प्रोटोन-इलेक्ट्रोन पीण्ड अनुपात

भौतिकशास्त्रमा, प्रोटोन-इलेक्ट्रोन पीण्ड अनुपात (प्रतीक μ वा β ) प्रोटोन ( परमाणुमा पाइने ब्यारियोन ) र इलेक्ट्रोन (परमाणुमा पाइने लेप्टन ) को स्थीर पीण्ड लाई भाग गर्दा हुने आयामरहित मात्रा, अर्थात् :

μ = ‌‌m_p/m_e =1 836.152 673 426(32)

कोष्ठकहरूमा रहेको संख्या अन्तिम दुई अंकहरूमा रहेको मापन अनिश्चितता हो।

छलफल

μ महत्त्वपूर्ण आधारभूत भौतिक स्थिरता हो किनभने:

• ब्यारियोनिक पदार्थमा प्रोटोन र न्यूट्रोन जस्ता क्वार्कहरू र क्वार्कहरूबाट बनेका कणहरू हुन्छन्।स्वतन्त्र न्यूट्रोनको आधा-जीवन 613.9 सेकेन्ड हुन्छ। अद्यवधिक जानाकरीको आधारमा मान्ने हो भने, इलेक्ट्रोन र प्रोटोनहरू स्थिर पाइएका छन् ।( प्रोटोन क्षयको सिद्धान्तहरूले अनुमानमा प्रोटोनको कम्तिमा 10 ³² वर्षको आधा जीवन हुन्छ। आजको मितिमा, प्रोटोन क्षयको कुनै प्रयोगात्मक प्रमाण पाइएको छैन।);
• किनभने तिनीहरू स्थिर छन्, सबै सामान्य परमाणुहरूका घटक हुन्, र तिनीहरूको रासायनिक गुणहरू निर्धारण गर्दछ, प्रोटोन सबैभन्दा प्रचलित ब्यारियोन हो, जबकि इलेक्ट्रोन सबैभन्दा प्रचलित लेप्टन हो;
• प्रोटोन पीण्ड mp मुख्यतया ग्लुअनहरू र क्वार्कहरू ( अप क्वार्क र डाउन क्वार्क ) _ले प्रोटोन बनाउँछ। त्यसैले m _p, र त्यसैले अनुपात μ, बलियो बलको सजिलै मापनयोग्य परिणामहरू हुन्। वास्तवमा, काइरल सीमामा, m _p QCD ऊर्जा स्केल, Λ _QCD को समानुपातिक छ। दिइएको ऊर्जा मापनमा, बलियो कपलिङ्ग स्थिर α _s QCD मापन यसरी सम्बन्धित छ:

$\alpha _{s}=-{\frac {2\pi }{\beta _{0}\ln(E/\Lambda _{\rm {QCD}})}}$

जहाँ β ₀ = −11 + 2 n /3, n क्वार्कको स्वादको संख्या हो।

समय अनुसार μ को भिन्नता

खगोलविद्हरूले ब्रह्माण्डको इतिहासमा μ परिवर्तन भएको प्रमाण खोज्ने प्रयास गरेका छन्। (उस्तै प्रश्न फाइन-स्ट्रक्चर स्थिरताको बारेमा पनि सोधिएको छ।) यस्तो परिवर्तनको एउटा चाखलाग्दो कारण, बलियो बलको बलमा समयसँगै परिवर्तन हुनेछ।

परिवर्तनशील μ को लागि खगोलीय खोजहरूले सामान्यतया आणविक हाइड्रोजनको लाइमन शृङ्खला र वर्नर ट्रान्जिसनहरूको जाँच गरिएका छन्, जनु पर्याप्त ठूलो रेडशिफ्ट भएमा, अप्टिकल क्षेत्रमा हुन्छ र त्यसैकारण भू-आधारित स्पेक्ट्रोग्राफहरूद्वारा अवलोकन गर्न सकिन्छ।

यदि μ परिवर्तन भयो भने, प्रत्येक विश्राम फ्रेम तरंग दैर्ध्यको तरंग दैर्ध्य λ _i मा परिवर्तनलाई निम्न रूपमा व्यक्त गर्न सकिन्छ:

$\ \lambda _{i}=\lambda _{0}\left[1+K_{i}{\frac {\Delta \mu }{\mu }}\right],$

जहाँ Δμ/μ, μ को समानुपातिक परिवर्तन हो र K _i एक अचल राशी हो जसलाई सैद्धान्तिक (वा अर्ध-अनुभवजन्य) फ्रेमवर्क भित्र गणना गर्नुपर्छ।

रेइनहोल्ड लगाएतले सन् २००६ मा क्वासार Q0405-443 र Q0347-373 को आणविक हाइड्रोजन अवशोषण स्पेक्ट्राको विश्लेषण गरेर μ मा सम्भावित 4 मानक विचलन भिन्नता रिपोर्ट गरे। तिनीहरूले Δμ/μ = (2.4 ± 0.6)×१०^−५ भएको पत्ता लगाए। किङ्ग लागएतले सन् २००८ मा रेइनहोल्डको को स्पेक्ट्रल डेटा पुन: विश्लेषण र अर्को क्वासर, Q0528-250 मा नयाँ डाटा संकलन गरेर Δμ/μ = (2.6 ± 3.0)×१०^−६ भएको पत्ता लगाए, जुन रेइनहोल्ड को सन् २००६ को नतिजा भन्दा फरक हो।

मर्फी लगायतले सन् २००८ मा गरेको अमोनियाको उल्टो संक्रमण प्रयोगले रेडशीफ्ट z = 0.68 मा Δμ/μ =१.८×१०^−६ भएको निस्कर्ष निकाले। कानेकर(२०११) ले सोही प्रयोग गरेर 0218+357 तिर z = 0.68 मा अमोनियाको इन्भर्सन ट्रान्जिसनको गहिरो अवलोकनहरू प्राप्त गर्न प्रयोग गरे र त्यसको मान Δμ/μ < ३×१०^−७ भएको निस्कर्ष निकाले।

बाग्डोनाइट (२०१३) चक्रीय लेन्स ग्यालेक्सी PKS 1830-211 मा पार्न मेथानोल ट्रान्जिसनहरू प्रयोग गरी z = 0.89 मा ∆μ/μ = (0.0 ± 1.0) × 10⁻⁷ भएको निस्कर्ष निकाले। कानेकर (२०१५) मा z=0.89 मा ∆μ/μ < 1.1 × 10⁻⁷ भएको निश्कर्ष निकाल्न एउटै लेन्समा बहु मेथानोल ट्रान्जिसनहरूको सुक्ष्म अवलोकनहरू गरे। यान्त्रिक त्रुटीहरू कम गर्न समान फ्रिक्वेन्सीको साथ तीन मेथानोल लाइनहरू प्रयोग गर्दै,उनीहरूले ∆μ/μ < 4 × 10⁻⁷ प्राप्त गरे।

ध्यान दिनुहोस् कि Δ μ / μ को मानहरू बीचको कुनै पनि तुलनात्मक रूपमा फरक रेडशिफ्टहरूमा Δ μ / μ को विकासलाई नियमन गर्न एक विशेष मोडेल आवश्यक पर्दछ। अर्थात्, तल्लो रेडशिफ्टहरूमा शून्य परिवर्तनसँग मिल्दो परिणामहरूले उच्च रेडशिफ्टहरूमा महत्त्वपूर्ण परिवर्तनलाई अस्वीकार गर्दैन।

यो पनि हेर्नुहोस्

• कोइड सूत्र

सन्दर्भहरू

• The Constants of Nature: From Alpha to Omega – the Numbers That Encode the Deepest Secrets of the Universe, London, डिओआई:John D. Barrow। 
• Reinhold, E.; Buning, R.; Hollenstein, U.; Ivanchik, A.; Petitjean, P.; Ubachs, W. (२००६), "Indication of a Cosmological Variation of the Proton–Electron Mass Ratio based on Laboratory Measurement and Reanalysis of H2 spectra", Physical Review Letters 96 (15): १५११०१, डिओआई:10.1103/physrevlett.96.151101, पिएमआइडी 16712142, बिबकोड:2006PhRvL..96o1101R। 
• King, J.; Webb, J.; Murphy, M.; Carswell, R. (२००८), "Stringent Null Constraint on Cosmological Evolution of the Proton-to-Electron Mass Ratio", Physical Review Letters 101 (25): २५१३०४, एआरएक्सआइभी:0807.4366, डिओआई:10.1103/physrevlett.101.251304, पिएमआइडी 19113692, बिबकोड:2008PhRvL.101y1304K। 
• Murphy, M.; Flambaum, V.; Muller, S.; Henkel, C. (२००८), "Strong Limit on a Variable Proton-to-Electron Mass Ratio from Molecules in the Distant Universe", Science 320 (5883): 1611–3, एआरएक्सआइभी:0806.3081, डिओआई:10.1126/science.1156352, पिएमआइडी 18566280, बिबकोड:2008Sci...320.1611M। 
• Kanekar, N. (२०११), "Constraining Changes in the Proton–Electron Mass Ratio with Inversion and Rotational Lines", Astrophysical Journal Letters 728 (1): L12, एआरएक्सआइभी:1101.4029, डिओआई:10.1088/2041-8205/728/1/L12, बिबकोड:2011ApJ...728L..12K। 
• Kanekar, N.; Ubachs, W.; Menten, K. L.; Bagdonaite, J.; Brunthaler, A.; Henkel, C.; Muller, S.; Bethlem, H. L. et al. (२०१५), "Constraints on changes in the proton–electron mass ratio using methanol lines.", Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters 448 (1): L104, एआरएक्सआइभी:1412.7757, डिओआई:10.1093/mnrasl/slu206, बिबकोड:2015MNRAS.448L.104K।