Seesaw mechanism
ذرہ طبیعیات کے عظیم اتحاد کے نظریہ میں، اور، خاص طور پر، نیوٹرینو ماس اور نیوٹرینو ارتعاش کے نظریات میں، سیسا میکانزم ایک عام نمونہ ہے جو مشاہدہ شدہ نیوٹرینو ماس کے متعلقہ سائز کو سمجھنے کے لیے استعمال ہوتا ہے، جو کہ کوارک اور چارج شدہ لیپٹن کے مقابلے میں ای وی کی ترتیب کا ہوتا ہے، جو لاکھوں گنا بھاری ہوتے ہیں۔ سیسا میکانزم کا نام سوٹومو یاناگیڈا نے 1981 میں ٹوکیو کانفرنس میں دیا تھا۔ ماڈلز کی کئی قسمیں ہیں، جن میں سے ہر ایک معیاری ماڈل کو بڑھاتا ہے۔ سب سے آسان ورژن، "ٹائپ 1"، برقی کمزور تعامل کے تحت دو یا زیادہ اضافی دائیں ہاتھ والے نیوٹرینو فیلڈز کو غیر فعال فرض کرکے، اور ایک بہت بڑے بڑے پیمانے کے وجود کے ذریعے معیاری ماڈل کو بڑھاتا ہے۔ یہ بڑے پیمانے کو عظیم اتحاد کے مفروضہ پیمانے کے ساتھ قابل شناخت ہونے کی اجازت دیتا ہے۔ ٹائپ 1 سیسا یہ ماڈل تین معروف نیوٹرینو ذائقوں میں سے ہر ایک کے لیے ایک ہلکا نیوٹرینو پیدا کرتا ہے، اور ہر ذائقہ کے لیے ایک متعلقہ بہت بھاری نیوٹرینو، جس کا ابھی مشاہدہ ہونا باقی ہے۔ سیسا میکانزم کے پیچھے سادہ ریاضیاتی اصول اس شکل کے کسی بھی 2 × 2 میٹرکس کی درج ذیل خاصیت ہے۔ اس کی دو آئجن ویلیوز ہیں: اور جیومیٹرک کا مطلب اور برابر، چونکہ تعین کنندہ ہے۔ اس طرح، اگر آئجین ویلیوز میں سے ایک اوپر جاتا ہے، تو دوسرا نیچے جاتا ہے، اور اس کے برعکس۔ یہ میکانزم کے نام "سیسا" کا نقطہ ہے۔ اس ماڈل کو نیوٹرینو پر لاگو کرنے میں، اس سے کہیں زیادہ بڑا سمجھا جاتا ہے۔ پھر بڑی آئجن ویلیو، تقریبا برابر ہوتی ہے جبکہ چھوٹی آئجن ویلیو تقریبا برابر ہوتی ہے۔ یہ طریقہ کار اس بات کی وضاحت کرنے کا کام کرتا ہے کہ نیوٹرینو ماس اتنے چھوٹے کیوں ہوتے ہیں۔ میٹرکس بنیادی طور پر نیوٹرینو کے لیے ماس میٹرکس ہے۔ میجرانا ماس جزو کا موازنہ جی یو ٹی پیمانے سے کیا جا سکتا ہے اور یہ لیپٹن نمبر کے تحفظ کی خلاف ورزی کرتا ہے ؛ جبکہ ڈیراک ماس اجزاء بہت چھوٹے برقی کمزور پیمانے کی ترتیب کے ہوتے ہیں، جسے نیچے وی ای وی یا ویکیوم متوقع قدر کہا جاتا ہے۔ اس کے بعد چھوٹی آئجین ویلیو ایک بہت ہی چھوٹے نیوٹرینو ماس کی طرف لے جاتی ہے، جس کا موازنہ کیا جا سکتا ہے، جو کہ تجربات کے ساتھ کوالٹی کے مطابق ہے-بعض اوقات گرینڈ یونیفائیڈ تھیوریز کے فریم ورک کے لیے معاون ثبوت کے طور پر سمجھا جاتا ہے۔ پس منظر 2 × 2 میٹرکس معیاری ماڈل کے اندر قدرتی انداز میں اس بات پر غور کرکے پیدا ہوتا ہے کہ معیاری ماڈل ایکشن کے گیج انویرینس کے ذریعہ اجازت دی گئی سب سے عام ماس میٹرکس، اور لیپٹن اور نیوٹرینو فیلڈز کے متعلقہ چارجز پر غور کیا جائے۔ ویل اسپنر کے نیوٹرینو حصے کو بائیں ہاتھ والے لیپٹن کمزور آئسوپین ڈبلٹ کا حصہ کہیں ؛ دوسرا حصہ بائیں ہاتھ سے چارج شدہ لیپٹن ہے کیونکہ یہ کم سے کم معیاری ماڈل میں موجود ہے جس میں نیوٹرینو ماس کو خارج کر دیا گیا ہے، اور ایک دائیں ہاتھ والا نیوٹرینو ویل اسپنر ہونے دیں جو کمزور آئسوپین کے تحت ایک سنگلٹ ہے-یعنی۔ ایک نیوٹرینو جو کمزور طور پر تعامل کرنے میں ناکام رہتا ہے، جیسے کہ جراثیم سے پاک نیوٹرینو۔ اب لورینٹز کوویرینٹ ماس ٹرمز بنانے کے تین طریقے ہیں، جو ان میں سے کسی ایک کو اور ان کے پیچیدہ کنجوگیٹس کو دیتے ہیں، جنہیں کواڈریٹک فارم کے طور پر لکھا جا سکتا ہے، چونکہ دائیں ہاتھ کا نیوٹرینو اسپنر تمام معیاری ماڈل گیج سمیٹریز کے تحت غیر چارج شدہ ہوتا ہے، یہ ایک آزاد پیرامیٹر ہے جو اصولی طور پر کوئی بھی صوابدیدی قدر لے سکتا ہے۔ پیرامیٹر کو الیکٹروویک گیج سمیٹری کے ذریعہ ممنوع قرار دیا گیا ہے، اور یہ صرف اس وقت ظاہر ہو سکتا ہے جب ہگس میکانزم کے ذریعہ سمیٹری کو خود بخود توڑ دیا جائے، جیسے چارج شدہ لیپٹن کے ڈیراک ماس۔ خاص طور پر، چونکہ ہگس فیلڈ کی طرح کمزور آئسوپین ہے، اور اس میں کمزور آئسوپین 0 ہے، اس لیے ماس پیرامیٹر روایتی معیاری ماڈل فیشن میں، ہگس فیلڈ کے ساتھ یوکاوا کے تعاملات سے تیار کیا جا سکتا ہے، اس کا مطلب یہ ہے کہ یہ قدرتی طور پر معیاری ماڈل ہگس فیلڈ کی ویکیوم متوقع قیمت کی ترتیب کا ہے، ویکیوم متوقع قیمت (VEV) اگر طول و عرض کے بغیر یوکاوا جوڑا ترتیب کا ہے۔ اسے مستقل طور پر چھوٹا منتخب کیا جا سکتا ہے، لیکن انتہائی اقدار ماڈل کو غیر متزلزل بنا سکتی ہیں۔ دوسری طرف پیرامیٹر، ممنوع ہے، کیونکہ کمزور ہائپر چارج اور آئسوپین کے تحت کوئی ری نارملائز سنگل ان ڈبلٹ اجزاء کا استعمال کرتے ہوئے نہیں بنایا جا سکتا-صرف ایک غیر نارملائز، طول و عرض 5 اصطلاح کی اجازت ہے۔ یہ "ٹائپ 1" سیسا میکانزم کے اندر ماس میٹرکس کے ترازو کے نمونے اور درجہ بندی کی ابتدا ہے۔ کے بڑے سائز کو عظیم اتحاد کے تناظر میں متحرک کیا جا سکتا ہے۔ اس طرح کے ماڈلز میں، بڑھا ہوا گیج سمیٹریز موجود ہو سکتی ہیں، جو ابتدائی طور پر غیر ٹوٹے ہوئے مرحلے میں مجبور کرتی ہیں، لیکن ان کی بے ساختہ سمیٹری ٹوٹنے کے پیمانے کے ارد گرد ایک بڑی، غیر غائب ہونے والی قدر پیدا کرتی ہیں۔ تو ایک بڑے پیمانے پر ایک بڑے پیمانے نے اس طرح آئجین ویکٹر کے لیے ڈرامائی طور پر چھوٹے نیوٹرینو ماس کو جنم دیا ہے۔ مزید دیکھیں میجرون اسپنر فوٹ نوٹ حوالہ جات بیرونی روابط نیوٹرینوس فزکس معیاری ماڈل سے باہر