3.11 प्राथमिक नाभ्य-संश्लेषण में लिथियम-7 की पहेली: तनाव का पुनः-कैलिब्रेशन और पृष्ठभूमि शोर की प्रविष्टि द्वारा द्वि-सुधार

सूची ／ अध्याय 3: स्थूल ब्रह्मांड

I. शब्दावली और दायरा

हम “लिथियम-7 की कम प्रचुरता” को ऊर्जा तंतु (Energy Threads) और ऊर्जा सागर (Energy Sea) के परिप्रेक्ष्य में रखते हैं। प्रारम्भिक ब्रह्माण्ड में सामान्यीकृत अस्थिर कण (GUP) अपनी अल्प आयु के दौरान मिलकर ऐसी पृष्ठभूमि स्थलाकृति बनाते हैं जिसे हम सांख्यिकीय टेन्सर गुरुत्व (STG) कहते हैं; इनके विघटन या विनाश पर उत्पन्न न्यून-संगति तरंग-पुंज स्थानीय सूक्ष्म बनावट के रूप में टेन्सर पृष्ठभूमि शोर (TBN) जोड़ते हैं। आगे से इन तीनों के लिए केवल हिन्दी नामों का प्रयोग किया जाएगा। हम महाविस्फोट की प्राथमिक नाभ्य-संश्लेषण (BBN) और ब्रह्माण्डीय सूक्ष्मतरंग पृष्ठभूमि (CMB) का भी उल्लेख करते हैं; पहली बार के बाद इन्हें भी केवल हिन्दी नामों से पुकारा जाएगा।

II. प्रेक्षणीय अंतर और चुनौतियाँ

धातु-दुर्बल प्राचीन तारों के वायुमंडल (स्पाइट प्लेटो) में नपे गए लिथियम-7 प्रायः प्राथमिक नाभ्य-संश्लेषण की गणनाओं से कम मिलते हैं। कमी का परिमाण नमूनों और सुधार-विधियों पर निर्भर करते हुए प्रायः एक-फैक्टर के स्तर का होता है। इसके साथ ही, समान ब्रह्माण्डिकी और नाभिकीय दरों पर हीलियम-4 का द्रव्यमान-अंश तथा ड्यूटेरियम/हाइड्रोजन अनुपात प्रेक्षणों से मेल खाते हैं। इसलिए केवल लिथियम-7 को घटाना—और बाकी सफलताओं को अक्षुण्ण रखना—कठिन है। विशेषतः:

• तारकीय न्यूनन परिकल्पना को व्यापक और समान-पैमाने की कमी समझानी होती है तथा लिथियम-6 और लौह जैसे संकेतकों के साथ संगति रखनी होती है;
• अद्यतन नाभिकीय दरें उपयोगी हैं, पर अकेले लिथियम-7 को नीचे लाना विरल है;
• शुरुआती युग में “नई भौतिकी” की प्रविष्टि चाहने वाले परिदृश्यों में स्पेक्ट्रम, प्रचुरता और आयु का सूक्ष्म समंजन चाहिए, और ड्यूटेरियम तथा ब्रह्माण्डीय सूक्ष्मतरंग पृष्ठभूमि के स्पेक्ट्रम से टकराव नहीं होना चाहिए।

III. भौतिक तंत्र (“द्वि-सुधार”: तनाव का पुनः-कैलिब्रेशन + पृष्ठभूमि शोर की प्रविष्टि)

• तनाव का पुनः-कैलिब्रेशन: “घड़ियों और खिड़कियों” का सौम्य पुनर्समयोजन।
  सघन ऊर्जा सागर में माध्यम का तनाव-स्तर सूक्ष्म-भौतिक अभिक्रिया-घड़ी और शीतन-घड़ी के आपसी मान को हल्का-सा पुनः-स्केल करता है—अर्थात समय-अक्ष का छोटा, समवर्ती विस्तार। अभिक्रिया-रूपों और आयाम-रहित नियतांकों में परिवर्तन नहीं होता। प्रभाव दो महत्त्वपूर्ण अंतरालों में दिखता है: (क) सेकण्ड-पैमाने पर जब न्यूट्रॉन/प्रोटॉन अनुपात “जम” जाता है, तब सुधार न्यूनतम रहना चाहिए ताकि हीलियम-4 का आधार सुरक्षित रहे; (ख) “ड्यूटेरियम बोतल-गला” खुलने से लेकर बेरिलियम-7 बनने तक के सैकड़ों–हज़ारों सेकण्डों में “ऑन/ऑफ” क्षणों का हल्का अग्र-या पश्च-स्थापन अधिकतम-उत्पादन खिड़की को संकरा या स्थानांतरित कर देता है और निवल उपज घटती है। सरल उपमा: विधि वही रहती है, बस ओवन का टाइमर थोड़ा-सा खिसकता है, और श्रेष्ठ क्षण थोड़ा पहले या बाद में आता है।
• पृष्ठभूमि शोर की प्रविष्टि: विरल, अल्पकालिक और चयनात्मक “फिनिशिंग टच”।
  शुरुआती सघन अवस्था में सामान्यीकृत अस्थिर कण तीव्रता से आते-जाते हैं। उनके विघटन व्यापक-बैंड, अल्प-संगति तरंगें उत्पन्न करते हैं; लगभग सब तुरन्त ऊष्मीभूत होकर उष्मीय इतिहास में समा जाते हैं। फिर भी सांख्यिकीय रूप से अति-विरल और सुवेले सूक्ष्म-प्रविष्टियाँ संभव हैं। जब प्रभुत्व बेरिलियम-7 का हो, तब अतिसूक्ष्म मात्रा में न्यूट्रॉन या संकीर्ण-बैंड कोमल फोटॉन प्रविष्ट कराने पर बेरिलियम-7 प्राथमिक रूप से टूटता है, जबकि ड्यूटेरियम और हीलियम-4 लगभग अप्रभावित रहते हैं—उदाहरण के लिए, न्यूट्रॉन मार्ग (Be-7(n,p)Li-7, फिर Li-7(p,α)He-4) अंतिम लिथियम-7 को घटाता है; संकीर्ण, क्षीण और अल्पकालिक फोटॉन-स्पेक्ट्रम Be-7/Li-7 के अधिक नाजुक अवशोषण-विंडो का उपयोग कर “बेरिलियम-7 की छँटाई” करता है, ड्यूटेरियम को “गरम” किए बिना। तीव्रता और अवधि, ब्रह्माण्डीय सूक्ष्मतरंग पृष्ठभूमि की μ/y विरूपताओं तथा हल्के तत्व-संतुलनों की वर्तमान सीमाओं से बहुत नीचे रहनी चाहिए—यह शल्य-सूचना है, समूचे परिदृश्य का पुनर्लेखन नहीं। पाक-उपमा: पकवान तैयार है; परोसने से ठीक पहले, एक हल्का चीरा केवल अतिरिक्त उभार को समतल कर देता है, मूल स्वाद वही रहता है।
• समन्वय: पहले समय-राग सँवारा जाता है, फिर हल्का प्रोत्साहन दिया जाता है।
  तनाव का पुनः-कैलिब्रेशन बेरिलियम-7 की खिड़की को संकरा/स्थानांतरित करता है और आधार-उपज घटाता है; समीपवर्ती अंतराल में पृष्ठभूमि शोर की प्रविष्टि शेष बेरिलियम-7 को और कम करती है। नतीजतन, लिथियम-7 प्रेक्षित पट्टी में आ जाता है, जबकि ड्यूटेरियम और हीलियम-4 अपनी सफल सीमाओं में बने रहते हैं।

IV. मानक और सीमाएँ (जो पहले से मेल खाता है, उसे सुरक्षित रखना)

• सेकण्ड-पैमाने का समय-समायोजन कड़ाई से सीमित हो—हीलियम-4 का द्रव्यमान-अंश स्थिर रहे।
• प्रविष्टि की समय-खिड़की, स्पेक्ट्रम और तीव्रता ड्यूटेरियम के विनाश-सीमाओं से बचें।
• अनुमत प्रविष्टियाँ μ/y विरूपता-सीमाओं से बहुत नीचे रहें; अधिकतम, अत्यंत क्षीण चिह्न छोड़ें।
• संभावित समस्थानिक पार-प्रभाव देखें: लिथियम-6/लिथियम-7 तथा हीलियम-3 में सूक्ष्म, सहसम्बद्ध विचलन “हल्के रिटच” की साक्षी हों, किसी व्यापक पुनर्संरचना की नहीं।
• आयाम-रहित नियतांक और पारस्परिक-क्रिया-रूप अपरिवर्तित रहें; तनाव का पुनः-कैलिब्रेशन मूलतः एक छोटा समय-समायोजन है।

V. परीक्षित संकेत और जाँच-मार्ग

ब्रह्माण्डीय सूक्ष्मतरंग पृष्ठभूमि के स्पेक्ट्रम में लगभग-शून्य विरूपता अपेक्षित है; अधिक संवेदनशील स्पेक्ट्रोमीटर μ/y सीमाएँ और कसी करेंगे। प्रत्याशित संकेत वर्तमान दहलीज़ों के नीचे होगा—शून्य के बहुत निकट, पर ठीक शून्य नहीं। इसके अलावा, यदि तनाव का पुनः-कैलिब्रेशन प्रमुख कारक है, तो स्पाइट प्लेटो विभिन्न महापैमाने के परिवेशों (फिलामेंट, नोड, शून्य) के बीच अति-सूक्ष्म, पद्धतिगत भिन्नताएँ दिखा सकता है, जिन्हें बड़े आँकड़ा-समूहों से ही पहचाना जा सकेगा। बेरिलियम-7 के विनाश के पार-प्रमाण लिथियम-6/लिथियम-7 और हीलियम-3 में हल्की सहसम्बद्ध विचलनों के रूप में उभर सकते हैं—देर-अवधि तारकीय प्रक्रियाओं से इन्हें सावधानी से अलग करना होगा। यदि पृष्ठभूमि शोर की प्रविष्टि हुई है, तो इसकी सांख्यिकीय तीव्रता शुरुआती ब्रह्माण्ड की गतिविधि-स्तर के साथ हल्की सहपरिवर्ती मिलेगी, जैसा कि अन्य अध्यायों में वर्णित विसरित पृष्ठभूमि-उत्थान से सुसंगत है।

VI. प्रचलित प्रस्तावों से सम्बन्ध

वे परिदृश्य जहाँ मुख्य प्रभाव नई कण-प्रविष्टि पर टिका है, स्पेक्ट्रम/आयु/प्रचुरता की सूक्ष्म ट्यूनिंग माँगते हैं। यहाँ प्रधान भूमिका तनाव के पुनः-कैलिब्रेशन (समयसज्जा) को मिलती है, और प्रविष्टि बहुत क्षीण गौण-प्रभाव बनती है—फलतः पैरामीटर-दबाव घटता है। मध्यम, विलंबित सतही तारकीय न्यूनन निषिद्ध नहीं, पर अकेली व्याख्या के रूप में आवश्यक भी नहीं—वह अधिकतम इस द्वि-सुधार को बारीक-सज्जित करता है। यह रूपरेखा निरन्तर सुधरती नाभिकीय दर-सारिणियों के संग संगत है: नवीन संकलनों के साथ मध्यम पुनः-कैलिब्रेशन और चयनात्मक रिटच को मान लेने से “हठी लिथियम-7 अधिशेष” अन्य सफलताओं को बिगाड़े बिना हटाया जा सकता है।

VII. उपमा

ओवन-टाइमर + प्रिसीज़न कट। तनाव का पुनः-कैलिब्रेशन टाइमर को थोड़ा सरकाता है और आदर्श उभार-खिड़की का स्थान बदलता है। पृष्ठभूमि शोर की प्रविष्टि परोसने से ठीक पहले एक तेज़ कट लगाती है, जिससे केवल लिथियम-7 का अतिरिक्त शिखर समतल होता है। “केक”—हीलियम-4 और ड्यूटेरियम—जैसा का तैसा रहता है।

VIII. सार

• लिथियम-7 की पहेली सम्पूर्ण प्रारम्भिक ब्रह्माण्ड को फिर से लिखने के बजाय समय-नियोजन और सूक्ष्म-प्रविष्टि के लक्षित, छोटे सुधार माँगती है।
• तनाव का पुनः-कैलिब्रेशन प्राथमिक नाभ्य-संश्लेषण के “ऑन/ऑफ” चक्र को थोड़ा आगे-पीछे करता है और लिथियम-7 को पोषित करने वाले बेरिलियम-7-पथ को विशेष रूप से कमज़ोर करता है।
• ठीक समय पर अल्पकालिक और चयनात्मक दी गई टेन्सर पृष्ठभूमि शोर, ड्यूटेरियम और हीलियम-4 को छेड़े बिना बेरिलियम-7 को और घटाती है।
• संयुक्त रूप से ये दोनों सुधार प्राथमिक नाभ्य-संश्लेषण की मुख्य उपलब्धियों की रक्षा करते हैं और जाँचे जा सकने वाले मार्ग खोलते हैं—सामान्यीकृत अस्थिर कण, सांख्यिकीय टेन्सर गुरुत्व और टेन्सर पृष्ठभूमि शोर की कारण-श्रृंखला के साथ पूर्णतः सुसंगत।