भौतिकी में ऐतिहासिक खोज: पहली बार बैरियॉन में CP उल्लंघन देखा गया

संसार का अधिकांश भाग पदार्थ (matter) से बना है, जबकि उसके विपरीत पदार्थ — प्रतिपदार्थ (antimatter) — लगभग अनुपस्थित है। बिग बैंग के समय पदार्थ और प्रतिपदार्थ की मात्रा समान थी, लेकिन आज ब्रह्मांड में असंतुलन क्यों है, यह आधुनिक भौतिकी की सबसे बड़ी पहेलियों में से एक है। इस रहस्य की कुंजी “CP उल्लंघन” (CP Violation) में छिपी हो सकती है — एक ऐसी स्थिति जब पदार्थ और प्रतिपदार्थ का व्यवहार एक जैसा नहीं होता। अब इस दिशा में एक बड़ी उपलब्धि दर्ज की गई है: पहली बार बैरियॉन कणों में CP उल्लंघन का स्पष्ट प्रमाण मिला है।

क्या होता है CP उल्लंघन?

‘C’ का अर्थ है चार्ज संयुग्मन (charge conjugation), यानी किसी कण को उसके प्रतिकण से बदलना। ‘P’ का अर्थ है पेरिटी (parity), यानी स्थान निर्देशांकों को उलटना, जैसे दर्पण में देखना। यदि कोई नियम CP-संतुलन का पालन करता है, तो किसी कण को उसके प्रतिकण से बदलकर और उसे दर्पण में देख कर भी उसका व्यवहार समान रहना चाहिए। लेकिन अगर इसमें फर्क आता है, तो इसे CP उल्लंघन कहते हैं। यही फर्क पदार्थ और प्रतिपदार्थ के असंतुलन का आधार बन सकता है।

नई खोज: λb⁰ बैरियॉन में उल्लंघन

यूरोप की LHCb (Large Hadron Collider beauty) टीम ने पहली बार λb⁰ (लैम्ब्डा बी-शून्य) बैरियॉन में CP उल्लंघन को देखा है। यह बैरियॉन एक अप क्वार्क, एक डाउन क्वार्क और एक बॉटम क्वार्क से बना होता है। इसके विशेष क्षय (decay) मार्ग — λb⁰ → p K⁻ π⁺ π⁻ — और इसके प्रतिपदार्थ (λb⁰-bar) के क्षय की तुलना में वैज्ञानिकों ने करीब 2.45% का अंतर पाया। यह अंतर 5.2 सिग्मा पर पहुंचा, जो कण भौतिकी में ‘खोज’ घोषित करने के लिए आवश्यक सांख्यिकीय सीमा से कहीं अधिक है।

महत्व और भविष्य की दिशा

यह खोज इसलिए महत्वपूर्ण है क्योंकि अब तक CP उल्लंघन केवल मेसॉनों (mesons) में देखा गया था, जो एक क्वार्क और एक एंटी-क्वार्क से बने होते हैं। लेकिन बैरियॉन — जैसे प्रोटॉन और न्यूट्रॉन — तीन क्वार्क से बने होते हैं और यही हमारे चारों ओर की दृश्य वस्तुओं का आधार हैं।
यह खोज मानक मॉडल (Standard Model) की भविष्यवाणियों के अनुरूप है, लेकिन यह मॉडल पदार्थ और प्रतिपदार्थ के वर्तमान असंतुलन को पूरी तरह नहीं समझा पाता। इसलिए वैज्ञानिक इस उल्लंघन की ‘कॉम्प्लेक्स फेज़’ को मापना चाहते हैं, जो बताता है कि यह उल्लंघन कितना और किस दिशा में है। यदि यह मानक मॉडल से मेल नहीं खाता, तो यह ‘नई भौतिकी’ (new physics) के संकेत हो सकते हैं।

खबर से जुड़े जीके तथ्य

• CP उल्लंघन का मतलब होता है पदार्थ और प्रतिपदार्थ का भिन्न व्यवहार।
• LHCb टीम ने पहली बार बैरियॉन में CP उल्लंघन देखा है — विशेषकर λb⁰ बैरियॉन में।
• यह खोज CERN के 27 किमी लंबे Large Hadron Collider पर आधारित है।
• यह परिणाम 5.2 सिग्मा स्तर पर पहुंचा, जिससे इसे भौतिकी में खोज (discovery) का दर्जा मिला।

यह खोज न केवल पदार्थ और प्रतिपदार्थ के रहस्य को समझने में एक मील का पत्थर है, बल्कि यह भविष्य में ब्रह्मांड के मूलभूत नियमों को समझने की दिशा में नए द्वार भी खोलती है। जब तक सभी Sakharov स्थितियाँ — जिसमें CP उल्लंघन एक महत्वपूर्ण घटक है — पूरी तरह स्पष्ट नहीं होतीं, तब तक यह रहस्य बना रहेगा कि हमारा ब्रह्मांड केवल पदार्थ से क्यों बना है।