Mikheyev–Smirnov–Wolfenstein effect
মিখেয়েভ-স্মরনভ-ওল্ফেনস্টাইন প্রভাব (প্রায়শই পদার্থ প্রভাব হিসাবে উল্লেখ করা হয়) একটি কণা পদার্থবিজ্ঞান প্রক্রিয়া যা বিভিন্ন ঘনত্বের বিষয়ে নিউট্রিনো দোলনকে পরিবর্তন করে। এমএসডাব্লু প্রভাব ঘনত্ব-পরিবর্তনশীল মাধ্যমের শব্দ তরঙ্গের ডিফারেনশিয়াল রিটার্ডেশনের সাথে ব্যাপকভাবে সাদৃশ্যপূর্ণ, তবে এটি তিনটি পৃথক কোয়ান্টাম ক্ষেত্রের প্রসারণ গতিবিদ্যাকেও জড়িত করে যা বিকৃতি অনুভব করে। মুক্ত স্থানে, নিউট্রিনো আইগেনস্টেটের পৃথক হার স্ট্যান্ডার্ড নিউট্রিনো স্বাদ দোলন ঘটায়। পদার্থের মধ্যে-যেমন সূর্যের মধ্যে-বিশ্লেষণ আরও জটিল, যেমনটি মিখেয়েভ, স্মিরনভ এবং ওল্ফেনস্টাইন দেখিয়েছেন। এটি নির্গত নিউট্রিনো স্বাদের একটি বিস্তৃত মিশ্রণের দিকে পরিচালিত করে, যা সৌর নিউট্রিনো সমস্যার একটি আকর্ষণীয় সমাধান প্রদান করে। 1978 এবং 1979 সালে মার্কিন পদার্থবিজ্ঞানী লিঙ্কন ওল্ফেনস্টাইনের কাজগুলি বুঝতে সাহায্য করেছিল যে নিউট্রিনোগুলির দোলন পরামিতিগুলি পদার্থে পরিবর্তিত হয়। 1985 সালে, সোভিয়েত পদার্থবিজ্ঞানী স্ট্যানিস্লাভ মিখেয়েভ এবং আলেক্সেই স্মিরনভ ভবিষ্যদ্বাণী করেছিলেন যে পদার্থের ঘনত্বের ধীর হ্রাস নিউট্রিনো মিশ্রণকে অনুরণিতভাবে বাড়িয়ে তুলতে পারে। পরে 1986 সালে, ফার্মিল্যাবের স্টিফেন পার্ক, কর্নেল বিশ্ববিদ্যালয়ের হ্যান্স বেথে এবং লস আলামোস ন্যাশনাল ল্যাবরেটরির এস পিটার রোজেন এবং জেমস গেলব এই প্রভাবের বিশ্লেষণাত্মক চিকিৎসা প্রদান করেন। পদার্থে ইলেকট্রনের উপস্থিতি ইলেকট্রন নিউট্রিনোগুলির (অর্থাৎ, দুর্বল মিথস্ক্রিয়া) চার্জ করা কারেন্টের স্থিতিস্থাপক সামনের বিচ্ছুরণের কারণে নিউট্রিনোগুলির তাৎক্ষণিক হ্যামিল্টনিয়ান আইগেনস্টেট (ভর আইগেনস্টেট) পরিবর্তন করে। এই সুসঙ্গত অগ্রবর্তী বিচ্ছুরণ তড়িৎচুম্বকীয় প্রক্রিয়ার অনুরূপ যা একটি মাধ্যমে আলোর প্রতিসরাঙ্কের দিকে পরিচালিত করে এবং এটিকে ধ্রুপদী প্রতিসরাঙ্ক বা বৈদ্যুতিক সম্ভাব্যতা হিসাবে বর্ণনা করা যেতে পারে। বিভিন্ন নিউট্রিনোর সম্ভাবনার পার্থক্য এবংঃ মিশ্র নিউট্রিনো স্বাদের (ইলেক্ট্রন, মিউওন বা টাউ) বিবর্তনকে প্ররোচিত করে। পদার্থের উপস্থিতিতে, সিস্টেমের হ্যামিল্টনিয়ান সম্ভাবনার সাপেক্ষে পরিবর্তিত হয়ঃ, যেখানে ভ্যাকুয়ামে হ্যামিল্টনিয়ান রয়েছে। তদনুসারে, ভর আইগেনস্টেট এবং পরিবর্তনের আইগেনভ্যালু, যার অর্থ হল যে পদার্থের নিউট্রিনোগুলির এখন ভ্যাকুয়ামের তুলনায় আলাদা কার্যকর ভর রয়েছেঃ যেহেতু নিউট্রিনো দোলনগুলি নিউট্রিনোগুলির বর্গাকার ভর পার্থক্যের উপর নির্ভর করে, তাই নিউট্রিনো দোলনগুলি ভ্যাকুয়ামের তুলনায় ভিন্ন গতিবিদ্যা অনুভব করে। ভ্যাকুয়াম কেসের মতো, মিশ্রণ কোণ আইগেনস্টেটের স্বাদের পরিবর্তন বর্ণনা করে। পদার্থের ক্ষেত্রে, মিশ্রণ কোণটি ইলেকট্রনের সংখ্যা ঘনত্ব এবং নিউট্রিনোর শক্তির উপর নির্ভর করেঃ নিউট্রিনোগুলি ঘনত্ব-বৈকল্পিক পদার্থের মাধ্যমে প্রসারিত হওয়ার সাথে সাথে পরিবর্তিত হয়-এবং এর সাথে, আইগেনস্টেটগুলির স্বাদ। অ্যান্টিনিউট্রিনোগুলির ক্ষেত্রে, ধারণাগত বিন্দুটি একই তবে দুর্বল মিথস্ক্রিয়া দম্পতিরা (যাকে দুর্বল আইসোস্পিন বলা হয়) যে কার্যকর চার্জ দেয় তার বিপরীত চিহ্ন রয়েছে। যদি নিউট্রিনোগুলির পথে পদার্থের ইলেক্ট্রন ঘনত্ব পরিবর্তিত হয়, তবে নিউট্রিনোগুলির মিশ্রণ ঘনত্বের কিছু মূল্যে সর্বাধিক বৃদ্ধি পায় এবং তারপর ফিরে যায়; এটি এক ধরনের নিউট্রিনোগুলির অনুরণিত রূপান্তরের দিকে পরিচালিত করে। সূর্যের খুব বড় ইলেকট্রন ঘনত্বে এই প্রভাব গুরুত্বপূর্ণ যেখানে ইলেক্ট্রন নিউট্রিনো তৈরি হয়। উদাহরণস্বরূপ, সাদবারি নিউট্রিনো অবজারভেটরি (এস. এন. ও) এবং সুপার-কামিওকান্ডেতে দেখা উচ্চ-শক্তির নিউট্রিনোগুলি মূলত পদার্থের উচ্চতর ভর আইগেনস্টেট হিসাবে উত্পাদিত হয় এবং সৌর উপাদান পরিবর্তনের ঘনত্বের মতো থেকে যায়। সুতরাং, সূর্য থেকে বেরিয়ে আসা উচ্চ শক্তির নিউট্রিনোগুলি একটি ভ্যাকুয়াম প্রসারণ আইগেনস্টেটের মধ্যে থাকে, যা ডিটেক্টরগুলিতে চার্জযুক্ত কারেন্ট প্রতিক্রিয়া দ্বারা দেখা ইলেক্ট্রন নিউট্রিনোর সাথে হ্রাসপ্রাপ্ত ওভারল্যাপ রয়েছে। এমএসডাব্লু প্রভাবের অনুরণন নিউট্রিনো স্বাদ মিশ্রণ অনুরণন অনুভব করে এবং ভ্যাকুয়াম দোলন দৈর্ঘ্য এবং পদার্থের ঘনত্ব-নির্ভর প্রতিসরণ দৈর্ঘ্যের মধ্যে সম্পর্কের নির্দিষ্ট অবস্থার অধীনে সর্বাধিক হয়ে ওঠে যেখানে ফার্মি কাপলিং ধ্রুবক। প্রতিসরণের দৈর্ঘ্যকে বোঝানো হয় সেই দূরত্ব হিসাবে যার উপর সুসংগত বিক্ষেপণ থেকে পদার্থের "পর্যায়" সমান অনুরণন অবস্থা দেওয়া হয় যার দ্বারা নিউট্রিনো সিস্টেম অনুরণন অনুভব করে এবং মিশ্রণটি সর্বাধিক হয়ে যায়। খুব কম সময়ের জন্য এই অবস্থাটি হয়ে যায়, অর্থাৎ মিশ্র নিউট্রিনোগুলির একটি সিস্টেমের আইগেনফ্রিক্বেন্সি মাঝারি আইগেনফ্রিক্বেন্সির প্রায় সমান হয়ে যায়। অনুরণন ঘনত্ব অনুরণন অবস্থা দ্বারা অবহিত করা হয়ঃ এবং সরাসরি ইলেকট্রনের সংখ্যা ঘনত্বের সাথে সম্পর্কিত যদি ভ্যাকুয়াম ঘনত্ব সর্বাধিক মানে পৌঁছায়, অনুরণনের ঘনত্ব শূন্যে চলে যায়। ওঠানামা ঘনত্বের একটি মাধ্যম নিজেই ওঠানামা করে-এর সর্বোচ্চ এবং ন্যূনতম মানগুলির মধ্যে ব্যবধানকে অনুরণন স্তর বলা হয়। সৌর নিউট্রিনো এবং এমএসডাব্লু প্রভাব উচ্চ-শক্তির সৌর নিউট্রিনোগুলির জন্য এমএসডাব্লু প্রভাব গুরুত্বপূর্ণ, এবং এই প্রত্যাশার দিকে পরিচালিত করে যে, সৌর মিশ্রণ কোণটি কোথায়। এটি নাটকীয়ভাবে সাডবারি নিউট্রিনো অবজারভেটরি (এস. এন. ও)-তে নিশ্চিত করা হয়েছিল, যা সৌর নিউট্রিনো সমস্যার সমাধান করেছে। এস. এন. ও সৌর ইলেকট্রন নিউট্রিনোগুলির প্রবাহকে মোট নিউট্রিনো প্রবাহের (আধানযুক্ত বিদ্যুৎ বিক্রিয়ার মাধ্যমে পরিমাপ করা ইলেক্ট্রন নিউট্রিনো প্রবাহ এবং নিরপেক্ষ বিদ্যুৎ বিক্রিয়ার মাধ্যমে পরিমাপ করা মোট প্রবাহ) ~34% হিসাবে পরিমাপ করে। এস. এন. ও-র ফলাফল প্রত্যাশার সঙ্গে একমত। এর আগে, কামিওকান্ডে এবং সুপার-কামিওকান্ডে চার্জযুক্ত তড়িৎ প্রবাহ এবং নিরপেক্ষ তড়িৎ প্রবাহ প্রতিক্রিয়াগুলির একটি মিশ্রণ পরিমাপ করেছিলেন, যা একই ধরনের দমন সহ এমএসডাব্লু প্রভাবের ঘটনাকে সমর্থন করে, তবে কম আত্মবিশ্বাসের সাথে। অন্যদিকে, নিম্ন-শক্তির সৌর নিউট্রিনোগুলির জন্য, পদার্থের প্রভাব নগণ্য, এবং ভ্যাকুয়ামে দোলনগুলির আনুষ্ঠানিকতা বৈধ। উৎসের আকার (অর্থাৎ। সৌর কোর) দোলন দৈর্ঘ্যের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বড়, তাই, দোলন ফ্যাক্টরের উপর গড়, একজন অর্জন করে। = 34°-এর জন্য এটি পি-এর বেঁচে থাকার সম্ভাবনার সাথে মিলে যায় ≈ 60 শতাংশ। এটি হোমস্টেক পরীক্ষা (সৌর নিউট্রিনো সমস্যা প্রকাশ করার জন্য প্রথম পরীক্ষা) দ্বারা কম শক্তির সৌর নিউট্রিনোগুলির পরীক্ষামূলক পর্যবেক্ষণের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ, তারপরে গ্যালেক্স, জি. এন. ও, এবং এস. এ. জি. ই (সম্মিলিতভাবে, গ্যালিয়াম রেডিওকেমিক্যাল পরীক্ষা), এবং আরও সম্প্রতি, বোরেক্সিনো পরীক্ষা, যা পৃথকভাবে পিপি (<420 কে. ভি), 7বি (862 কে. ভি), পেপ (1.44 এম. ই. ভি), এবং 8বি (<15 এম. ই. ভি) থেকে নিউট্রিনোগুলি পর্যবেক্ষণ করেছে। শুধুমাত্র বোরেক্সিনোর পরিমাপ এমএসডাব্লু প্যাটার্ন যাচাই করে; তবে এই সমস্ত পরীক্ষা-নিরীক্ষা একে অপরের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ এবং আমাদের এমএসডাব্লু প্রভাবের দৃঢ় প্রমাণ সরবরাহ করে। এই ফলাফলগুলি চুল্লি পরীক্ষা কামল্যান্ড দ্বারা আরও সমর্থিত, যা অন্যান্য সমস্ত পরিমাপের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ দোলনের পরামিতিগুলি পরিমাপ করতে অনন্যভাবে সক্ষম। সৌর নিউট্রিনোগুলির জন্য নিম্ন শক্তি ব্যবস্থা (এমএসডাব্লু প্রভাব নগণ্য) এবং উচ্চ শক্তি ব্যবস্থা (দোলন সম্ভাবনা পদার্থের প্রভাব দ্বারা নির্ধারিত হয়) এর মধ্যে রূপান্তর প্রায় 2 এমইভি অঞ্চলে অবস্থিত। এমএসডাব্লু প্রভাব পৃথিবীর নিউট্রিনো দোলনগুলিকেও পরিবর্তন করতে পারে এবং নতুন দোলন এবং/অথবা লেপটোনিক সিপি লঙ্ঘনের জন্য ভবিষ্যতের অনুসন্ধান এই বৈশিষ্ট্যটি ব্যবহার করতে পারে। সুপারনোভা নিউট্রিনো এবং এমএসডাব্লু প্রভাব সুপারনোভা সমস্ত স্বাদের নিউট্রিনো এবং অ্যান্টিনিউট্রিনোর ক্রম নির্গত করার জন্য গণনা করা হয় এবং সুপারনোভা নিউট্রিনো সুপারনোভার মহাকর্ষীয় শক্তির প্রায় 99 শতাংশ বহন করে এবং এমইভি পরিসরে মহাজাগতিক নিউট্রিনোর সবচেয়ে শক্তিশালী উৎস হিসাবে বিবেচিত হয়। এইভাবে, বিজ্ঞানীরা এসএন নিউট্রিনোর উপর এমএসডাব্লু গতিবিদ্যার ক্রিয়াকে অনুকরণ এবং গাণিতিকভাবে চিহ্নিত করার চেষ্টা করেছেন। এমএসডাব্লু স্বাদ রূপান্তরের কিছু প্রভাব ইতিমধ্যে এসএন 1987এ-তে দেখা গেছে। স্বাভাবিক নিউট্রিনো ভর শ্রেণিবিন্যাসের ক্ষেত্রে, এবং, নক্ষত্রের অভ্যন্তরে রূপান্তর ঘটে, তারপর পৃথিবীর অভ্যন্তরে দোলন ঘটে। পৃথিবীর মধ্যে ক্যামিয়োকান্ডে, আইএমবি এবং বাকসান পর্যন্ত নিউট্রিনোগুলির দূরত্বের পার্থক্যের কারণে, এমএসডাব্লু প্রভাব আংশিকভাবে কামিয়োকান্ডে এবং আইএমবি শক্তির বর্ণালীর পার্থক্য ব্যাখ্যা করতে পারে। আরও দেখুন নিউট্রিনো দোলন রেফারেন্স গ্রন্থপঞ্জি নিউট্রিনোস অ্যাস্ট্রোপার্টিকাল ফিজিক্স