कण भौतिकी

दुनिया की सबसे बड़ी पानी के भीतर न्यूट्रिनो वेधशाला बैकाल झील में तैनात

गहरे पानी में न्यूट्रिनो का पता लगाना

बाइकाल-गिगाटन आयतन डिटेक्टर (बाइकाल-GVD) एक अभूतपूर्व पानी के भीतर की दूरबीन है जिसे दुनिया की सबसे बड़ी मीठे पानी की झील, बैकाल झील की गहराई में डुबोया गया है। यह विशाल वेधशाला मायावी न्यूट्रिनो का पता लगाने और उनका अध्ययन करने के लिए डिज़ाइन की गई है, जो मूल कण हैं जो ब्रह्मांड की उत्पत्ति और विकास को समझने के लिए मौलिक हैं।

न्यूट्रिनो का महत्व

न्यूट्रिनो ब्रह्मांड में सबसे प्रचुर मात्रा में पाए जाने वाले कण हैं, लेकिन उनके न्यूट्रल चार्ज और लगभग द्रव्यमान रहित प्रकृति के कारण उनका पता लगाना भी अविश्वसनीय रूप से कठिन है। वे कई खगोलीय प्रक्रियाओं में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, जिनमें तारों का विकास और डार्क मैटर का निर्माण शामिल है।

चेरनकोव जल प्रयोग: न्यूट्रिनो का पता लगाना

न्यूट्रिनो का पता लगाने के लिए चेरनकोव जल प्रयोगों का उपयोग किया जाता है। जब कोई न्यूट्रिनो पानी के साथ संपर्क करता है, तो यह चेरनकोव विकिरण के रूप में ज्ञात प्रकाश की एक धुंधली चमक उत्सर्जित करता है। बाइकाल-GVD टेलीस्कोप इन चमकों को कैप्चर करने के लिए पानी के भीतर रखे गए प्रकाश-संवेदनशील ऑप्टिकल मॉड्यूल के तारों का उपयोग करता है।

बाइकाल-GVD: एक सहयोगी प्रयास

बाइकाल-GVD टेलीस्कोप रूस, चेक गणराज्य, पोलैंड, जर्मनी और स्लोवाकिया के शोधकर्ताओं के एक सहयोगी प्रयास का परिणाम है। 2015 में 192 ऑप्टिकल मॉड्यूल के साथ इसकी प्रारंभिक तैनाती के बाद से इसे 288 मॉड्यूल में अपग्रेड किया गया है, जो इसे उत्तरी गोलार्ध में सबसे बड़ी पानी के भीतर की न्यूट्रिनो वेधशाला बनाता है।

बैकाल झील के अद्वितीय लाभ

बाइकाल झील की अनूठी विशेषताएं इसे न्यूट्रिनो का पता लगाने के लिए एक आदर्श स्थान बनाती हैं। इसकी अत्यधिक गहराई (2,500 से 4,300 फीट) और क्रिस्टल-क्लियर मीठा पानी न्यूट्रिनो का पता लगाने के लिए एक इष्टतम वातावरण प्रदान करता है। इसके अतिरिक्त, दो महीने तक चलने वाला मौसमी बर्फ का आवरण वेधशाला की क्षमताओं को और बढ़ाता है।

बाइकाल-GVD के वैज्ञानिक उद्देश्य

बाइकाल-GVD टेलीस्कोप का उद्देश्य न्यूट्रिनो के विभिन्न पहलुओं का अध्ययन करना है, जिसमें उनके उतार-चढ़ाव, स्रोत और अंतःक्रियाएँ शामिल हैं। न्यूट्रिनो से जुड़े रहस्यों को उजागर करके, शोधकर्ताओं को ब्रह्मांड के विकास के शुरुआती चरणों, डार्क मैटर की प्रकृति और तारों के निर्माण के बारे में अंतर्दृष्टि प्राप्त करने की आशा है।

आइसक्यूब को टक्कर: एक वैश्विक तुलना

उत्तरी गोलार्ध में सबसे बड़ी पानी के भीतर की न्यूट्रिनो वेधशाला के रूप में, बाइकाल-GVD टेलीस्कोप से दक्षिणी ध्रुव पर स्थित प्रसिद्ध आइसक्यूब न्यूट्रिनो वेधशाला को टक्कर देने की उम्मीद है। दोनों वेधशालाएँ समान तकनीकों का उपयोग करती हैं और न्यूट्रिनो और बृहत्तर ब्रह्मांड की हमारी समझ को आगे बढ़ाने के लिए समर्पित हैं।

अंतरिक्ष में एक खिड़की

बाइकाल-GVD टेलीस्कोप मानवीय सरलता और अंतरिक्ष के बारे में हमारी अतृप्त जिज्ञासा का एक प्रमाण है। बैकाल झील की गहराई में झाँककर, वैज्ञानिक ब्रह्मांड के कुछ सबसे गहन रहस्यों पर प्रकाश डालने और सबसे छोटे और सबसे प्रचुर कणों के रहस्यों को उजागर करने की आशा करते हैं जो इसे व्याप्त करते हैं।

लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर: कण खोज के लिए एक शक्तिशाली उपकरण

दुनिया का सबसे बड़ा और सबसे शक्तिशाली कण त्वरक, लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर (LHC), एक महत्वपूर्ण उन्नयन के बाद परिचालन फिर से शुरू करने के लिए तैयार है। इसका प्राथमिक मिशन? मायावी सुपरसिमेट्रिक कणों की खोज करना, जो संभावित रूप से ब्रह्मांड के बारे में हमारी समझ में क्रांति ला सकता है।

सुपरसिमेट्री: कण भौतिकी में एक नया प्रतिमान

सुपरसिमेट्री (SUSY) एक अभूतपूर्व सिद्धांत है जो प्रत्येक ज्ञात कण के लिए एक “सुपरपार्टनर” का प्रस्ताव करता है। ये सुपरपार्टनर अधिक विशाल उप-परमाणु कण हैं जो अपने प्रेक्षित समकक्षों के गुणों को दर्शाते हैं।

मानक मॉडल और इसकी सीमाएँ

दशकों से, मानक मॉडल ऑफ फिजिक्स ने कणों के व्यवहार को समझने के लिए एक व्यापक ढांचा प्रदान किया है। हालाँकि, यह कुछ घटनाओं को समझाने में विफल रहता है, जिसमें डार्क मैटर का अस्तित्व भी शामिल है।

डार्क मैटर की पहेली के समाधान के रूप में सुपरसिमेट्री

सुपरसिमेट्री डार्क मैटर कणों के लिए सुपरपार्टनर के अस्तित्व की भविष्यवाणी करती है। एक एकल सुपरपार्टिकल की पहचान SUSY को मान्य कर सकती है और डार्क मैटर की प्रकृति के बारे में जानकारी प्रदान कर सकती है।

हिग्स बोसोन और सुपरसिमेट्री

2012 में, LHC ने हिग्स बोसोन कण का सफलतापूर्वक पता लगाया। हालाँकि, इसका द्रव्यमान अप्रत्याशित रूप से अनुमान से हल्का था। सुपरसिमेट्री एक सुपरसिमेट्रिक कण की उपस्थिति का सुझाव देती है जो इस विसंगति के लिए जिम्मेदार हो सकता है।

रिबूट किया गया LHC और संवर्धित संवेदनशीलता

अपने बढ़े हुए ऊर्जा स्तरों के साथ उन्नत LHC में सुपरसिमेट्रिक कणों, विशेष रूप से ग्लूइनो के उत्पादन को बढ़ाने की क्षमता है। यह बढ़ी हुई संवेदनशीलता इन मायावी कणों को खोजने की संभावनाओं को काफी बढ़ा देती है।

ब्रह्मांड के लिए सुपरसिमेट्री के निहितार्थ

एक सुपरसिमेट्रिक कण की खोज न केवल SUSY को मान्य करेगी बल्कि कण भौतिकी के एक और अधिक व्यापक सिद्धांत का मार्ग भी प्रशस्त करेगी। यह मौजूदा ज्ञान और प्रेक्षित घटनाओं के बीच की विसंगतियों को हल कर सकता है।

सुपरसिमेट्री की चुनौतियाँ और पुरस्कार

हालाँकि एक सुपरसिमेट्रिक कण की खोज एक बड़ी वैज्ञानिक जीत होगी, लेकिन यह चुनौतियाँ भी पेश करेगी। एक सुपरसिमेट्रिक ब्रह्मांड में दोगुने कण होंगे, जिसके लिए वैज्ञानिकों को कणों के इस विस्तारित परिदृश्य के निहितार्थों और जटिलताओं से निपटने की आवश्यकता होगी।

ब्रह्मांड के रहस्यों का अनावरण

LHC में सुपरसिमेट्रिक कणों की खोज केवल एक अकादमिक खोज नहीं है। इसमें हमारे ब्रह्मांड की उत्पत्ति, डार्क मैटर की प्रकृति और वास्तविकता के मूलभूत निर्माण खंडों के बारे में रहस्यों को उजागर करने की क्षमता है। जैसे ही LHC परिचालन फिर से शुरू करता है, दुनिया उन खोजों की संभावना का बेसब्री से इंतजार कर रही है जो ब्रह्मांड के बारे में हमारी समझ को फिर से परिभाषित करेंगी।

विश्व की सबसे बड़ी पानी के भीतर न्यूट्रिनो वेधशाला बैकाल झील में तैनात