स एमएस प रय ग द व र द ष ट एक द लर भ क षय स एमएस प रय ग, सनर 19 ज ल ई 2013 स एमएस (CMS) न कण भ त त क क म नक म डल (Standard Model) द व र प र व रन म नत एक बह त ह दल र भ क षय द ख ह Bs (उच च रत ब -सब-एस) म स न क य गल-म य र ऑन म क षय क प रबल प रम ण, ज स थ र लत 25 वष क प रत क ष क ब द प र प त ह आ, स व डन क र जध न स ट कह म म आय जत द वव षर क ईप एस-एचईप (EPS-HEP) सम मल न म उद घ षत कय गय प र त दस अरब न मर त Bs म स न म स क वल त न क क षय द म य र ऑन म अप क षत ह ज (म य र ऑन) इल क टर न प रव र क भ र कण ह य क षय आदशर प र क र य ए ह जनम नई भ त त क क स क त अन व षत कए ज सकत ह : म नक म डल क प र ग क त प रश द ध प रण म स वचलन "म नक म डल स पर " (BSM Physics) क स फ स क त ह ग स एमएस 4.3σ स थर कत क स थ 3.0+1.0 0.9 x 10 9 क षय दर प र त व दन करत ह [1], ज म नक म डल प र व रन म नत म न 3.6 ± 0.3 x 10 9 क स गत ह स थर कत 100,000 घटन ओ म क वल लगभग 1 क प र यकत क स गत ह त ह जह यह य द क च छ क प ष ठभ र म क उत र चढ व क क रण ह त ह चत र 1: एक Bs μμ उम म दव र क षय घटन, 8 TeV पर प र ट न-प र ट न स घट ट म स एमएस प रय ग द व र 2012 म अ भल खत क गई क छ नय प र प त करन ध य य पछ ल कई वष स व भन न बन दओ न क लए नत न त सफल ह त पर कण भ त त क क म नक म डल अपन प र व रनम ह ए भ यह म डल अध र ह : यह ब रह म ड य त मर पद थर (Dark Matter) क वषय म क ई स पष ट करण नह द त ह और न ह द रव य प र त द रव य क मध य अस त लन क वषय म क ई व य ख य द त ह य द ब एसएम भ त त क (BSM Physics) इसक पह च म ह त एलएचस (LHC) हम यह दख न म समथर ह ग त थ स एमएस प रय ग म नक म डल क वस त त र प स प रस त वत सम भव प रण म स प र प त व भन न स क त क क र मबद धत अन व षण कर रह ह
B म स न (कम स कम एक ब टम क व कर स हत ) द व-म य र ऑन म क षय ब एसएम भ त त क सगनल प र प त करन क लए अप रत यक ष र प स आदशर प रम ण ह द भन न प रक र क B म स न B0 (ब टम क व कर और ड उन क व कर क स यक त कण) और Bs (ब टम क व कर और स टर ज अथ रत व चत र क व कर क स यक त कण) क द म य र ऑन म क षय म नक म डल म नगण य ह, अब त क क म नक म डल क वस त रत सभ म डल य त इसम व द ध क प रम ण द त ह अथव इसक म न अ त अल प बत त ह य द इस प रक र क क षय दर क म पन म नक म डल क प र व रन म न स म ल नह ख त ह त यह ब एसएम भ त त क क एक स पष ट स क त ह ग पछ ल 25 वष र ष म व भन न स घट ट कण त वरक क दजर न प रय ग म इस प रक र क व शष ट क षय क ख ज क प रयत न कय गय अभ त क क स थ पत स म स प र प त प रण म क आध र पर च र क ट क स ध र कय ह और स थ ह म नक म डल द व र प र वर क थत म न क नकट म न प र प त कय ह Bs μμ क अवस थ म एलएचस -ब (LHC-b) न पहल ब र इसक स फ प रम ण 3.5σ स थर कत क स थ नवम बर 2012 म दय थ चत र 2: वत र म न और प र वर स घट ट प रय ग म Bs और B0 क अन व ष इ त ह स प रण म म च र क ट क अ भव द ध दश रत ह B म स न क पहच न एव गणन इन घटन ओ क प र य गक ख ज सम भ वत भ र प ष ठभ र म घटन ओ क मध य क छ दल र भ सगनल घटन प र प त क लए ह : इस प रक र दस अरब Bs म स न म स क वल त न क ह सम भ वन रहत ह क वह द म य र ऑन म क षय कर और यह दर त B0 म स न क लए और भ कम ह त ह दल र भ सगनल घटन ओ क ढ र ढन म सबस प रथम क ठ न ई स एमएस स स र चक म प र ट न-प र ट न स घट ट क ब द उत पन न ह ए वभव उम म दव र क पहच न ह स एमएस प र त स कण ड 400 प रम ख र चकर घटन ओ क चय नत करत ह जनम स क वल दस घटन ए B μμ क ह त ह य घटन ए सम भव प ष ठभ र म घटन ओ क हट न क लए द न म य र ऑन क ग णधम क आध र प न वग क त क ज त ह इसक अ त रक त स एमएस क द म य र ऑन म B क षय क द खन क अल व स एमएस क क फ अच छ श द धत क स थ
यह भ ज ञ त ह न च हए क न मर त B म स न क क ल स ख य कत न थ यह स ख य प र वर म अच छ स अध ययन कय गय B0 म स न क क षय स ज ञ त क ज त ह प रत य शत आग त क क प रथम अवल कन चत र 3: द व-म य र ऑन द रव यम न ब टन ब गन और ल ल वणर क वक र क र मश B0 और Bs सगनल क दश रत ह जब क असत त र ख और हर एव क ल आक त य त न भन न प रक र क प ष ठभ र मय दश रत ह द ढ वक र आस जन घटक क स कलन क दश रत ह स एमएस क 2011 और 2012 म क र मश 4.9 fb 1 और 20.4 fb 1 (व य त क र म फ मट ब नर [2]) आ कड इस अन व षण म उपय ग कय गए प र प त द वम य र ऑन द रव यम न ब टन यह प रकट करत ह क Bs μμ घटन क वल-प ष ठभ र म अप क षत स अ धक ह ज क षय दर 3.0+1.0 0.9 10 9 क अन र प ह, जह अ न क श चत त स क ख यक और उपकरण य प रभ व क दश रत ह इस प रण म क प रद शर त करन व ल पत र फ जकल रव य र ल टसर (Physical Review Letters) म जम कय गय ह स एमएस क Bs μμ म पन म नक म डल 3.6 ± 0.3 x 10 9, क प र व रन म नत क स गत ह, ज म नक म डल क प र व रनम नत श क त क ज र रखत ह B0 μμ क षय दर क भ म पत कय गय ह ; इसक क ई प रम ण नह मल त थ इस पर 1.1 x 10 9 क उपर स म 95% वश व स यत स म [3] क स थ प र प त क गय ह ज म नक म डल क स गत ह
चत र 4: द व व मय प रर ख ए ज Bs μμ और B0 μμ म पन क स थर कत दश रत ह अ त वर ष ट एक- व मय प रक ष प दश रत ह जह वक र क न य र नत म क षय दर क लए श र ष ठ आस जन म न ह त थ X-अक ष पर श र न य पर अ त वर ष ट म पन क स थर कत क दश रत ह अब हम कह ज य ग? इस उल ल खन य म प क र म च उन ल ग क लए नर श जनक ह ज नई भ त त क क अप क ष रखत ह Bs μμ क षय इत न महत व रखत ह क म नक म डल क कमज रय प रक शत कर सकत ह ह ल क यह कह न अभ प र णर ह न स बह त दर र ह जस प रक र एलएचस (LHC) और अ धक अ त रक त आ कड एक त रत कर रह ह, स एमएस क स थर कत और दस र र प रय ग भ इस प रक र क क षय क अच छ स अध ययन कर सकत ह इस प रक र श द धत बढ न क ब द म नक म डल क स म ओ क समझन म और इनक वस त र करन म त थ म नक प र त म न क ब हर उच च ऊर ज र भ त त क क क ष त ज क वस त रत करन म सह यक ह ग इसक अ त रक त 2015 म आरम भ ह न व ल एलएचस स क र य समय (LHC run time) श द धत म व द ध प रद न कर ग ज स एमएस क म नक म डल द व र प र व रनम नत स त र त क B0 μμ दर क म पन क आवश यक त ओ क प र णर कर ग Bs क यह क षय द खन, पछ ल 25 वषर क लम ब य त र म म ल क पत थर ह, ल कन कण भ त त क प रद श य म इसस भ अ धक अज ञ त क ष त र भ वष य क गभर न हत ह स एमएस क ब र म स एमएस एलएचस पर बन द ब हत व य पक प रय जन कण भ त त क स स र चक म स एक ह ज नव न भ त त क क अन व षण क लए न मर त कय गय ह यह एलएचस उच च-ऊर ज र प र ट न-प र ट न त थ भ र -आयन स घट ट म द ष टग चर कण क वस त त पर स क स स र चत करन क लए अ भक क ल पत ह और यथ प रश न क उत तर द न म सह यक ह सक : "ब रह म ण ड व स त व म कसस बन ह एव इसम क तनस बल क यर करत ह?" और "द रव यम न क स र त क य ह?" यह
प र वर म ज ञ त कण क द रव यम न क भ अ द वत य श द धत क स थ म पन करत ह और प र णर र प स नव न, अप रत य शत भ त त क क अन व षण क ओर ह इस त रह क भ त त क न क वल ब रह य ण ड सम ब ध समझ क ह नह बढ त ह ब क ल क नई प र तद य ग कय क जनक क क यर भ कर सकत ह ज इस जगत क प रव त र त करत ह जसम हम रहत ह, ज स अत त म भ द ख गय ह स एमएस प रय ग क स कल पन त मक प र वर त थय 1992 ह आ भ मक य स स र चक (15 म टर व य स और 29 म टर लम ब ई स हत 14000 टन भ र) क नम रण म वश लत म व ज ञ नक सहय ग म स एक म 16 वष क लम ब म हनत लग ज नम न प रक र ह : वश व क 41 द श क 179 स स थ न और अन स ध न प रय गश ल ओ स 3275 भ त त क वज ञ न (1535 छ त र-छ त र ओ स हत ), 790 अ भय त और त कन कज ञ क यर रत ह अ धक ज नक र व ब: http://cern.ch/cms अथव सम पकर: cms.outreach@cern.ch पर कर प द टप पण [1] म नक वचलन (standard deviation) म ध य म न क इदर - गदर म प क सम च चय क वस त र क वणर न करत ह यह कस द गई प रकल पन स आ कड क सम च चय स असहम त क स त र क नध र रत करन क लए उपय ग कय ज सकत ह भ त त क वज ञ न म नक वचलन क " सग म " क इक ई म लखत ह सग म क स ख य अ धक ह न क त त पयर यह ह क प रकल पन आ कड क स थ अ धक अस गत ह आमत तर पर, अ धक अप रत य शत ख ज क क स थ त म भ त त क वज ञ न सग म क अ धक म न क स थ आश वस त ह ग [2] व य त क र म फ मट ब नर ज य त (द प त; अ ग र ज : luminosity) क म त रक ह ज कण भ त त क वज ञ नय क लए उपय ग म त रक ह यह क र स-स क शन (cross-section) क म त रक ब नर (10 28 वगर म टर) क व य त क र म ह और फ मट क अथर 10 15 ह यह व य त क र म क क रण यह 10+15 प र त ब नर क त ल य ह कण भ त त क म ज य त न मक र श क अ धक ववरण क लए द ख : http://news.stanford.edu/news/2004/july21/femtobarn-721.html [3] वश व स यत स त र (Confidence level) प रक षण प रण म क प र त शत क एक स क ख यक य म प ह ज एक न दर ष ट स म क भ त र ह न क उम म द क ज सकत ह उद हरण क लए वश व स यत स त र 95% क अथर यह ह क एक क र य क प रण म कद चत 95% समय प रत य श सवर नष ठ ह त ह (इस पत र म प रय क त शब द "व ज ञ नक त थ त कन क शब द वल आय ग", भ रत स प र प त शब द वल क अन स र ह )) -अन व दक: स ज व क म र व स तरभ श क ण डल य