परमाणु 'गांठें' परमाणुओं के रहस्यों को उजागर कर सकती हैं: स्किर्मियन के रूप में संदर्भित संरचनाएं संभवतः परमाणु भौतिकी गणना में बाधाओं को दूर कर सकती हैं

स्किर्मियन के रूप में संदर्भित गाँठ जैसी संरचनाएं संभवतः वैज्ञानिकों को परमाणु नाभिक के आंतरिक कामकाज को सुलझाने में मदद करेंगी, एक प्रतिस्थापन अध्ययन से पता चलता है. अत्यधिक पदार्थ में एक स्किर्मियन थोड़ी गड़बड़ी हो सकती है, एक चक्कर पैटर्न कि, एक प्रकार की गाँठ, पूर्ववत करना कठिन है. साठ के दशक में, भौतिक विज्ञानी टोनी स्किर्म ने संकेत दिया कि ये संरचनाएं - चूंकि एक बार उनका नाम लिया गया था - सैद्धांतिक गणना में एक नाभिक के अंदर प्रोटॉन और न्यूट्रॉन का प्रतिनिधित्व कर सकते हैं।. हालांकि कुछ शुरुआती वादे के बावजूद, अवधारणा में रुकावट आई. विशेषतया, स्किर्मियन गणनाओं ने विकृत नाभिक बनाया.

सभी ने यूपी को नोट किया स्किर्मियन नामक गाँठ जैसी संरचनाएँ वैज्ञानिकों को परमाणु के नाभिक का अध्ययन करने में मदद कर सकती हैं, जैसे हीलियम फोटो: एसपीएल/विज्ञान

लेकिन वर्तमान में शोधकर्ताओं ने अपनी गणना में सुधार किया है कि कैसे प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को स्किर्मियन छवि के साथ-साथ क्लस्टर करना चाहिए. उम्मीदों के अनुरूप वे परिणाम प्रयोगात्मक ज्ञान का समर्थन करते हैं, टीम भौतिक समीक्षा पत्रों में प्रेस में एक अत्यधिक अध्ययन में रिपोर्ट करती है.

हालांकि यहां अवधारणा काम करती है: एक नाभिक के भीतर, पियॉन कहलाने वाले कण सदा चारों ओर झनझनाते रहते हैं, नाभिक को साथ ले जाने में सहायक. भले ही लेप्टान में एक विद्युत क्षेत्र होता है जो विभिन्न कणों को धकेल सकता है, वे चपरासी खेतों से भी संबंधित हैं. Skyrme की मूल छवि में, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को पियोन फील्ड में ट्विस्ट के रूप में वर्णित किया जा सकता है - या स्किर्मियन - स्ट्रिंग के एक टुकड़े में बंधी गाँठ के समान.

वास्तव में, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन प्रत्येक छोटे उप-परमाणु कणों से बने होते हैं जिन्हें क्वार्क और ग्लून्स कहा जाता है, और मौलिक सिद्धांत जो वर्णन करता है कि वे कण कैसे परस्पर क्रिया करते हैं, क्वांटम क्रोमोडायनामिक्स कहा जाता है, असंभव रूप से जटिल है. Skyrmions गणनाओं को सरल बना सकते हैं - यदि केवल तकनीक ही सही उत्तर देती है.

अभी, इंग्लैंड में डरहम विश्वविद्यालय के भौतिकविदों ने आकाशीय पिंडों की कुछ समस्याओं को हल किया है, कार्बन-12 जितने बड़े परमाणु नाभिकों के अध्ययन में.

स्किर्मियन गणना आमतौर पर रो मेसन नामक भारी कणों की उपेक्षा करती है जो नाभिक को अक्षुण्ण रखने के लिए भी महत्वपूर्ण हैं. गणना में उन कणों को शामिल करने से यह बदल जाता है कि कैसे क्षेत्र में स्किर्मियन "गाँठ" बंध जाती है, और परिणामी नाभिक के आकार, गणितीय भौतिक विज्ञानी कहते हैं और सह-लेखक पॉल सटक्लिफ का अध्ययन करते हैं. यह ऐसा है जैसे गांठें "पहले एक उबाऊ स्ट्रिंग के टुकड़े" में बंधी हुई थीं, और अब यह है … उस पर कुछ चमक के साथ एक रंगीन स्ट्रिंग। नतीजतन, "अब आपको सही आकार मिलते हैं," वह कहते हैं.

स्काईरियंस के विचार ने अन्य क्षेत्रों में भी जोर पकड़ा. कुछ ठोस पदार्थों में चुंबकत्व के सर्पिल में एक संबंधित स्किर्मियन दिखाई देता है (एस.एन.: 2/17/18, पी. 18), लेकिन चुंबकीय रेखाचित्र बहुत बड़े होते हैं और इन्हें इच्छानुसार हेरफेर किया जा सकता है.

शोधकर्ताओं ने परमाणु नाभिक का अध्ययन करने के लिए स्काईरियन्स का उपयोग करने के लिए लंबे समय से संघर्ष किया है, कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय के सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी निकोलस मंटन कहते हैं, जो अध्ययन में शामिल नहीं थे. लेकिन नया परिणाम "शारीरिक रूप से उचित होने के करीब हो जाता है।"

अंततः, इस तरह की गणना से वैज्ञानिकों को कुछ नाभिकों के आश्चर्यजनक गुणों का अध्ययन करने में मदद मिल सकती है. एक उदाहरण कार्बन -14 है, कार्बन का एक रेडियोधर्मी संस्करण जिसका उपयोग प्राचीन कलाकृतियों को दिनांकित करने के लिए किया जा सकता है. यह लगभग आश्चर्यजनक रूप से लंबे आधे जीवन के साथ क्षय होता है 5,700 वर्षों. Skyrmions वैज्ञानिकों को उस अजीब क्षय को बेहतर ढंग से समझने में मदद कर सकते हैं, मंटन कहते हैं

स्रोत: www.sciencenews.org