Mikheyev–Smirnov–Wolfenstein effect
میخیوف-سمرنوف-وولفنسٹین اثر (جسے اکثر مادے کا اثر کہا جاتا ہے) ایک ذرہ طبیعیات کا عمل ہے جو مختلف کثافت کے معاملات میں نیوٹرینو ارتعاش کو تبدیل کرتا ہے۔ ایم ایس ڈبلیو اثر بڑے پیمانے پر کثافت متغیر ذرائع ابلاغ میں صوتی لہروں کی تفریقی رکاوٹ سے ملتا جلتا ہے، تاہم اس میں تین الگ الگ کوانٹم فیلڈز کی تشہیر حرکیات بھی شامل ہیں جو مسخ کا تجربہ کرتے ہیں۔ خالی جگہ میں، نیوٹرینو آئجین اسٹیٹس کی الگ الگ شرحیں معیاری نیوٹرینو ذائقہ ارتعاش کا باعث بنتی ہیں۔ مادے کے اندر-جیسے کہ سورج کے اندر-تجزیہ زیادہ پیچیدہ ہے، جیسا کہ میخیوف، سمرنوف اور وولفنسٹین نے دکھایا ہے۔ یہ خارج ہونے والے نیوٹرینو ذائقوں کے وسیع مرکب کی طرف لے جاتا ہے، جو شمسی نیوٹرینو کے مسئلے کا زبردست حل فراہم کرتا ہے۔ 1978 اور 1979 میں امریکی طبیعیات دان لنکن وولفنسٹین کے کاموں سے یہ سمجھنے میں مدد ملی کہ نیوٹرینو کے ارتعاش کے پیرامیٹرز مادے میں تبدیل ہوتے ہیں۔ 1985 میں، سوویت طبیعیات دانوں ستانیسلاو میخیوف اور الیکسی سمرنوف نے پیش گوئی کی کہ مادے کی کثافت میں سست کمی نیوٹرینو اختلاط کو گونج سے بڑھا سکتی ہے۔ بعد میں 1986 میں، فرمیلاب کے اسٹیفن پارک، کارنیل یونیورسٹی کے ہنس بیتھے، اور لاس الاموس نیشنل لیبارٹری کے ایس پیٹر روزن اور جیمز گیلب نے اس اثر کے تجزیاتی علاج فراہم کیے۔ خلاصہ مادے میں الیکٹرانوں کی موجودگی الیکٹران نیوٹرینو کے چارج شدہ کرنٹ کے لچکدار آگے بکھرنے (یعنی کمزور تعاملات) کی وجہ سے نیوٹرینو کے فوری ہیملٹنین آئجین اسٹیٹس (ماس آئجین اسٹیٹس) کو تبدیل کرتی ہے۔ یہ مربوط آگے بکھرنا برقی مقناطیسی عمل کے مترادف ہے جو کسی میڈیم میں روشنی کے اضطراری اشاریہ کی طرف جاتا ہے اور اسے کلاسیکی اضطراری اشاریہ، یا برقی صلاحیت کے طور پر بیان کیا جا سکتا ہے۔ مختلف نیوٹرینو کے لیے صلاحیت کا فرق اور: مخلوط نیوٹرینو ذائقوں (یا تو الیکٹران، میوون، یا تاؤ) کے ارتقاء کو جنم دیتا ہے۔ مادے کی موجودگی میں، نظام کا ہیملٹنین پوٹینشل کے حوالے سے تبدیل ہوتا ہے:، خلا میں ہیملٹنین کہاں ہے۔ اسی کے مطابق، ماس آئجین اسٹیٹس اور تبدیلی کی آئجین ویلیوز، جس کا مطلب ہے کہ مادے میں موجود نیوٹرینو اب خلا کے مقابلے میں ایک مختلف موثر کمیت رکھتے ہیں: چونکہ نیوٹرینو کے ارتعاش کا انحصار نیوٹرینو کے مربع شدہ کمیت کے فرق پر ہوتا ہے، اس لیے نیوٹرینو کے ارتعاش خلا کے مقابلے میں مختلف حرکیات کا تجربہ کرتے ہیں۔ ویکیوم کیس کی طرح، اختلاط کا زاویہ آئجین اسٹیٹس کے ذائقوں کی تبدیلی کو بیان کرتا ہے۔ مادے میں اختلاط کا زاویہ الیکٹرانوں کی تعداد کی کثافت اور نیوٹرینو کی توانائی پر منحصر ہوتا ہے: جیسے جیسے نیوٹرینو کثافت کے متغیر مادے کے ذریعے پھیلتے ہیں، تبدیل ہوتے ہیں-اور اس کے ساتھ، آئجین اسٹیٹس کے ذائقے۔ اینٹی نیوٹرینو کے ساتھ، تصوراتی نقطہ ایک ہی ہے لیکن مؤثر چارج جو کمزور تعامل جوڑے (جسے کمزور آئسوپین کہا جاتا ہے) کا مخالف نشان ہوتا ہے۔ اگر مادے کی الیکٹران کثافت نیوٹرینو کے راستے میں تبدیل ہوتی ہے، تو نیوٹرینو کا اختلاط کثافت کی کسی قدر پر زیادہ سے زیادہ بڑھتا ہے، اور پھر پیچھے مڑ جاتا ہے ؛ یہ ایک قسم کے نیوٹرینو کو دوسرے میں گونجنے والی تبدیلی کا باعث بنتا ہے۔ یہ اثر سورج کی بہت بڑی الیکٹران کثافتوں پر اہم ہے جہاں الیکٹران نیوٹرینو پیدا ہوتے ہیں۔ مثال کے طور پر، سڈبری نیوٹرینو آبزرویٹری (ایس این او) اور سپر کامیوکانڈے میں دیکھے جانے والے اعلی توانائی والے نیوٹرینو بنیادی طور پر مادے میں اعلی کمیت والے آئجین اسٹیٹ کے طور پر پیدا ہوتے ہیں، اور شمسی مادے کی تبدیلیوں کی کثافت کے طور پر برقرار رہتے ہیں۔ اس طرح، سورج سے نکلنے والی اعلی توانائی کے نیوٹرینو ایک ویکیوم پروپیگنڈیشن آئجین اسٹیٹ میں ہوتے ہیں، جس میں الیکٹران نیوٹرینو کے ساتھ کم اوورلیپ ہوتا ہے جو ڈٹیکٹرز میں چارج شدہ کرنٹ کے رد عمل سے دیکھا جاتا ہے۔ ایم ایس ڈبلیو اثر میں گونج نیوٹرینو ذائقہ اختلاط گونج کا تجربہ کرتا ہے اور ویکیوم ارتعاش کی لمبائی اور مادے کی کثافت پر منحصر اضطراب کی لمبائی کے درمیان تعلقات کی کچھ شرائط کے تحت زیادہ سے زیادہ ہو جاتا ہے جہاں فرمی جوڑی مستقل ہے۔ اضطراب کی لمبائی کو اس فاصلے کے طور پر سمجھا جاتا ہے جس پر مربوط بکھرنے سے مادہ "فیز" برابر ہوتا ہے۔ گونج کی حالت اس وقت دی جاتی ہے جب نیوٹرینو نظام گونج کا تجربہ کرتا ہے اور اختلاط زیادہ سے زیادہ ہو جاتا ہے۔ بہت کم کے لیے یہ حالت بن جاتی ہے یعنی مخلوط نیوٹرینو کے نظام کے لیے آئجن فریکوئنسی تقریبا میڈیم کی آئجن فریکوئنسی کے برابر ہو جاتی ہے۔ گونج کی کثافت کو گونج کی حالت سے آگاہ کیا جاتا ہے: اور اس کا براہ راست تعلق الیکٹرانوں کی تعداد کی کثافت سے ہے اگر خلا کی کثافت زیادہ سے زیادہ قدر تک پہنچ جاتی ہے تو گونج کی کثافت صفر ہو جاتی ہے۔ اتار چڑھاؤ والی کثافت والے میڈیم میں، خود ہی اتار چڑھاؤ آتا ہے-اس کی زیادہ سے زیادہ اور کم سے کم اقدار کے درمیان وقفہ گونج پرت کہلاتا ہے۔ شمسی نیوٹرینو اور ایم ایس ڈبلیو اثر اعلی توانائی والے شمسی نیوٹرینو کے لیے ایم ایس ڈبلیو اثر اہم ہے، اور اس توقع کی طرف لے جاتا ہے کہ شمسی اختلاط کا زاویہ کہاں ہے۔ اس کی ڈرامائی طور پر تصدیق سڈبری نیوٹرینو آبزرویٹری (ایس این او) میں ہوئی، جس نے سولر نیوٹرینو کا مسئلہ حل کیا ہے۔ ایس این او نے شمسی الیکٹران نیوٹرینو کے بہاؤ کو کل نیوٹرینو بہاؤ کا ~34% ماپا (الیکٹران نیوٹرینو بہاؤ چارج شدہ موجودہ رد عمل کے ذریعے ماپا جاتا ہے، اور غیر جانبدار موجودہ رد عمل کے ذریعے کل بہاؤ)۔ ایس این او کے نتائج توقعات سے اچھی طرح متفق ہیں۔ اس سے پہلے، کامیوکانڈے اور سپر کامیوکانڈے نے چارج شدہ کرنٹ اور غیر جانبدار کرنٹ رد عمل کے مرکب کی پیمائش کی، جو بھی اسی طرح کے دبانے کے ساتھ ایم ایس ڈبلیو اثر کے واقع ہونے کی حمایت کرتے ہیں، لیکن کم اعتماد کے ساتھ۔ کم توانائی والے شمسی نیوٹرینو کے لیے، دوسری طرف، مادے کا اثر نہ ہونے کے برابر ہے، اور خلا میں ارتعاش کی رسمی حیثیت درست ہے۔ ماخذ کا سائز (یعنی۔ شمسی کور) ارتعاش کی لمبائی سے نمایاں طور پر بڑا ہوتا ہے، اس لیے ارتعاش عنصر پر اوسط حاصل ہوتا ہے۔ = 34° کے لیے یہ Pee ≈ 60 ٪ کے بقا کے امکان سے مطابقت رکھتا ہے۔ یہ ہوم اسٹیک تجربے (شمسی نیوٹرینو کے مسئلے کو ظاہر کرنے والا پہلا تجربہ) کے ذریعے کم توانائی والے شمسی نیوٹرینو کے تجرباتی مشاہدات کے مطابق ہے، اس کے بعد گیلکس، جی این او، اور ایس اے جی ای (اجتماعی طور پر، گیلیم ریڈیو کیمیکل تجربات)، اور، حال ہی میں، بورکسینو تجربہ، جس نے پی پی (<420 کے وی)، 7 بی (862 کے وی)، پی ای پی (1.44 ایم ای وی)، اور 8 بی (<15 ایم ای وی) سے الگ الگ نیوٹرینو کا مشاہدہ کیا۔ اکیلے بورکسینو کی پیمائش ایم ایس ڈبلیو پیٹرن کی تصدیق کرتی ہے ؛ تاہم یہ تمام تجربات ایک دوسرے کے مطابق ہیں اور ہمیں ایم ایس ڈبلیو اثر کا مضبوط ثبوت فراہم کرتے ہیں۔ ان نتائج کی مزید تائید ری ایکٹر کے تجربے کاملینڈ نے کی ہے، جو کہ ارتعاش کے پیرامیٹرز کی پیمائش کرنے کے لیے منفرد طور پر قابل ہے جو دیگر تمام پیمائشوں کے ساتھ بھی مطابقت رکھتے ہیں۔ کم توانائی کے نظام (ایم ایس ڈبلیو اثر نہ ہونے کے برابر ہے) اور اعلی توانائی کے نظام (ارتعاش کا امکان مادے کے اثرات سے طے ہوتا ہے) کے درمیان منتقلی شمسی نیوٹرینو کے لیے تقریبا 2 ایم ای وی کے علاقے میں ہوتی ہے۔ ایم ایس ڈبلیو اثر زمین میں نیوٹرینو ارتعاش میں بھی ترمیم کر سکتا ہے، اور مستقبل میں نئے ارتعاش اور/یا لیپٹونک سی پی کی خلاف ورزی کی تلاش اس خاصیت کا استعمال کر سکتی ہے۔ سپرنووا نیوٹرینو اور ایم ایس ڈبلیو اثر سپرنووا کا حساب تمام ذائقوں کے نیوٹرینو اور اینٹی نیوٹرینو کی ترتیب کے اخراج کے لیے کیا جاتا ہے، اور سپرنووا نیوٹرینو سپرنووا کی کشش ثقل کی توانائی کا تقریبا 99 فیصد لے جاتے ہیں اور انہیں ایم ای وی رینج میں کائناتی نیوٹرینو کا سب سے مضبوط ذریعہ سمجھا جاتا ہے۔ اس طرح، سائنس دانوں نے ایس این نیوٹرینو پر ایم ایس ڈبلیو ڈائنامکس کے عمل کو نقل اور ریاضیاتی طور پر نمایاں کرنے کی کوشش کی ہے۔ ایس این 1987 اے میں ایم ایس ڈبلیو ذائقہ کی تبدیلی کا کچھ اثر پہلے ہی دیکھا جا چکا ہے۔ عام نیوٹرینو ماس کی درجہ بندی کے معاملے میں، اور، ستارے کے اندر منتقلی ہوئی، پھر زمین کے اندر ارتعاش ہوا۔ زمین کے اندر کامیوکانڈے، آئی ایم بی اور بکسان تک نیوٹرینو کے ذریعے طے کردہ فاصلے میں فرق کی وجہ سے، ایم ایس ڈبلیو اثر جزوی طور پر واقعات کے کامیوکانڈے اور آئی ایم بی انرجی سپیکٹرم کے فرق کی وضاحت کر سکتا ہے۔ مزید دیکھیں نیوٹرینو ارتعاش حوالہ جات کتابچہ نیوٹرینوس ایسٹرو پارٹیکل فزکس