"यह पेपर डार्क मैटर की खोज के लिए कई नई संभावनाओं को खोलता है।"

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नए शोध से पता चलता है कि यदि डार्क मैटर "डार्क फोटॉन" से बना होता, तो यह प्रारंभिक ब्रह्मांड को गर्म नहीं करता जैसा कि वैज्ञानिकों ने पहले सोचा था। यदि सही है, तो यह खोज ब्रह्मांड की सबसे रहस्यमय सामग्री की खोज में एक आदर्श बदलाव का प्रतिनिधित्व कर सकती है। डार्क मैटर इतना मायावी बना हुआ है, क्योंकि सितारों, ग्रहों, चंद्रमाओं और हमारे शरीर को बनाने वाले रोजमर्रा के पदार्थ से पांच से एक के अनुपात में भारी होने के बावजूद, यह प्रभावी रूप से अदृश्य है। ऐसा इसलिए है क्योंकि यह प्रकाश के साथ संपर्क नहीं करता है। और यह तथ्य कि इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन प्रकाश (या, अधिक सटीक रूप से, विद्युत चुम्बकीय विकिरण) के साथ बातचीत करते हैं, ने कण भौतिकी के मानक मॉडल से परे कणों की खोज को प्रेरित किया है, जिससे डार्क मैटर के लिए बहुत सारे काल्पनिक उम्मीदवार सामने आए हैं।

इनमें से एक उम्मीदवार डार्क फोटॉन है, एक फोटॉन का डार्क ब्रह्मांड संस्करण विद्युत चुंबकत्व के अलावा एक अन्य बल ले जाता है, जो मानक फोटॉन की जिम्मेदारी है।

जब अतीत में गहरे रंग के फोटॉन पर विचार किया गया था, तो वैज्ञानिकों ने निष्कर्ष निकाला था कि वे साधारण फोटॉन में बदल गए होंगे, जबकि वे अभी भी प्रारंभिक ब्रह्मांड को भरने वाले गाढ़े और सघन सूप में समाए हुए होंगे। इससे यह पहले से ही बेहद गर्म प्लाज़्मा और गर्म हो गया होगा और गहरे रंग के फोटोन के निशान छोड़ दिए गए होंगे।

यह उन खोज मापदंडों को गंभीर रूप से सीमित कर देता है जिनमें डार्क फोटॉन मौजूद हो सकते हैं - इतना कि कई ब्रह्माण्ड संबंधी अवलोकन डार्क फोटॉन के अस्तित्व को खारिज कर देते हैं।

अब, नए कंप्यूटर सिमुलेशन से पता चलता है कि डार्क फोटॉन को खारिज करने में थोड़ी जल्दबाजी की गई होगी। डार्क फोटॉन का फोटॉन में रूपांतरण महत्वपूर्ण हीटिंग होने से पहले बंद हो गया होगा। यह पहले से बाहर किए गए खोज मापदंडों को वापस खेल में लाता है।

मैरीलैंड विश्वविद्यालय में टीम के सदस्य एंसन हुक ने एक बयान में कहा, "ये बहिष्करण कह रहे थे कि डार्क मैटर की ताकत वास्तव में जितनी हो सकती है उससे 10^8 गुना कमजोर होनी चाहिए।" "यह पेपर डार्क मैटर की तलाश के लिए कई नई संभावनाओं को खोलता है।"

इस शोध के पीछे की टीम ने सबसे पहले संकेत देखा कि डार्क फोटॉन का फोटॉन में परिवर्तन उतना सीधा नहीं हो सकता है जितना वैज्ञानिकों ने तब मान लिया था जब उन्हें एहसास हुआ कि इसमें शामिल ऊर्जा की मात्रा संदिग्ध रूप से बड़ी है। उन्हें संदेह होने लगा कि समस्या यह है कि इस प्रक्रिया को रैखिक माना गया है; दूसरे शब्दों में, जारी ऊर्जा धीरे-धीरे और लगातार प्लाज्मा में परिवर्तित हो जाती है।

"पिछले 15 वर्षों से उपचार एक रैखिक उपचार है। यदि आप उस अनुमान का उपयोग करते हैं, तो आप ऊर्जा हस्तांतरण की मात्रा की गणना कर सकते हैं, और यह बहुत बड़ी है," पेरीमीटर इंस्टीट्यूट के टीम सदस्य जुनवू हुआंग ने बयान में कहा। "और मुझे एहसास हुआ कि यह संभव नहीं है।"

अपना पहला कंप्यूटर सिमुलेशन करते समय, हुआंग और उनके सहयोगियों ने महसूस किया कि रैखिक प्रक्रिया पूरी तस्वीर चित्रित करने में विफल रहती है।

"हमने जो महसूस किया वह यह है कि, जैसे ही आप ऊर्जा को मानक मॉडल प्लाज्मा में परिवर्तित कर रहे हैं, प्लाज्मा वास्तव में पागल हो जाता है," हुआंग ने कहा। "सिस्टम में बहुत सारी गैर-रैखिकताएं हैं, और ये गैर-रैखिकताएं मूल रूप से थोड़ी मात्रा में ऊर्जा परिवर्तित होने के बाद ऊर्जा रूपांतरण को बंद कर देती हैं।"

अनुसंधान उन मापदंडों के एक बड़े विस्तार का प्रतिनिधित्व करता है जिनमें डार्क फोटॉन मौजूद हो सकते हैं, जिससे इस रूपक शिकार के मैदान का काफी विस्तार हो सकता है। वास्तव में, यह कण भौतिकी के मानक मॉडल से परे काल्पनिक कणों की खोज को भी प्रभावित कर सकता है।

परिधि संस्थान के टीम सदस्य मोहम्मद शालबी ने बयान में कहा, "प्रारंभिक ब्रह्मांड प्लाज्मा की सही गणना करके, प्रयोग नए पैरामीटर स्थानों की जांच करेंगे और संभावित रूप से वास्तव में कुछ देखेंगे।" टीम का शोध 13 अगस्त को फिजिकल रिव्यू लेटर्स जर्नल में प्रकाशित हुआ था।

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रॉबर्ट ली यू.के. में एक विज्ञान पत्रकार हैं जिनके लेख फिजिक्स वर्ल्ड, न्यू साइंटिस्ट, एस्ट्रोनॉमी मैगजीन, ऑल अबाउट स्पेस, न्यूजवीक और जेडएमई साइंस में प्रकाशित हुए हैं। वह एल्सेवियर और यूरोपियन जर्नल ऑफ फिजिक्स के लिए विज्ञान संचार के बारे में भी लिखते हैं। रोब के पास यू.के. ओपन यूनिवर्सिटी से भौतिकी और खगोल विज्ञान में विज्ञान स्नातक की डिग्री है। उन्हें ट्विटर @sciencef1rst पर फ़ॉलो करें।