વીજભાર-સંયુગ્મન (charge conjugation)

વીજભાર–સંયુગ્મન (charge conjugation) : કણો અને પ્રતિકણોને જોડતો સમમિતીય કારક (symmetry operater). વીજભાર-સંયુગ્મન એ અસતત (discontinuous) રૂપાંતરણો સાથે સંકળાયેલ છે.

ફોટૉન અને p°મેસૉન સિવાય બીજા બધા કણો પ્રતિકણો ધરાવે છે. કણ તથા તેનો પ્રતિકણ સમાન દળ અને સમાન જીવનકાળ (life time) ધરાવતા હોય છે, પણ તેમની વિદ્યુતભાર જેવી ક્વૉન્ટમ સંખ્યાઓ વિરુદ્ધ પ્રકારની હોય છે.

વિદ્યુતભાર-સંયુગ્મનના સંદર્ભમાં સમમિતિ માટે વિશ્વ માત્ર વિદ્યુતની દૃષ્ટિએ તટસ્થ (electrically neutral) હોય; એટલું જ નહિ, પણ જેટલા કણો હોય છે તેટલી જ સંખ્યામાં પ્રતિકણો હોય એ જરૂરી છે. ઉપલબ્ધ વર્તમાન અવલોકનો મુજબ વિશ્વમાં અસમમિતિ પ્રવર્તતી હોય તેવું જણાયું છે.

વિદ્યુત-સંયુગ્મનકારકની સંજ્ઞા C છે. C-કારક(C-operator)નો એક વખત ઉપયોગ કરતા કણનું રૂપાંતરણ પ્રતિકણમાં થાય છે. આ ઉપરાંત, બીજી વખત C-કારકનો ઉપયોગ કરતા ખુદ મૂળ કણ મળે છે. શૂન્ય-પાઇમેસૉન (π°) અને ન્યૂટ્રિનો જેવા મૂળભૂત કણો સાથે સંકળાયેલ ક્વૉન્ટમ-સંખ્યા જે શૂન્ય વિદ્યુતભાર, બૅરિયૉન-સંખ્યા અને વિચિત્રતા (strangness) ધરાવે છે, તેને વિદ્યુત-સંયુગ્મન કહે છે.

પ્રબળ અને વિદ્યુતચુંબકીય બળોની આંતરક્રિયાઓમાં વિદ્યુત- સંયુગ્મન ભાગ ભજવે છે. સરળ ભાષામાં એમ કહી શકાય કે કણને સ્થાને પ્રતિકણ અવેજ કરતાં તેનું તરંગ વિધેય જેમનું તેમ જ (C = + 1) રહે છે અથવા ઊલટાય (C = –1) છે.

વિદ્યુત સંયુગ્મન તરીકે ઓળખાતો કારક C, નીચેના સંબંધોને સંતોષે છે :

CQC^–1 =  Q, CYC^–1 = Y, CBC^–1 = B, CleC^–1 = –le અને Cl_uc^–1 = l_u;

જ્યાં Q, Y, B, le, lu અનુક્રમે વિદ્યુતભાર, હાઇપરચાર્જ, બૅરિયૉન સંખ્યા, લૅપ્ટૉન સંખ્યાઓ છે.

ફોટૉન (V) અને p° જેવા મૂળભૂત કણો અને પૉઝિટ્રૉનિયમ પરમાણુ (e + e+)નું વિદ્યુત સંયુગ્મન દરમિયાન રૂપાંતરણ ખુદ તેમની જાતમાં જ થાય છે. એટલે કે તેઓ પોતે જ પોતાના પ્રતિકણો બને છે. એમને સ્વ-સંયુગ્મન (self-conjugation) અથવા સાચા તટસ્થ કણો કહે છે. ન્યૂટ્રૉન (જેને માટે B = 1, Y = 1) અને K°  મેસૉન (જેને માટે Y = 1, B = 0) કારક C પ્રત્યે નિશ્ર્ચર (invariant) રહેતા નથી.

લગભગ 1940 સુધી એવું મનાતું હતું કે કારક C અંતર્ગત સમગ્ર વિશ્વ નિશ્ર્ચર રહે છે; પણ 1956ના અંતે પ્રાયોગિક રીતે માલૂમ પડ્યું કે મંદ આંતરક્રિયા દરમિયાન આવી નિશ્ર્ચરતાનો ભંગ થાય છે.

આશા પ્ર. પટેલ