उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो की उत्पत्ति का पहली बार पता लगाया गया है, जो एक महत्वपूर्ण खगोलीय रहस्य को सुलझा रहा है
अधिक समझने और जानने के लिए ऊर्जा या पदार्थ, रहस्यमय उप-परमाणु कणों का अध्ययन बहुत महत्वपूर्ण है। भौतिक विज्ञानी उप-परमाणु कणों को देखते हैं - न्युट्रीनो - विभिन्न घटनाओं और प्रक्रियाओं की और अधिक समझ हासिल करने के लिए जिनसे वे उत्पन्न हुए हैं। हम न्यूट्रिनो का अध्ययन करके तारों और विशेष रूप से सूर्य के बारे में जानते हैं। ब्रह्मांड के बारे में जानने के लिए और भी बहुत कुछ है और यह समझना कि भौतिकी और खगोल विज्ञान में रुचि रखने वाले किसी भी वैज्ञानिक के लिए न्यूट्रिनो कैसे कार्य करता है, यह सबसे महत्वपूर्ण कदम है।
न्यूट्रिनो क्या हैं?
न्यूट्रिनो वाष्पशील (और बहुत अस्थिर) कण होते हैं जिनमें लगभग कोई द्रव्यमान नहीं होता है, कोई विद्युत आवेश नहीं होता है और वे अपने आप में बिना किसी परिवर्तन के किसी भी प्रकार के पदार्थ से गुजर सकते हैं। न्यूट्रिनो चरम स्थितियों और सितारों, ग्रह और आकाशगंगाओं जैसे घने वातावरण का सामना करके इसे प्राप्त कर सकते हैं। न्यूट्रिनो का एक महत्वपूर्ण गुण यह है कि वे अपने आसपास के मामले में कभी भी बातचीत नहीं करते हैं और इससे उनका विश्लेषण करना बहुत चुनौतीपूर्ण हो जाता है। इसके अलावा, वे तीन "स्वादों" में मौजूद हैं - इलेक्ट्रॉन, ताऊ और म्यूऑन और जब वे दोलन कर रहे होते हैं तो वे इन स्वादों के बीच स्विच करते हैं। इसे "मिश्रण" घटना कहा जाता है और न्यूट्रिनो पर प्रयोग करते समय यह अध्ययन का सबसे अजीब क्षेत्र है। न्यूट्रिनो की सबसे मजबूत विशेषता यह है कि वे अपने सटीक . के बारे में अनूठी जानकारी रखते हैं मूल. यह मुख्य रूप से इसलिए है क्योंकि न्यूट्रिनो अत्यधिक ऊर्जावान होते हुए भी उनके पास कोई आवेश नहीं होता है इसलिए वे किसी भी शक्ति के चुंबकीय क्षेत्र से अप्रभावित रहते हैं। न्यूट्रिनो की उत्पत्ति पूरी तरह से ज्ञात नहीं है। उनमें से अधिकांश सूर्य से आते हैं लेकिन एक छोटी संख्या विशेष रूप से उच्च ऊर्जा वाले अंतरिक्ष के गहरे क्षेत्रों से आते हैं। यही कारण है कि इन मायावी पथिकों की सटीक उत्पत्ति अभी भी अज्ञात थी और उन्हें "भूत कण" कहा जाता है।
उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो की उत्पत्ति का पता लगाया गया
इन ग्राउंड-ब्रेकिंग ट्विन स्टडीज़ इन एस्ट्रोनॉमी प्रकाशित हुआ विज्ञान, शोधकर्ताओं ने पहली बार एक भूतिया उप-परमाणु कण न्यूट्रिनो की उत्पत्ति का पता लगाया है, जो अंटार्कटिका में 3.7 बिलियन वर्ष की यात्रा के बाद अंटार्कटिका में गहरे बर्फ में पाया गया था।1,2. यह काम 300 से अधिक वैज्ञानिकों और 49 संस्थानों के सहयोग से हासिल किया गया है। बर्फ की परतों में गहरे आइसक्यूब न्यूट्रिनो वेधशाला द्वारा दक्षिणी ध्रुव पर स्थापित अब तक के सबसे बड़े आइसक्यूब डिटेक्टर द्वारा उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो का पता लगाया गया था। अपने लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए, 86 छेदों को बर्फ में ड्रिल किया गया, प्रत्येक डेढ़ मील गहरा, और 5000 से अधिक प्रकाश सेंसर के नेटवर्क में फैला हुआ था, इस प्रकार कुल 1 घन किलोमीटर क्षेत्र को कवर किया गया था। आइसक्यूब डिटेक्टर, यूएस नेशनल साइंस फाउंडेशन द्वारा प्रबंधित, एक विशाल डिटेक्टर है जिसमें 86 केबल होते हैं जो गहरी बर्फ तक फैले बोरहोल में लगाए जाते हैं। डिटेक्टर विशेष नीले प्रकाश को रिकॉर्ड करते हैं जो तब उत्सर्जित होता है जब एक न्यूट्रिनो एक परमाणु नाभिक के साथ संपर्क करता है। कई उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो का पता लगाया गया था, लेकिन वे तब तक अप्राप्य थे जब तक कि एक आइस कैप के नीचे 300 ट्रिलियन इलेक्ट्रॉन वोल्ट की ऊर्जा वाले न्यूट्रिनो का सफलतापूर्वक पता नहीं चला। यह ऊर्जा प्रोटॉन की ऊर्जा से लगभग 50 गुना बड़ी है जो कि लार्ज हार्डन कोलाइडर से होकर गुजरती है जो इस ग्रह पर अत्यंत शक्तिशाली कण त्वरक है। एक बार यह पता लगाने के बाद, एक वास्तविक समय प्रणाली ने पूरे विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के लिए, पृथ्वी पर प्रयोगशालाओं से और इस न्यूट्रिनो की उत्पत्ति के बारे में अंतरिक्ष में डेटा एकत्र और संकलित किया।
न्यूट्रिनो को एक चमकदार आकाशगंगा में सफलतापूर्वक खोजा गया जिसे "ब्लेज़र" के रूप में जाना जाता है। ब्लेज़र एक विशाल अण्डाकार सक्रिय आकाशगंगा है जिसमें दो जेट होते हैं जो न्यूट्रिनो और गामा किरणों का उत्सर्जन करते हैं। इसके केंद्र में एक विशिष्ट सुपरमैसिव और तेजी से घूमने वाला ब्लैक होल है और आकाशगंगा प्रकाश की गति के आसपास पृथ्वी की ओर बढ़ती है। ब्लेज़र के जेट्स में से एक का चमकीला चमकीला चरित्र है और यह इस आकाशगंगा को अपना नाम देते हुए सीधे पृथ्वी की ओर इशारा करता है। ब्लेज़र आकाशगंगा ओरियन तारामंडल के बाईं ओर स्थित है और यह दूरी पृथ्वी से लगभग 4 अरब प्रकाश वर्ष है। वेधशाला द्वारा न्यूट्रिनो और गामा किरणों दोनों का पता लगाया गया था और पृथ्वी और अंतरिक्ष में कुल 20 दूरबीनों का भी पता लगाया गया था। इस पहले अध्ययन ने न्यूट्रिनो का पता लगाया और दूसरे बाद के अध्ययन ने दिखाया कि ब्लेज़र आकाशगंगा ने पहले भी 1 और 2 में इन न्यूट्रिनो का उत्पादन किया था। ब्लेज़र निश्चित रूप से अत्यंत ऊर्जावान न्यूट्रिनो का एक स्रोत है और इस प्रकार कॉस्मिक किरणों का भी स्रोत है।
खगोल विज्ञान में अभूतपूर्व खोज
इन न्यूट्रिनो की खोज एक बड़ी सफलता है और यह ब्रह्मांड के अध्ययन और अवलोकन को बेजोड़ तरीके से सक्षम कर सकती है। वैज्ञानिकों का कहना है कि यह खोज उन्हें पहली बार रहस्यमय ब्रह्मांडीय किरणों की उत्पत्ति का पता लगाने में मदद कर सकती है। ये किरणें परमाणुओं के टुकड़े हैं जो प्रकाश की गति से धधकते हुए सौर मंडल के बाहर से पृथ्वी पर आते हैं। उन्हें उपग्रहों, संचार प्रणालियों आदि के लिए समस्याएँ पैदा करने के लिए दोषी ठहराया जाता है। न्यूट्रिनो के विपरीत, कॉस्मिक किरणें आवेशित कण होते हैं, इस प्रकार चुंबकीय क्षेत्र उनके मार्ग को प्रभावित और बदलते रहते हैं और इससे उनकी उत्पत्ति का पता लगाना असंभव हो जाता है। कॉस्मिक किरणें लंबे समय से खगोल विज्ञान में शोध का विषय रही हैं और हालांकि उन्हें 1912 में खोजा गया था, लेकिन कॉस्मिक किरणें एक बड़ा रहस्य बनी हुई हैं।
भविष्य में, इस अध्ययन में उपयोग किए गए समान बुनियादी ढांचे का उपयोग करके बड़े पैमाने पर एक न्यूट्रिनो वेधशाला तेजी से परिणाम प्राप्त कर सकती है और न्यूट्रिनो के नए स्रोतों को जानने के लिए और अधिक पता लगाया जा सकता है। कई अवलोकनों को रिकॉर्ड करके और इलेक्ट्रोमैग्नेटिक स्पेक्ट्रम में डेटा का संज्ञान लेकर किया गया यह अध्ययन ब्रह्मांड की हमारी समझ को आगे बढ़ाने के लिए महत्वपूर्ण है, जो इसे नियंत्रित करने वाले भौतिकी के तंत्र हैं। यह "मल्टीमैसेंजर" खगोल विज्ञान का एक प्रमुख उदाहरण है जो ब्रह्मांड की जांच करने के लिए कम से कम दो अलग-अलग प्रकार के सिग्नल का उपयोग करता है जिससे ऐसी खोजों को संभव बनाने में इसे और अधिक शक्तिशाली और सटीक बनाया जा सके। इस दृष्टिकोण ने हाल के दिनों में न्यूट्रॉन स्टार टकराव और गुरुत्वाकर्षण तरंगों की खोज में मदद की है। इनमें से प्रत्येक दूत हमें ब्रह्मांड और वातावरण में शक्तिशाली घटनाओं के बारे में नया ज्ञान प्रदान करता है। साथ ही, यह उन चरम घटनाओं के बारे में अधिक समझने में सहायता कर सकता है जो लाखों साल पहले हुई थीं और इन कणों को पृथ्वी पर अपनी यात्रा करने के लिए स्थापित कर रही थीं।
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स्रोत (रों)
1. IceCube सहयोग एट अल। 2018. उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो IceCube-170922A के साथ एक जगमगाते ब्लेज़र संयोग का बहु-मैसेंजर अवलोकन। विज्ञान। 361 (6398)। https://doi.org/10.1126/science.aat1378
2. IceCube सहयोग एट अल। 2018. IceCube-0506A अलर्ट से पहले ब्लेज़र TXS 056+170922 की दिशा से न्यूट्रिनो उत्सर्जन। विज्ञान। 361 (6398)। https://doi.org/10.1126/science.aat2890
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