କ୍ଷୁଦ୍ରକଣ ବିଜ୍ଞାନର ଆଦର୍ଶ ମାନଦଣ୍ଡ

ପାରମ୍ପରିକ ଭୌତିକ ବିଜ୍ଞାନ ଅନୁସାରେ ପ୍ରତ୍ୟେକ ପରମାଣୁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍, ନିଉଟ୍ରନ୍ ଓ ପ୍ରୋଟୋନ୍ ଆଦିଙ୍କଦ୍ୱାରା ଗଠିତ ବୋଲି କୁହାଯାଇଛି । ଅନେକ ଦିନ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍, ପ୍ରୋଟୋନ୍ ଆଦି ପଦାର୍ଥର କ୍ଷୁଦ୍ରତମ ଅଂଶ ବୋଲାଉଥିଲେ । କିନ୍ତୁ ପରବର୍ତ୍ତୀ ସମୟରେ ପରୀକ୍ଷାଦ୍ୱାରା ଜଣାପଡିଲା ଯେ ପରମାଣୁର ଏହି ତିନୋଟି ଅଂଶଙ୍କୁ ମୌଳିକ କ୍ଷୁଦ୍ରତମ କଣିକା ବୋଲି କୁହାଯାଇପାରିବ ନାହିଁ । ସେଥିପାଇଁ ଭୌତିକ ବିଜ୍ଞାନରେ ଏକ ମାନକ ମଡ଼େଲ୍ ‍(ଈଂରାଜୀରେ Standard Model) ପ୍ରସ୍ତୁତ କରାଗଲା । ଏହି ମାନକ ମଡ଼େଲର ବ୍ୟବହାର କରି ଅଦ୍ୟାବଧି ଆବିଷ୍କୃତ ବିଭିନ୍ନ ପ୍ରକାରର ମୌଳିକ କ୍ଷୁଦ୍ରକଣିକା ଓ ୩ ପ୍ରକାରର ମୌଳିକ ବଳଙ୍କ ବିଷୟରେ ବର୍ଣ୍ଣନା କରାଯାଇଛି । ସମଗ୍ର ବିଶ୍ୱରେ ଗବେଷଣାରତ ବୈଜ୍ଞାନିକମାନେ କ୍ରମାଗତ ଭାବେ ଏହି ମଡ଼େଲର ବିକାଶରେ ସହଯୋଗ କରିଛନ୍ତି । ୧୯୭୦ର ଦଶନ୍ଧିରେ ପ୍ରଥମେ କ୍ୱାର୍କ୍, ୧୯୯୫ ମସିହାରେ ଉର୍ଦ୍ଧ୍ୱ କ୍ୱାର୍କ୍, ୨୦୦୦ ମସିହାରେ ଟାଉ ନ୍ୟୁଟ୍ରିନୋ ଓ ୨୦୧୩ ମସିହାରେ ହିଗ୍ସ୍ ବୋଜୋନ୍ ଭଳି କ୍ଷୁଦ୍ରକଣମାନଙ୍କ ଆବିଷ୍କାର ଏହି ମଡ଼େଲକୁ ବଳିଷ୍ଠ କରିଛି । 

 ମାନକ ମଡ଼େଲର କ୍ଷୁଦ୍ରକଣିକା ସମୂହ 
ମୌଳିକ କ୍ଷୁଦ୍ରକଣିକାମାନଙ୍କୁ ମୁଖ୍ୟତଃ ଦୁଇ ଭାଗରେ ବିଭକ୍ତ କରାଯାଇଛି । ସେମାନେ ହେଲେ - ଫର୍ମିଅନ୍ ଏବଂ ବୋଜୋନ୍ । 

ଫର୍ମିଅନମାନଙ୍କୁ ଦୁଇଟି ଶ୍ରେଣୀରେ ବିଭକ୍ତ କରାଯାଇଛି । ସେମାନେ ହେଲେ - କ୍ୱାର୍କ୍ ଏବଂ ଲେପ୍ଟନ୍ । 

ବୋଜୋନମାନଙ୍କୁ ଦୁଇଟି ଶ୍ରେଣୀରେ ବିଭକ୍ତ କରାଯାଇଛି । ସେମାନେ ହେଲେ - ଗେଜ୍ ବୋଜୋନ୍ ଏବଂ ସ୍କେଲାର୍ ବୋଜୋନ୍ ।

 ଫର୍ମିଅନ୍ 
400px|thumb|right|କ୍ଷୁଦ୍ରକଣ ବିଜ୍ଞାନରେ ମୌଳିକ କଣ ଓ ମୌଳିକ ବଳ
ଏହି ଶ୍ରେଣୀର କ୍ଷୁଦ୍ରକଣିକା ପଲିଙ୍କ ଏକାନ୍ତିକ ସିଦ୍ଧାନ୍ତ ଅନୁସରଣ କରନ୍ତି । ସମୁଦାୟ ୧୨ଟି ମୌଳିକ କ୍ଷୁଦ୍ରକଣିକାଙ୍କୁ ଫର୍ମିଓନ୍ ଶ୍ରେଣୀଭୁକ୍ତ କରାଯାଇଛି । ସେମାନଙ୍କ ମଧ୍ୟରେ ଅଛନ୍ତି ୬ଟି କ୍ୱାର୍କ୍ ଓ ୬ଟି ଲେପ୍ଟନ୍ । ଏହି ସମସ୍ତ କ୍ଷୁଦ୍ରକଣିକାଙ୍କର ନିଜର ଅର୍ଦ୍ଧାବର୍ତ୍ତନ (half spin) ରହିଛି ।  ସମସ୍ତ କ୍ଷୁଦ୍ରକଣିକାର ନିଜର ଏକ ପ୍ରତିବିମ୍ବ ସ୍ୱରୂପ ବିକ୍ଷୁଦ୍ରକଣିକା (Anti-Particle) ମଧ୍ୟ ରହିଛି । 

 କ୍ୱାର୍କ୍ 
କ୍ୱାର୍କ୍ ସାଧାରଣତଃ ୬ ପ୍ରକାରର । ସେମାନେ ହେଲେ u କ୍ୱାର୍କ୍, d କ୍ୱାର୍କ୍, s କ୍ୱାର୍କ୍, c କ୍ୱାର୍କ୍, t କ୍ୱାର୍କ୍ ଓ b କ୍ୱାର୍କ୍ । ଏହି କ୍ୱାର୍କମାନଙ୍କର ୬ଟି ଆଣ୍ଟିକ୍ୱାର୍କ୍ ମଧ୍ୟ ରହିଛନ୍ତି। କ୍ୱାର୍କମାନେ ସମ୍ମିଳିତ ହେବାଦ୍ୱାରା ଯେଉଁ ଗରିଷ୍ଠ କ୍ଷୁଦ୍ରକଣିକା ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ ତାହାକୁ ହାଡ୍ରନ୍ କୁହନ୍ତି । ହାଡ୍ରନ୍ମାନଙ୍କ ମଧ୍ୟରେ ପ୍ରୋଟୋନ୍ ଓ ନ୍ୟୁଟ୍ରନ୍ ସବୁଠାରୁ ସ୍ଥାୟୀ। ଏହି ଦୁଇଟି ମିଶି ପରମାଣୁର ନାଭି ବା ନ୍ୟୁକ୍ଳିଅସ୍ ଗଠିତ ହୁଏ । କ୍ୱାର୍କ୍ ମାନଙ୍କ ମଧ୍ୟରେ ଯେଉଁସବୁ ପ୍ରକୃତି ନିହିତ ଥାଏ ସେଗୁଡ଼ିକ ହେଲା – ବୈଦୁତିକ ଚାର୍ଜ୍, ରଙ୍ଗ ଚାର୍ଜ୍, ବସ୍ତୁତ୍ୱ ଓ ଆବର୍ତ୍ତନ । କ୍ୱାର୍କମାନେ ସ୍ୱାଧୀନଭାବରେ ରହିପାରନ୍ତି ନାହିଁ । u କ୍ୱାର୍କ୍ ଓ d କ୍ୱାର୍କର ବସ୍ତୁତ୍ୱ ଅନ୍ୟ ସବୁ କ୍ୱାର୍କମାନଙ୍କଠାରୁ କମ୍; ଆଉ ସେଥିପାଇଁ ସେମାନେ ସବୁଠାରୁ ସ୍ଥାୟୀ । ଅସ୍ଥାୟୀ କ୍ୱାର୍କଗୁଡିକ କ୍ଷୁଦ୍ରକଣିକା ଅବକ୍ଷୟ ପ୍ରକ୍ରିୟାଦ୍ୱାରା u କ୍ୱାର୍କ୍ ଓ d କ୍ୱାର୍କରେ ପରିବର୍ତ୍ତିତ ହେବାକୁ ଚେଷ୍ଟା କରନ୍ତି । କ୍ୱାର୍କର ବିପଦାର୍ଥକୁ ଆଣ୍ଟିକ୍ୱାର୍କ୍ କୁହାଯାଏ । କ୍ୱାର୍କମାନଙ୍କ ମଧ୍ୟରେ ଶକ୍ତିଶାଳୀ ନାଭିକୀୟ ବଳ ଦେଖାଯାଏ । 

 ଲେପ୍ଟନ୍ 
ଲେପ୍ଟନ୍ ମଧ୍ୟ ୬ ପ୍ରକାରର - ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍, ମ୍ୟୁଅନ୍, ଟାଉ, ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ନ୍ୟୁଟ୍ରିନୋ, ମ୍ୟୁଅନ୍ ନ୍ୟୁଟ୍ରିନୋ, ଟାଉ ନ୍ୟୁଟ୍ରିନୋ । ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍, ମ୍ୟୁଅନ୍ ଓ ଟାଉ ଚାର୍ଜବିଶିଷ୍ଟ ହୋଇଥିବା ବେଳେ ଅନ୍ୟ ତିନୋଟି ଚାର୍ଜବିହୀନ । ସମସ୍ତ ଚାର୍ଜବିଶିଷ୍ଟ ଲେପ୍ଟନଙ୍କ ମଧ୍ୟରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନର ବସ୍ତୁତ୍ୱ ସର୍ବନିମ୍ନ, ତେଣୁ ଏହା ସବୁଠାରୁ ସ୍ଥାୟୀ ମଧ୍ୟ । ଅନ୍ୟ ଗୁରୁ ଲେପ୍ଟନମାନେ ଅବକ୍ଷୟ ହୋଇ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ହେବାକୁ ଚେଷ୍ଟା କରିଥାନ୍ତିା

 ବୋଜୋନ୍ 
ଏହି ଶ୍ରେଣୀର କ୍ଷୁଦ୍ରକଣିକା "ବୋଷ୍-ଆଇନ୍ ଷ୍ଟାଇନ୍ ପରିସଂଖ୍ୟାନ" ଅନୁସରଣ କରନ୍ତି । ବୋଷ୍-ଆଇନ୍ ଷ୍ଟାଇନ୍ ପରିସଂଖ୍ୟାନର ଅନ୍ୟତମ ପ୍ରବର୍ତ୍ତକ ସତ୍ୟେନ୍ଦ୍ର ନାଥ ବୋଷଙ୍କ ସମ୍ମାନରେ ବୈଜ୍ଞାନିକ ପଲ୍ ଡିରାକ୍ ଏହି କ୍ଷୁଦ୍ରକଣର ନାମ "ବୋଜୋନ୍" ରଖିଥିଲେ । ବୋଜୋନର କେତେକ ଉଦାହରଣ ହେଲେ: ଫୋଟୋନ୍, ଗ୍ଲୁଅନ୍, W ବୋଜୋନ୍, Z ବୋଜୋନ୍, ହିଗ୍ସ୍ ବୋଜୋନ୍,  ମେସନ୍ ଓ କାଳ୍ପନିକ କ୍ଷୁଦ୍ରକଣିକା ଗ୍ରାଭିଟନ୍ ଇତ୍ୟାଦି । ମୌଳିକ ଫର୍ମିଅନ‌ମାନେ ପଦାର୍ଥର ଗଠନ/ବିନ୍ୟାସ ପାଇଁ ଦାୟୀ । କିନ୍ତୁ ମୌଳିକ ବୋଜୋନ୍ଗୁଡ଼ିକ ପଦାର୍ଥକୁ ବାନ୍ଧି ରଖୁଥିବା ବଳର ବାହକ ।

ମାନକ ମଡ଼େଲରେ ମହାକର୍ଷଣ ବଳର ସଂଜ୍ଞା ନାହିଁ । କିନ୍ତୁ ସର୍ବସାଧାରଣ ମହାକର୍ଷଣ ବଳ ବିଷୟରେ ଅବଗତ । ଯଦି ମହାକର୍ଷଣ ବଳ କୌଣସି କ୍ଷୁଦ୍ରକଣିକା ଯୋଗୁଁ ସୃଷ୍ଟ ତେବେ ତାହା ବୋଜୋନ୍ ଛଡା ଅନ୍ୟ କିଛି ହୋଇପାରିବ ନାହିଁ । ତେଣୁ ମାନକ ମଡ଼େଲରେ ଏକ କାଳ୍ପନିକ ବୋଜୋନକୁ ସ୍ଥାନ ଦିଆଯାଇଛି । ଏହାର ନାମ ଗ୍ରାଭିଟନ୍ ।

 ଗେଜ୍ ବୋଜୋନ୍ 
ଗେଜ୍ ବୋଜୋନର ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ଆବର୍ତ୍ତନର ମାତ୍ରା ୧ । ମୌଳିକ କ୍ଷୁଦ୍ରକଣମାନେ ପରସ୍ପର ମଧ୍ୟରେ ଗେଜ୍ ବୋଜୋନ୍ ବିନିମୟଦ୍ୱାରା ପରସ୍ପର ଉପରେ ବଳ ପ୍ରୟୋଗ କରିଥାନ୍ତି । ବିଦ୍ୟୁତ୍-ଚୁମ୍ବକୀୟ ବଳର ବାହକ/କାରଣ ହେଲା ଫୋଟୋନ୍ । W ବୋଜୋନ୍ ଓ Z ବୋଜୋନ୍ ଶକ୍ତିହୀନ ନାଭିକୀୟ ବଳର ବାହକ । ଶକ୍ତିଶାଳୀ ନାଭିକୀୟ ବଳର କାରଣ ହେଲା ଗ୍ଲୁଅନ୍ ।

 ସ୍କେଲାର୍ ବୋଜୋନ୍ 
ସ୍କେଲାର୍ ବୋଜୋନର ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ଆବର୍ତ୍ତନର ମାତ୍ରା ୦ ।  ଏକମାତ୍ର ପ୍ରକାରର ସ୍କେଲାର୍ ବୋଜୋନ୍ ଅଦ୍ୟାବଧି ଆବିଷ୍କୃତ ହୋଇଛି । ତାହାର ନାମ ହିଗ୍ସ୍ ବୋଜୋନ୍ । ହିଗ୍ସ୍ ବୋଜୋନ୍ ଯୋଗୁଁ W ବୋଜୋନ୍ ଓ Z ବୋଜୋନଙ୍କୁ ବସ୍ତୁତ୍ୱ ମିଳେ । ମାର୍ଚ୍ଚ୍ ୧୪, ୨୦୧୩ରେ ହିଗ୍ସ୍ ବୋଜୋନର ସ୍ଥିତି ସତ୍ୟ ବୋଲି ପ୍ରମାଣିତ ହୋଇଥିଲା ।  ଏହାର ଆବିଷ୍କାର ପାଇଁ ଦୁଇ ବୈଜ୍ଞାନିକ: ପିଟର୍ ହିଗ୍ସ୍ ଓ ଫ୍ରାଙ୍କୋଇ ଏଙ୍ଗଲର୍ଟ୍ ୨୦୧୩ ମସିହାରେ ନୋବେଲ୍ ପୁରସ୍କାରଦ୍ୱାରା ସମ୍ମାନିତ ହୋଇଥିଲେ । ହିଗ୍ସ୍ ବୋଜୋନକୁ God Particle ବୋଲି ଅଭିହିତ କରାଯାଇଥିଲା । 

 ମାନକ ମଡ଼େଲର ବଳସମୂହ 

 ଶକ୍ତିଶାଳୀ ନାଭିକୀୟ ବଳ 
ଶକ୍ତିଶାଳୀ ବଳ ବିଦ୍ୟୁତ୍-ଚୁମ୍ବକୀୟ ବଳଠାରୁ ପ୍ରାୟ ୧୩୭ ଗୁଣ ଓ ଶକ୍ତିହୀନ ବଳର ପ୍ରାୟ ଦଶ ଲକ୍ଷ ଗୁଣ । ସାଧାରଣତଃ ଏହି ବଳ ପଦାର୍ଥରେ ଥିବା କ୍ୱାର୍କ୍ମାନଙ୍କୁ ପ୍ରୋଟୋନ୍ ଓ ନ୍ୟୁଟ୍ରନ୍ ମଧ୍ୟରେ ବାନ୍ଧି ରଖିଥାଏ । ଏହା ସହିତ ଶକ୍ତିଶାଳୀ ବଳ ପ୍ରୋଟୋନ୍ ଓ ନ୍ୟୁଟ୍ରନଙ୍କୁ ନ୍ୟୁକ୍ଲିୟସ୍ ବା ନାଭି ମଧ୍ୟରେ ବାନ୍ଧିରଖେ । ପ୍ରୋଟୋନ୍ ଓ ନ୍ୟୁଟ୍ରନ୍ ନିଜର ବସ୍ତୁତ୍ୱ ଏହି ଶକ୍ତିଶାଳୀ ବଳଦ୍ୱାରା ସୃଷ୍ଟ କ୍ଷେତ୍ରର ଶକ୍ତିରୁ ପାଇଥାନ୍ତି । କାରଣ ପ୍ରୋଟୋନ୍ ମଧ୍ୟରେ ଥିବା ସମସ୍ତ କ୍ୱାର୍କର ବସ୍ତୁତ୍ୱର ସମଷ୍ଟି ପ୍ରୋଟୋନର ବସ୍ତୁତ୍ୱର କେବଳ ୧% । 

 ଶକ୍ତିହୀନ ନାଭିକୀୟ ବଳ 
ଏହି ପ୍ରକାରର ବଳର ପ୍ରଭାବ କ୍ଷେତ୍ର ଓ ବଳର ମାନ ବିଦ୍ୟୁତ୍-ଚୁମ୍ବକୀୟ ବଳ କିମ୍ବା ଶକ୍ତିଶାଳୀ ବଳଠାରୁ ଅପେକ୍ଷାକୃତ ଭାବେ ସୀମିତ । ତେଣୁ ଏହାକୁ ଶକ୍ତିହୀନ ବଳ ବୋଲି କୁହାଯାଏ । ଶକ୍ତିହୀନ ବଳ ହିଁ ନାଭିକୀୟ ଅବକ୍ଷୟର କାରଣ ।  ଫର୍ମିଅନ୍ ପରସ୍ପର ମଧ୍ୟରେ W+ ବୋଜୋନ୍, W- ବୋଜୋନ୍ ଓ Z ବୋଜୋନ୍ ବିନିମୟଦ୍ୱାରା ଶକ୍ତିହୀନ ବଳ ଜାତ ହୁଏ । ଏହି ତିନି ପ୍ରକାରର ବୋଜୋନର ବସ୍ତୁତ୍ୱ ପ୍ରୋଟୋନ୍ ବା ନ୍ୟୁଟ୍ରନର ବସ୍ତୁତ୍ୱଠାରୁ ଅଧିକ । ତେଣୁ ଏମାନଙ୍କ ବଳର ପ୍ରଭାବ କ୍ଷେତ୍ର କମ୍ । 

 ବିଦ୍ୟୁତ୍-ଚୁମ୍ବକୀୟ ବଳ 
ପାରମାଣବିକ ନାଭିର ଯୁକ୍ତ ଚାର୍ଜ୍ ଓ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ମାନଙ୍କ ବିଯୁକ୍ତ ଚାର୍ଜ୍ ଯୋଗୁଁ ଯେଉଁ ବିଦ୍ୟୁତ୍-ଚୁମ୍ବକୀୟ ବଳ ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ, ତାହା ଅଣୁମାନଙ୍କ ମଧ୍ୟରେ ଦେଖାଯାଉଥିବା ପରସ୍ପର କ୍ରିୟା ପାଇଁ ଦାୟୀ । ଏହି ବଳ ଅତିକ୍ଷୁଦ୍ର ବସ୍ତୁମାନଙ୍କର ସଂବେଗର କାରଣ ମଧ୍ୟ ଦର୍ଶାଇଥାଆନ୍ତି । ଆମ ଦେହର ଅଣୁ ଓ କୌଣସି ପଦାର୍ଥର ଅଣୁମାନଙ୍କ ମଧ୍ୟରେ କ୍ରିୟା-ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଯୋଗୁଁ ଆମେ ସେମାନଙ୍କ ପ୍ରକୃତ ସ୍ୱରୂପ ଅନୁଭବ କରିପାରୁ । ସମସ୍ତ ରାସାୟନିକ କ୍ରିୟା ପଛରେ ମଧ୍ୟ ଏହି ବଳର ଭୂମିକା ରହିଛି । 

 ମହାକର୍ଷଣ ବଳ 
ଏହି ବଳର ପ୍ରଭାବ କମ୍ । କିନ୍ତୁ ଏହାର ପ୍ରଭାବ କ୍ଷେତ୍ର ଅତି ବିଶାଳ । ସାଧାରଣତଃ ଅଧିକ ବସ୍ତୁତ୍ୱ ବିଶିଷ୍ଟ ବସ୍ତୁମାନଙ୍କ ମଧ୍ୟରେ ଏହି ବଳର ପ୍ରଭାବ ଦେଖାଯାଏ । କିନ୍ତୁ କଣିକାମାନଙ୍କ ବସ୍ତୁତ୍ୱ ଅତି କମ୍ ହୋଇଥିବାରୁ ଏହି ବଳର ମାନ ମଧ୍ୟ ନଗଣ୍ୟ । ଏହି କାରଣରୁ ମହାକର୍ଷଣ ବଳ ବିଷୟରେ ମାନକ ମଡ଼େଲରେ କୌଣସି ବର୍ଣ୍ଣନା ନାହିଁ । ପରବର୍ତ୍ତୀ ସମୟରେ କାଳ୍ପନିକ ବୋଜୋନ୍ ଗ୍ରାଭିଟନ୍ ସହିତ ମହାକର୍ଷଣ ବଳର ସମ୍ପର୍କ ସ୍ଥାପନ କରାଯାଇ ଏମାନଙ୍କୁ ଆଦର୍ଶ ମାନଦଣ୍ଡରେ ସ୍ଥାନ ଦିଆଯାଇଛି ।

ଆଧାର

Further reading

Introductory textbooks

Advanced textbooks
 Highlights the gauge theory aspects of the Standard Model.
 Highlights dynamical and phenomenological aspects of the Standard Model.

 Nagashima Y. Elementary Particle Physics: Foundations of the Standard Model, Volume 2. (Wiley 2013) 920 рапуы
 Schwartz, M.D. 	Quantum Field Theory and the Standard Model (Cambridge University Press 2013) 952 pages
 Langacker P. The standard model and beyond. (CRC Press, 2010) 670 pages Highlights group-theoretical aspects of the Standard Model.

Journal articles

External links
"The Standard Model explained in Detail by CERN's John Ellis " omega tau podcast.
"The Standard Model" The Standard Model on the CERN web site explains how the basic building blocks of matter interact, governed by four fundamental forces.
Leonard Susskind: Particle Physics: Standard Model. Lecture Collections, Video Recordings, 2010.

ଶ୍ରେଣୀ:କଣିକା ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନ