Leptoquark
લેપ્ટોક્વાર્ક એ કાલ્પનિક કણો છે જે ક્વાર્ક અને લેપ્ટોન સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરશે. લેપ્ટોક્વાર્ક એ રંગ-ત્રિપુટી બોસોન છે જે લેપ્ટોન અને બેરિયોન બંને સંખ્યાઓ ધરાવે છે. તેમની અન્ય ક્વોન્ટમ સંખ્યાઓ, જેમ કે સ્પિન, (અપૂર્ણાંક) વિદ્યુત ચાર્જ અને નબળા આઇસોસ્પિન સિદ્ધાંતોમાં બદલાય છે. લેપ્ટોક્વાર્ક સ્ટાન્ડર્ડ મોડેલના વિવિધ વિસ્તરણમાં જોવા મળે છે, જેમ કે ટેક્નિકલર સિદ્ધાંતો, ક્વાર્ક-લેપ્ટોન એકીકરણના સિદ્ધાંતો (દા. ત., પતિ-સલામ મોડેલ), અથવા એસયુ (5), એસઓ (10), ઇ 6, વગેરે પર આધારિત જીયુટી. હાલમાં CERNમાં લાર્જ હેડ્રોન કોલાઇડર ખાતે પ્રયોગો ATLAS અને CMSમાં લેપ્ટોક્વાર્કની શોધ કરવામાં આવે છે. માર્ચ 2021 માં, લેપ્ટોક્વાર્કના સંભવિત અસ્તિત્વ પર સંકેત આપવા માટે કેટલાક અહેવાલો હતા કે ઇલેક્ટ્રોન અથવા મ્યુઓન બનાવવા માટે તળિયાના કવાર્ક કેવી રીતે ક્ષીણ થાય છે તેમાં અણધારી તફાવત છે. આ માપ 3.1 સી. એ. ના આંકડાકીય મહત્વ પર કરવામાં આવ્યું છે, જે 5 સી. એ. સ્તરથી ઘણું નીચે છે જેને સામાન્ય રીતે શોધ માનવામાં આવે છે. ઝાંખી લેપ્ટોક્વાર્ક, જો તેઓ અસ્તિત્વમાં હોય, તો હાલમાં જાણીતા કોઈપણ પ્રાથમિક કણો કરતાં ભારે હોવા જોઈએ, નહીં તો તેઓ પહેલેથી જ શોધી કાઢવામાં આવ્યા હોત. લેપ્ટોક્વાર્ક દળ પર વર્તમાન પ્રાયોગિક નીચલી મર્યાદા (તેમના પ્રકાર પર આધાર રાખીને) આસપાસ છે (એટલે કે, પ્રોટોન દળ કરતાં લગભગ 1000 ગણી). વ્યાખ્યા મુજબ, લેપ્ટોક્વાર્ક સીધા જ ક્વાર્ક અને લેપ્ટોન અથવા એન્ટીલેપ્ટોનમાં ક્ષીણ થાય છે. મોટાભાગના અન્ય પ્રાથમિક કણોની જેમ, તેઓ ખૂબ જ ટૂંકા સમય માટે જીવે છે અને સામાન્ય દ્રવ્યમાં હાજર નથી. જો કે, તેઓ ઉચ્ચ ઊર્જાના કણોની અથડામણમાં ઉત્પન્ન થઈ શકે છે જેમ કે કણોની અથડામણમાં અથવા પૃથ્વીના વાતાવરણને અથડાતા કોસ્મિક કિરણોમાંથી. ક્વાર્કની જેમ, લેપ્ટોક્વાર્ક રંગ વહન કરે છે અને તેથી તે ગ્લુઓન સાથે પણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. તેમની આ મજબૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયા હેડ્રોન કોલાઇડર્સ (જેમ કે ટેવાટ્રોન અથવા એલએચસી) માં તેમના ઉત્પાદન માટે મહત્વપૂર્ણ છે. સરળીકૃત પ્રકારવિજ્ઞાન (વિદ્યુતભાર અનુસાર) તેમના વિદ્યુતભારના આધારે વિવિધ પ્રકારના લેપ્ટોક્વાર્કને ધ્યાનમાં લઈ શકાય છેઃ Q =: આવા લેપ્ટોક્વાર્ક અપ-ટાઇપ ક્વાર્ક (ઉપર, ચાર્મ, ટોપ) અને ચાર્જ એન્ટીલેપ્ટોન (e +, μ +, τ +) માં ક્ષય પામે છે. પ્રશ્ન =: આવા લેપ્ટોક્વાર્ક અપ-ટાઇપ ક્વાર્ક અને ન્યુટ્રિનો (અથવા એન્ટીન્યુટ્રિનો), અને/અથવા ડાઉન-ટાઇપ ક્વાર્ક (ડાઉન, સ્ટ્રેન્જ, બોટમ) અને ચાર્જ્ડ એન્ટીલેપ્ટોનમાં ક્ષીણ થાય છે. Q = −: આવા લેપ્ટોક્વાર્ક ડાઉન-ટાઇપ ક્વાર્ક અને (એન્ટી) ન્યુટ્રિનો, અને/અથવા અપ-ટાઇપ ક્વાર્ક અને ચાર્જ્ડ લેપ્ટોનમાં ક્ષીણ થાય છે. પ્રશ્ન = −: આવા લેપ્ટોક્વાર્ક ડાઉન-ટાઇપ ક્વોર્ક અને ચાર્જ કરેલા લેપ્ટોનમાં ક્ષીણ થાય છે. જો આપેલ ચાર્જ સાથેનું લેપ્ટોક્વાર્ક અસ્તિત્વમાં હોય, તો તેના વિપરીત ચાર્જ સાથેના એન્ટિપાર્ટિકલ અને જે ઉપર સૂચિબદ્ધ સ્થિતિમાં સંયુગ્મિત સ્થિતિમાં ક્ષીણ થશે, તે પણ અસ્તિત્વમાં હોવું જોઈએ. આપેલ વિદ્યુત ચાર્જ સાથેનું લેપ્ટોક્વાર્ક, સામાન્ય રીતે, આપેલ વિદ્યુત ચાર્જ સાથે લેપ્ટોન અને ક્વાર્કના કોઈપણ સંયોજન સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરી શકે છે (આ એક જ પ્રકારના લેપ્ટોક્વાર્કની અલગ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ સુધી પરિણમે છે). જો કે, પ્રાયોગિક શોધો સામાન્ય રીતે ધારે છે કે તેમાંથી માત્ર એક જ "ચેનલ" શક્ય છે. ખાસ કરીને, ક્યૂ = ચાર્જ્ડ લેપ્ટોક્વાર્ક કે જે પોઝિટ્રોન અને ડાઉન ક્વાર્કમાં ક્ષીણ થાય છે તેને "પ્રથમ પેઢીના લેપ્ટોક્વાર્ક" કહેવામાં આવે છે, એક લેપ્ટોક્વાર્ક કે જે વિચિત્ર ક્વાર્ક અને એન્ટિમ્યુનમાં ક્ષીણ થાય છે તે "બીજી પેઢીના લેપ્ટોક્વાર્ક" વગેરે છે. તેમ છતાં, મોટાભાગના સિદ્ધાંતો એવું માનવા માટે વધુ સૈદ્ધાંતિક પ્રેરણા લાવતા નથી કે લેપ્ટોક્વાર્કની માત્ર એક જ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા હોય છે અને તેમાં સામેલ ક્વાર્ક અને લેપ્ટોનની પેઢી સમાન છે. લેપ્ટોક્વાર્ક અને પ્રોટોન ક્ષય શુદ્ધ લેપ્ટોક્વાર્કનું અસ્તિત્વ બેરિયોન સંખ્યા સંરક્ષણને બગાડશે નહીં. જો કે, કેટલાક સિદ્ધાંતો લેપ્ટોક્વાર્કને ડાઇક્વાર્ક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા શિરોબિંદુ પણ રાખવાની મંજૂરી આપે છે (અથવા જરૂરી છે). ઉદાહરણ તરીકે, ક્યૂ = ચાર્જ્ડ લેપ્ટોક્વાર્ક પણ બે ડાઉન-ટાઇપ એન્ટિક્વાર્કમાં ક્ષીણ થઈ શકે છે. આવા લેપ્ટોક્વાર્ક-ડાઇક્વાર્કનું અસ્તિત્વ પ્રોટોનને ક્ષીણ થવાનું કારણ બનશે. પ્રોટોનના જીવનકાળ પરની વર્તમાન મર્યાદાઓ આ લેપ્ટોક્વાર્ક-ડાઇક્વાર્કના અસ્તિત્વની મજબૂત તપાસ છે. આ ક્ષેત્રો ભવ્ય એકીકરણ સિદ્ધાંતોમાં ઉભરી આવે છે; ઉદાહરણ તરીકે, જ્યોર્જી-ગ્લેશો એસયુ (5) મોડેલમાં, તેમને એક્સ અને વાય બોસન્સ કહેવામાં આવે છે. પ્રાયોગિક શોધ 1997 માં, HERA પ્રવેગક ખાતેની વધુ પડતી ઘટનાઓએ કણ ભૌતિકશાસ્ત્ર સમુદાયમાં હલચલ મચાવી હતી, કારણ કે વધારાની એક સંભવિત સમજૂતી લેપ્ટોક્વાર્કની સંડોવણી હતી. જો કે, ડેટાના મોટા નમૂનાઓ સાથે HERA અને ટેવાટ્રોન બંને ખાતે કરવામાં આવેલા પછીના અભ્યાસોએ આસપાસના લેપ્ટોક્વાર્કના લોકો માટે આ શક્યતાને નકારી કાઢી હતી. બીજી પેઢીના લેપ્ટોક્વાર્કની પણ શોધ કરવામાં આવી હતી અને તે મળી આવ્યા ન હતા. લેપ્ટોક્વાર્ક પર હાલની શ્રેષ્ઠ મર્યાદા એલ. એચ. સી. દ્વારા નક્કી કરવામાં આવી છે, જે લેપ્ટોક્વાર્કની પ્રથમ, બીજી અને ત્રીજી પેઢી અને કેટલીક મિશ્ર પેઢીના લેપ્ટોક્વાર્કની શોધ કરી રહી છે અને નીચલા દળની મર્યાદા વધારીને આશરે. લેપ્ટોક્વાર્કનું ન્યુટ્રિનો અને ક્વાર્ક સાથે જોડાણ અસ્તિત્વમાં હોવાનું સાબિત કરવા માટે, ન્યુટ્રિનોને આભારી કણોની અથડામણમાં ગુમ થયેલી ઊર્જા વધુ પડતી ઊર્જાસભર હોવી જોઈએ. સંભવ છે કે લેપ્ટોક્વાર્કની રચના મોટા ક્વાર્કની રચનાની નકલ કરશે. લેપ્ટોક્વાર્કના ઇલેક્ટ્રોન સાથે જોડાણ અને ઉપર અથવા નીચે ક્વાર્ક માટે, અણુ સમાનતાના ઉલ્લંઘન અને સમાનતા-હિંસક ઇલેક્ટ્રોન સ્કેટરિંગના પ્રયોગો શ્રેષ્ઠ મર્યાદા નક્કી કરે છે. વર્તમાન એલ. એચ. સી. પ્રોટોન રિંગ સાથે ગુચ્છને ટકરાવવા માટે ઇલેક્ટ્રોન રિંગ ઉમેરવાનો એલ. એચ. ઇ. સી. પ્રોજેક્ટ ઉચ્ચ પેઢીના લેપ્ટોક્વાર્કની શોધ માટેના પ્રોજેક્ટ તરીકે પ્રસ્તાવિત છે. આ પણ જુઓ X અને Y બોસન્સ ક્વાર્ક-લેપ્ટોન પૂરકતા સંદર્ભો કાલ્પનિક પ્રાથમિક કણો ગ્રાન્ડ યુનિફાઇડ થિયરી ગેજ બોસન્સ