گیلیم کی بے قاعدگی، سورج کے ذریعے پرکھی گئی

گیلیم-71 ایک الیکٹران نیوٹرینو کو نگل کر جرمینیم-71 میں بدل سکتا ہے اور ایک الیکٹران خارج کرتا ہے۔ گیلیم میں بننے والے جرمینیم کے چند ایٹم جمع کریں، انہیں گنیں، اور آپ نے نیوٹرینو کا بہاؤ ناپ لیا۔ SAGE اور Gallex/GNO ڈیٹیکٹرز نے اسی طرح سورج کا مشاہدہ کیا۔

ان ڈیٹیکٹرز کی جانچ کے لیے ماہرینِ طبیعیات نے انہیں مصنوعی نیوٹرینو ذرائع کے سامنے بھی رکھا — تابکار کرومیم-51 اور آرگون-37 کے بہت شدید نمونے۔ جرمینیم کی گنتی کم نکلی۔ ابتدائی تجربات نے اس کا اشارہ دیا مگر معاملہ طے نہیں کیا۔ پھر BEST تجربے نے، جس میں 3.5 میگا کیوری کا کرومیم-51 ذریعہ مائع گیلیم دھات کے دو ایک دوسرے کے اندر بنے خطوں کے بیچ رکھا گیا، اس کی تصدیق کر دی۔

بیس فیصد غائب

BEST کو کم فاصلے کے ارتعاش (oscillation) کے تجربے کے طور پر بنایا گیا تھا، تاکہ جانچا جائے کہ کیا عام الیکٹران نیوٹرینو کے ساتھ ملے ہوئے اسٹیرائل نیوٹرینو (sterile neutrinos) اس کمی کی وضاحت کر سکتے ہیں۔ گرفت کی شرحوں نے فاصلے پر کوئی انحصار نہیں دکھایا۔ ذرائع کے ساتھ کی گئی چھ پیمائشیں مل کر — متوقع شرح کا 0.97، 0.81، 0.97، 0.83، 0.81 اور 0.78 — 4 سگما سے زیادہ پر کم شرح کی تصدیق کرتی ہیں، اور مجموعی تناسب 0.817 بنتا ہے۔ یہی گیلیم کی بے قاعدگی ہے۔

متوقع شرح ایک عمودی تراش (cross-section) پر منحصر ہے، یعنی یہ امکان کہ گیلیم ایک نیوٹرینو کو پکڑ لے۔ یہ الٹے عمل سے اخذ کی جاتی ہے، یعنی الیکٹران گرفت کے ذریعے جرمینیم-71 کا تابکار انحطاط، جس کی نصف زندگی (11.465 دن) اور توانائی بالکل درستی سے معلوم ہیں۔ اس اخذ کا ایک مرحلہ الیکٹران اور مرکزے کو الگ الگ برتتا ہے — “فیکٹرائزیشن”۔ 2026 میں کادیدو اور ساتھیوں نے Physical Review Letters میں دلیل دی کہ یہ مرحلہ ناکام ہو سکتا ہے اور اصل عمودی تراش کو 20% کم کر سکتا ہے۔ لاس الاموس نیشنل لیبارٹری کے اسٹیون ایلیٹ اور یونیورسٹی آف واشنگٹن کے ہیمش رابرٹسن اس پر شک کرتے ہیں: فیکٹرائزیشن بہت سے مرکزوں میں پیمائشوں کو تقریباً 1% تک درست دہراتی ہے، صرف ایک معلوم استثنا کے ساتھ، سوڈیم-22، جہاں فرق تقریباً 10% ہے۔ “لہٰذا 20% کی سطح پر فیکٹرائزیشن کا ٹوٹنا بہت حیران کن ہو گا۔”

ایک ذریعہ جسے کسی نے نہیں بنایا

چنانچہ انہوں نے ایک ایسا نیوٹرینو ذریعہ استعمال کیا جو گیلیم سے آزادانہ طور پر جانچا گیا ہے: سورج۔ اس کے نیوٹرینو کا اخراج اب زمین پر اسٹینڈرڈ ماڈل کے بنیادی عملوں کے ذریعے ناپا جاتا ہے — Borexino ڈیٹیکٹر میں الیکٹرانوں سے ٹکرا کر اچھلنے والے نیوٹرینو، اور SNO میں ڈیوٹیریم کے مرکزوں کو توڑنے والے نیوٹرینو۔ ان میں سے کچھ بھی گیلیم کی عمودی تراش پر منحصر نہیں۔

مصنفین شمسی نیوٹرینو کے پانچ ذرائع کو یکجا کرتے ہیں: مرکزی پروٹون-پروٹون سلسلہ (pp)، اور اس کے ساتھ pep، بیریلیم-7، CNO چکر اور بورون-8۔ Borexino بیریلیم-7، pep اور CNO کے بہاؤ فراہم کرتا ہے، اور SNO بورون-8 کا بہاؤ۔ pp بہاؤ سورج کی چمک سے آتا ہے: بننے والا ہر ہیلیم مرکزہ دو نیوٹرینو اور 26.731 MeV خارج کرتا ہے، اور اس توانائی کا تقریباً 2% نیوٹرینو کی صورت میں نکلتا ہے۔ راستے میں نیوٹرینو اپنا ذائقہ (flavour) بدلتے ہیں؛ کسی نیوٹرینو کے اب بھی الیکٹران نیوٹرینو کی صورت میں پہنچنے کا امکان Daya Bay اور JUNO کے امتزاجی پیرامیٹرز، اور ایک شمسی ماڈل کے کثافتی خاکے سے نکالا جاتا ہے — یہی شمسی ماڈلز پر واحد باقی انحصار ہے۔ گیلیم کی عمودی تراشیں ہیکسٹن اور رول کے ایک نئے جائزے سے لی گئی ہیں۔

سڑسٹھ میں سے سڑسٹھ

گیلیم ڈیٹیکٹر کے لیے پیش گوئی، شمسی نیوٹرینو اکائیوں میں (فی سیکنڈ فی 10³⁶ ہدف ایٹم گرفتیں):

• pp نیوٹرینو: 40.00
• بیریلیم-7: 18.75
• بورون-8: 4.17
• CNO: 3.00
• pep: 1.55
• کل: 67.5 (+1.4 / −1.1)

SAGE اور Gallex/GNO نے مل کر 66.1 ± 3.1 ناپا۔ تناسب 0.980 (+0.050 / −0.049) ہے۔

ناپی گئی گرفت کی شرح تقسیم متوقع شرح: چھ ذریعہ تجربات (سیاہ) اور اس تحقیق کا شمسی امتحان (سرخ)۔ نیلی پٹی ذرائع کا مجموعی نتیجہ ہے۔ — شکل 3، Elliott and Robertson (2026)، arXiv:2610.22219۔

اس پیش گوئی شدہ شرح کا 90% سے زیادہ حصہ ان عمودی تراشوں پر منحصر ہے جو جرمینیم کے انحطاط اور کسی عمل اور اس کے الٹ کے درمیان “تفصیلی توازن” (detailed balance) سے لی گئی ہیں — بالکل وہی حصہ جس پر کادیدو اور ساتھیوں نے سوال اٹھایا تھا۔ سورج کو ذریعہ بنایا جائے تو کوئی بے قاعدگی نہیں۔

کہیں اور

دو مشتبہ ایک ساتھ بری ہو جاتے ہیں۔ گیلیم کی عمودی تراش میں، فیکٹرائزیشن سمیت، کسی غلطی کا کوئی نشان نہیں۔ اور SAGE، Gallex اور BEST کی شمسی پیمائشوں میں جرمینیم ایٹموں کو نکالنے اور گننے کی کارکردگی درست ثابت ہوتی ہے؛ چونکہ ذریعہ تجربات کے طریقۂ کار ملتے جلتے ہیں، اس لیے غالباً وہ بھی درست ہیں۔

بے قاعدگی خود برقرار ہے۔ مقالہ کوئی متبادل وضاحت پیش نہیں کرتا اور ایک جملے پر ختم ہوتا ہے: “گیلیم کی بے قاعدگی کی وجہ ظاہر ہے کہیں اور ہے۔” سیاق و سباق کے لیے ایک تفصیل: دونوں مصنفین BEST کے ان مقالوں پر بھی دستخط کنندہ ہیں جنہوں نے پہلے پہل اس بے قاعدگی کی تصدیق کی تھی۔