपूर्ण कमी देखी जाती है। यह प्रभाव केंद्रीय, अधिक "घने" टकरावों में बढ़ जाता है, जहां अधिक प्लाज्मा बनता है। महत्व पांच मानक विचलनों से अधिक था - कण भौतिकी में एक विश्वसनीय खोज माने जाने वाला स्तर।
"यह वर्षों की खोज का चरमोत्कर्ष है," ओल्गा एवडोकिमोवा ने कहा। "डिफ्यूजन वेक का अवलोकन और मात्रात्मक विवरण क्वार्क-ग्लूऑन प्लाज्मा के गुणों की सटीक विशेषता का द्वार खोलता है और प्रारंभिक ब्रह्मांड के विकास में नई अंतर्दृष्टि प्रदान करता है।"
परिणाम, जो फिजिकल रिव्यू लेटर्स (लेख HIN-25-012) में प्रकाशन के लिए स्वीकार किए गए हैं, केवल सिद्धांत की पुष्टि नहीं करते हैं। वे यह समझने में मदद करते हैं कि अंतरिक्ष के पहले क्षणों में पदार्थ कैसे व्यवहार करता था - जब पहले प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और अंततः, पूरा दृश्य ब्रह्मांड इस प्लाज्मा से बने थे। प्लाज्मा एक आदर्श तरल पदार्थ की तरह व्यवहार करता है, जो गुजरने वाले कणों के साथ दृढ़ता से संपर्क करता है, न कि एक पतले गैस की तरह।
आम जनता के लिए, यह एक अनुस्मारक है कि पृथ्वी पर प्रयोगशालाएं हमें उन स्थितियों में झांकने की अनुमति कैसे देती हैं जो सीधे अवलोकन के लिए उपलब्ध नहीं हैं। कोलाइडर में पकड़ा गया हर नया "निशान" हमें यह समझने के करीब लाता है कि कैसे शुरुआती क्षणों के अराजकता से वह व्यवस्थित ब्रह्मांड उत्पन्न हुआ जिसमें हम मौजूद हैं। और खोज, निश्चित रूप से, जारी है।
