ઉચ્ચ ઉર્જા ન્યુટ્રિનોનું મૂળ શોધી કાઢ્યું

ઉચ્ચ ઊર્જાની ઉત્પત્તિ ન્યુટ્રિનો એક મહત્વપૂર્ણ ખગોળીય રહસ્ય ઉકેલીને, ખૂબ જ પ્રથમ વખત શોધી કાઢવામાં આવ્યા છે

સમજવા અને વધુ જાણવા માટે ઊર્જા અથવા દ્રવ્ય, રહસ્યમય ઉપ-પરમાણુ કણોનો અભ્યાસ ખૂબ જ નિર્ણાયક છે. ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ પેટા-પરમાણુ કણોને જુએ છે - ન્યુટ્રોન - વિવિધ ઘટનાઓ અને પ્રક્રિયાઓ જેમાંથી તેઓ ઉદ્ભવ્યા છે તેની વધુ સમજ મેળવવા માટે. આપણે તારાઓ અને ખાસ કરીને સૂર્ય વિશે અભ્યાસ કરીને જાણીએ છીએ ન્યુટ્રોન. વિશે શીખવા માટે ઘણું બધું છે બ્રહ્માંડ અને ભૌતિકશાસ્ત્ર અને ખગોળશાસ્ત્રમાં રસ ધરાવતા કોઈપણ વૈજ્ઞાનિક માટે ન્યુટ્રિનોસ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તે સૌથી મહત્વપૂર્ણ પગલું છે તે સમજવું.

ન્યુટ્રિનો શું છે?

ન્યુટ્રિનો એ બાષ્પયુક્ત (અને ખૂબ જ અસ્થિર) કણો છે જેમાં લગભગ કોઈ દળ નથી, કોઈ ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ નથી અને તેઓ કોઈપણ પ્રકારના દ્રવ્યમાંથી પોતાનામાં કોઈ ફેરફાર કર્યા વિના પસાર થઈ શકે છે. ન્યુટ્રિનો આત્યંતિક પરિસ્થિતિઓ અને તારા જેવા ગાઢ વાતાવરણનો સામનો કરીને આ હાંસલ કરી શકે છે. ગ્રહ અને તારાવિશ્વો. ન્યુટ્રિનોની એક મહત્વની લાક્ષણિકતા એ છે કે તેઓ ક્યારેય તેમની આસપાસની બાબત સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતા નથી અને આ તેમને વિશ્લેષણ કરવા માટે ખૂબ જ પડકારજનક બનાવે છે. ઉપરાંત, તેઓ ત્રણ "સ્વાદો" માં અસ્તિત્વ ધરાવે છે - ઇલેક્ટ્રોન, ટાઉ અને મ્યુઓન અને જ્યારે તેઓ ઓસીલેટીંગ હોય ત્યારે તેઓ આ સ્વાદો વચ્ચે સ્વિચ કરે છે. આને "મિશ્રણ" ઘટના કહેવામાં આવે છે અને ન્યુટ્રિનો પર પ્રયોગો કરતી વખતે આ અભ્યાસનો સૌથી વિચિત્ર વિસ્તાર છે. ન્યુટ્રિનોની સૌથી મજબૂત લાક્ષણિકતાઓ એ છે કે તેઓ તેમના ચોક્કસ મૂળ વિશે અનન્ય માહિતી ધરાવે છે. આ મુખ્યત્વે એટલા માટે છે કારણ કે ન્યુટ્રિનો અત્યંત ઊર્જાસભર હોવા છતાં, તેમની પાસે કોઈ ચાર્જ નથી તેથી તેઓ કોઈપણ શક્તિના ચુંબકીય ક્ષેત્રોથી અપ્રભાવિત રહે છે. ન્યુટ્રિનોની ઉત્પત્તિ સંપૂર્ણપણે જાણીતી નથી. તેમાંના મોટા ભાગના સૂર્યમાંથી આવે છે પરંતુ થોડી સંખ્યામાં ખાસ કરીને ઉચ્ચ ઊર્જા ધરાવતા લોકો ઊંડા પ્રદેશોમાંથી આવે છે. જગ્યા. આ જ કારણ છે કે આ પ્રપંચી ભટકનારાઓનું ચોક્કસ મૂળ હજુ પણ અજ્ઞાત હતું અને તેમને "ભૂત કણો" તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

ઉચ્ચ-ઉર્જા ન્યુટ્રિનોની ઉત્પત્તિ શોધી કાઢવામાં આવી

માં પ્રકાશિત થયેલ ખગોળશાસ્ત્રમાં ગ્રાઉન્ડ બ્રેકિંગ ટ્વીન સ્ટડીઝ વિજ્ઞાન, સંશોધકોએ પ્રથમ વખત ભૂતિયા સબ-એટમિક પાર્ટિકલ ન્યુટ્રિનોની ઉત્પત્તિ શોધી કાઢી છે જે એન્ટાર્કટિકામાં 3.7 અબજ વર્ષોની મુસાફરી કર્યા પછી બરફમાં ઊંડા મળી આવી હતી. ગ્રહ પૃથ્વી^1,2. આ કાર્ય 300 થી વધુ વૈજ્ઞાનિકો અને 49 સંસ્થાઓના સહયોગથી પ્રાપ્ત થયું છે. દક્ષિણ ધ્રુવ પર IceCube ન્યુટ્રિનો ઓબ્ઝર્વેટરી દ્વારા બરફના સ્તરોમાં ઊંડે સુધી સ્થાપિત કરાયેલા અત્યાર સુધીના સૌથી મોટા આઇસક્યુબ ડિટેક્ટર દ્વારા ઉચ્ચ-ઊર્જાવાળા ન્યુટ્રિનોની શોધ કરવામાં આવી હતી. તેમના ધ્યેયને હાંસલ કરવા માટે, 86 છિદ્રો બરફમાં ડ્રિલ કરવામાં આવ્યા હતા, દરેક દોઢ માઇલ ઊંડે, અને 5000 થી વધુ પ્રકાશ સેન્સરના નેટવર્કમાં ફેલાયેલા હતા આમ કુલ 1 ઘન કિલોમીટરના વિસ્તારને આવરી લે છે. આઇસક્યુબ ડિટેક્ટર, યુએસ નેશનલ સાયન્સ ફાઉન્ડેશન દ્વારા સંચાલિત, એક વિશાળ ડિટેક્ટર છે જેમાં 86 કેબલનો સમાવેશ થાય છે જે ઊંડા બરફ સુધી વિસ્તરેલ બોરહોલ્સમાં મૂકવામાં આવે છે. ડિટેક્ટર્સ વિશિષ્ટ વાદળી પ્રકાશને રેકોર્ડ કરે છે જે જ્યારે ન્યુટ્રિનો અણુ ન્યુક્લિયસ સાથે સંપર્ક કરે છે ત્યારે ઉત્સર્જિત થાય છે. ઘણા ઉચ્ચ-ઊર્જાવાળા ન્યુટ્રિનો શોધી કાઢવામાં આવ્યા હતા પરંતુ જ્યાં સુધી 300 ટ્રિલિયન ઈલેક્ટ્રોન વોલ્ટની ઉર્જા સાથેનો ન્યુટ્રિનો બરફના ટોપની નીચે સફળતાપૂર્વક મળી ન જાય ત્યાં સુધી તેઓ શોધી શકાયા ન હતા. આ ઉર્જા પ્રોટોનની ઉર્જા કરતા લગભગ 50 ગણી મોટી છે જે લાર્જ હાર્ડન કોલાઈડરમાંથી પસાર થાય છે જે તેના પર અત્યંત શક્તિશાળી કણ પ્રવેગક છે. ગ્રહ. એકવાર આ શોધ થઈ ગયા પછી, એક વાસ્તવિક સમય પ્રણાલીએ સમગ્ર ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સ્પેક્ટ્રમ માટે, પૃથ્વી પરની પ્રયોગશાળાઓમાંથી પદ્ધતિસર રીતે ડેટા એકત્રિત કર્યો અને સંકલિત કર્યો. જગ્યા આ ન્યુટ્રિનોની ઉત્પત્તિ વિશે.

ન્યુટ્રિનોને સફળતાપૂર્વક લ્યુમિન્સિયસ તરીકે શોધી કાઢવામાં આવ્યો હતો આકાશગંગા "બ્લેઝર" તરીકે ઓળખાય છે. બ્લેઝર એક વિશાળ લંબગોળ સક્રિય છે આકાશગંગા બે જેટ સાથે જે ન્યુટ્રિનો અને ગામા કિરણો બહાર કાઢે છે. તે એક વિશિષ્ટ સુપરમાસીવ અને ઝડપથી સ્પિનિંગ ધરાવે છે બ્લેક હોલ તેના કેન્દ્રમાં અને આકાશગંગા પ્રકાશની ગતિની આસપાસ પૃથ્વી તરફ આગળ વધે છે. બ્લેઝરનું એક જેટ ઝળહળતું તેજસ્વી પાત્રનું છે અને તે સીધું પૃથ્વી તરફ નિર્દેશ કરે છે આકાશગંગા એનું નામ. બ્લેઝર આકાશગંગા ઓરિઅન નક્ષત્રની ડાબી બાજુએ સ્થિત છે અને આ અંતર પૃથ્વીથી લગભગ 4 અબજ પ્રકાશ-વર્ષ છે. ન્યુટ્રિનો અને ગામા કિરણો બંને વેધશાળા દ્વારા અને પૃથ્વી પરના કુલ 20 ટેલીસ્કોપ દ્વારા શોધી કાઢવામાં આવ્યા હતા. જગ્યા. આ પ્રથમ અભ્યાસ 1 એ ન્યુટ્રિનોની શોધ દર્શાવી હતી અને બીજા અનુગામી અભ્યાસ2 દર્શાવે છે કે બ્લેઝર આકાશગંગા અગાઉ 2014 અને 2015માં પણ આ ન્યુટ્રિનોનું ઉત્પાદન કર્યું હતું. બ્લેઝર ચોક્કસપણે અત્યંત ઊર્જાસભર ન્યુટ્રિનો અને કોસ્મિક કિરણોનો સ્ત્રોત છે.

ખગોળશાસ્ત્રમાં ગ્રાઉન્ડ બ્રેકિંગ શોધ

આ ન્યુટ્રિનોની શોધ એ એક મોટી સફળતા છે અને તે તેના અભ્યાસ અને અવલોકનને સક્ષમ કરી શકે છે બ્રહ્માંડ મેળ ન ખાતી રીતે. વૈજ્ઞાનિકો જણાવે છે કે આ શોધ તેમને પ્રથમ વખત રહસ્યમય કોસ્મિક કિરણોની ઉત્પત્તિ શોધવામાં મદદ કરી શકે છે. આ કિરણો એ અણુઓના ટુકડા છે જે પ્રકાશની ઝડપે ઝળહળતા સૂર્યમંડળની બહારથી પૃથ્વી પર આવે છે. ઉપગ્રહો, સંદેશાવ્યવહાર પ્રણાલીઓ વગેરેમાં સમસ્યાઓ ઊભી કરવા માટે તેઓને દોષી ઠેરવવામાં આવે છે. ન્યુટ્રિનોથી વિપરીત, કોસ્મિક કિરણો ચાર્જ થયેલા કણો છે આમ ચુંબકીય ક્ષેત્રો તેમના માર્ગને અસર કરતા રહે છે અને બદલતા રહે છે અને આના કારણે તેમના મૂળને શોધવાનું અશક્ય બને છે. કોસ્મિક કિરણો લાંબા સમયથી ખગોળશાસ્ત્રમાં સંશોધનનો વિષય છે અને 1912માં તેની શોધ થઈ હોવા છતાં, કોસ્મિક કિરણો એક મોટું રહસ્ય છે.

ભવિષ્યમાં, આ અભ્યાસમાં વપરાતી સમાન માળખાકીય સુવિધાઓનો ઉપયોગ કરીને મોટા પાયા પર ન્યુટ્રિનો વેધશાળા ઝડપી પરિણામો પ્રાપ્ત કરી શકે છે અને ન્યુટ્રિનોના નવા સ્ત્રોતોને ઉઘાડી પાડવા માટે વધુ શોધ કરી શકાય છે. બહુવિધ અવલોકનો રેકોર્ડ કરીને અને સમગ્ર ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સ્પેક્ટ્રમમાં ડેટાની સંજ્ઞાન લઈને કરવામાં આવેલો આ અભ્યાસ આપણી સમજણને આગળ વધારવા માટે નિર્ણાયક છે. બ્રહ્માંડ ભૌતિકશાસ્ત્રની મિકેનિઝમ્સ જે તેને સંચાલિત કરે છે. તે "મલ્ટિમસેન્જર" ખગોળશાસ્ત્રનું મુખ્ય ઉદાહરણ છે જે બ્રહ્માંડની તપાસ કરવા માટે ઓછામાં ઓછા બે અલગ-અલગ પ્રકારના સિગ્નલનો ઉપયોગ કરે છે અને આવી શોધોને શક્ય બનાવવા માટે તેને વધુ શક્તિશાળી અને સચોટ બનાવે છે. આ અભિગમથી ન્યુટ્રોન તારાની અથડામણ શોધવામાં મદદ મળી છે અને તે પણ ગુરુત્વાકર્ષણ તરંગો તાજેતરના ભૂતકાળમાં. આ દરેક સંદેશવાહક અમને વિશે નવું જ્ઞાન પ્રદાન કરે છે બ્રહ્માંડ અને વાતાવરણમાં શક્તિશાળી ઘટનાઓ. ઉપરાંત, તે લાખો વર્ષો પહેલા આ કણોને પૃથ્વી પર મુસાફરી કરવા માટે સેટ કરતી વખતે બનેલી આત્યંતિક ઘટનાઓ વિશે વધુ સમજવામાં મદદ કરી શકે છે.

***

{તમે ટાંકેલા સ્ત્રોત(ઓ)ની સૂચિમાં નીચે આપેલ DOI લિંક પર ક્લિક કરીને મૂળ સંશોધન પેપર વાંચી શકો છો}

સ્રોત (ઓ)

1.The IceCube Collaboration et al. 2018. ઉચ્ચ-ઊર્જા ન્યુટ્રિનો IceCube-170922A સાથેના ફ્લેરિંગ બ્લેઝરના મલ્ટિમેસેન્જર અવલોકનો. વિજ્ઞાન. 361 (6398). https://doi.org/10.1126/science.aat1378

2.The IceCube Collaboration et al. 2018. IceCube-0506A ચેતવણી પહેલા બ્લાઝર TXS 056+170922 ની દિશામાંથી ન્યુટ્રિનો ઉત્સર્જન. વિજ્ઞાન. 361 (6398). https://doi.org/10.1126/science.aat2890

***