दुर्लभ कण की खोज में जेफरसन लैब को मिलीं दो अनजानी संरचनाएं

अमेरिकी ऊर्जा विभाग की थॉमस जेफरसन नेशनल एक्सेलेरेटर फैसिलिटी (जेफरसन लैब) के भौतिकविदों ने Y(2175) नामक एक ज्ञात लेकिन रहस्यमय कण को खोजने के लिए प्रोटॉन लक्ष्य पर उच्च-ऊर्जा फोटॉन किरण दागी। इसके बजाय, प्रायोगिक हॉल डी में काम कर रहे ग्लूएक्स सहयोग समूह को आसपास के द्रव्यमान पर दो ऐसी संरचनाएं मिलीं जो पहले कभी नहीं देखी गई थीं। ये नतीजे फिजिकल रिव्यू लेटर्स पत्रिका में प्रकाशित हुए।

Y(2175), XYZ अवस्थाएं कहलाने वाले कणों के समूह से संबंधित है — ये हैड्रॉन हैं, यानी क्वार्कों से बने कण, जो प्रोटॉन जैसे तीन क्वार्कों या एक क्वार्क और उसके प्रतिकण के सामान्य ढांचे में फिट नहीं बैठते। Y(2175) पहली बार 2006 में अमेरिकी ऊर्जा विभाग की SLAC नेशनल एक्सेलेरेटर लैबोरेटरी के बाबार प्रयोग में इलेक्ट्रॉनों को पॉज़िट्रॉनों से टकराकर देखा गया था। बाद में चीन के बीजिंग स्पेक्ट्रोमीटर और जापान के बेल्ले प्रयोग में इसकी पुष्टि हुई। इस अध्ययन से पहले, इलेक्ट्रॉन-पॉज़िट्रॉन टक्कर के अलावा किसी अन्य प्रक्रिया से यह कभी नहीं बना था।

'हाइब्रिड मेसॉन' कणों का अध्ययन करने के लिए ही ग्लूएक्स प्रयोग बनाया गया था। क्वार्कों को आपस में जोड़ने वाले 'गोंद' का काम करने वाले ग्लूऑन नामक कण इन कणों की संरचना को सीधे आकार देते हैं, ऐसा माना जाता है। प्रबल नाभिकीय बल के सिद्धांत क्वांटम क्रोमोडायनामिक्स (QCD) ने पहले ही इसकी भविष्यवाणी की थी। जेफरसन लैब के वैज्ञानिक माल्टे अल्ब्रेष्ट ने कहा, "हम फोटॉन किरण से एक पुष्ट XYZ उम्मीदवार की खोज में निकले थे, लेकिन इसके बजाय दो अन्य संरचनाएं मिल गईं। यह नई जानकारी है।"

जर्मनी के GSI हेल्महोल्ट्ज़ सेंटर और गोएथे विश्वविद्यालय फ्रैंकफर्ट से जुड़े जेफरसन लैब के सहयोगी फ्रैंक नर्लिंग ने इस पल की तुलना 20वीं सदी के मध्य से की। उस दौर में उच्च-ऊर्जा टक्करों ने पहली बार उपपरमाण्विक कणों का एक बड़ा 'चिड़ियाघर' उजागर किया था। उन्होंने कहा, "हम यहां एक नए दौर में हैं, ठीक उस दौर जैसा जो करीब 70 साल पहले था। पहले हैड्रॉनों का चिड़ियाघर खोजा गया था। अब हम तथाकथित विरल अवस्थाओं के एक और चिड़ियाघर का सामना कर रहे हैं।"