वैज्ञानिकों ने अमेरिका में डिटेक्टरों की मदद से डार्क मैटर का संभावित संकेत खोजा
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Aaj Tak
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वैज्ञानिकों ने अमेरिका में डिटेक्टरों की मदद से डार्क मैटर का संभावित संकेत खोजा

वैज्ञानिकों को ब्रह्मांड के सबसे बड़े रहस्यों में से एक, डार्क मैटर की खोज में एक महत्वपूर्ण सुराग मिला है। संयुक्त राज्य अमेरिका में जमीन के नीचे लगभग एक मील पर स्थित प्रयोगशाला में स्थापित एक विशेष डिटेक्टर ने एक रहस्यमय कण दर्ज किया। हालांकि यह कण डार्क मैटर से संबंधित हो सकता है, वैज्ञानिक इसे अभी तक अंतिम खोज नहीं मानते हैं।

यह संकेत LZ डिटेक्टर में दर्ज किया गया था। दो वर्षों तक लगभग 250 वैज्ञानिकों और इंजीनियरों ने प्राप्त डेटा का विश्लेषण किया। इन शोधकर्ताओं में छह अलग-अलग देशों के 39 संस्थान शामिल हैं। विश्लेषण के दौरान एक कण पाया गया जो एक परमाणु से टकराया था। वैज्ञानिकों का अनुमान है कि यह WIMP (कमजोर रूप से परस्पर क्रिया करने वाला विशाल कण) हो सकता है, जिसे डार्क मैटर का संभावित उम्मीदवार माना जाता है।

यह डिटेक्टर संयुक्त राज्य अमेरिका के दक्षिण डकोटा में सानफोर्ड भूमिगत अनुसंधान सुविधा में स्थित है। प्रयोगशाला जमीन की सतह से लगभग एक मील की गहराई पर है। डिटेक्टर को इतनी गहराई पर रखने से ऊपर से आने वाले अन्य कणों का प्रभाव कम हो जाता है, जिससे वैज्ञानिकों को अत्यंत कमजोर संकेतों को पकड़ने की अनुमति मिलती है।

LZ डिटेक्टर अत्यधिक छोटे कणों की परस्पर क्रिया को रिकॉर्ड करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। सरल शब्दों में, यह उस छोटे संकेत को पकड़ने की कोशिश करता है जो तब उत्पन्न होता है जब डार्क मैटर का कण किसी परमाणु से टकराता है।

फिलहाल, खोज का दावा करना जल्दबाजी होगी। वैज्ञानिकों ने केवल एक घटना दर्ज की है जो डार्क मैटर से संबंधित हो सकती है। इस बात का प्रमाण देने के लिए एक घटना पर्याप्त नहीं है कि यह वास्तव में डार्क मैटर है। इस संकेत को 2.6 सिग्मा रेटिंग मिली है, जो परिणाम की विश्वसनीयता को समझने में मदद करती है।

एक बड़ी वैज्ञानिक खोज के लिए आमतौर पर 5 सिग्मा स्तर की आवश्यकता होती है। इसलिए, प्राप्त संकेत को अतिरिक्त पुष्टि की आवश्यकता है। ब्राउन विश्वविद्यालय के प्रोफेसर रिक गैटस्केल ने भी उल्लेख किया कि टीम डार्क मैटर की खोज का दावा नहीं कर रही है; उनके अनुसार, उन्होंने कुछ दिलचस्प देखा है, लेकिन पूरी समझ के लिए आगे के शोध की आवश्यकता है।

डार्क मैटर वह पदार्थ है जिसे सीधे देखा नहीं जा सकता है। यह प्रकाश उत्सर्जित नहीं करता है और न ही सामान्य तरीके से उसे परावर्तित करता है, जिससे इसका सीधा अवलोकन बेहद मुश्किल हो जाता है। फिर भी, वैज्ञानिक मानते हैं कि डार्क मैटर मौजूद है क्योंकि गुरुत्वाकर्षण अन्य वस्तुओं पर प्रभाव डालता है। वैज्ञानिकों के अनुमान के अनुसार, डार्क मैटर ब्रह्मांड में सभी पदार्थ का लगभग 85 प्रतिशत हो सकता है। इतने बड़े आयतन के बावजूद, वैज्ञानिक अभी तक डार्क मैटर का कोई कण नहीं पकड़ पाए हैं, जिससे यह हालिया संकेत बहुत महत्वपूर्ण हो जाता है।

वैज्ञानिकों ने यह भी जांच की है कि क्या यह संकेत किसी अन्य कारण से उत्पन्न हो सकता है। ब्रिस्टल विश्वविद्यालय के प्रोफेसर हेनिंग फ्लेचर के अनुसार, टीम ने वैकल्पिक स्पष्टीकरणों की तलाश में बहुत समय बिताया है। अब तक उन्हें कोई ऐसा कारण नहीं मिला है जो इस विसंगति को पूरी तरह से समझा सके।

अब वैज्ञानिक LZ डिटेक्टर से आने वाले अतिरिक्त डेटा का अध्ययन करना जारी रखेंगे। यदि भविष्य में इसी तरह के कई संकेत आते हैं, और उनके सांख्यिकीय संकेतक 5 सिग्मा स्तर तक पहुंचते हैं, तो यह डार्क मैटर की खोज के दावे को मजबूत कर सकता है। फिलहाल, वैज्ञानिकों ने डार्क मैटर को नहीं, बल्कि केवल उसके संभावित निशान को खोजा है, और केवल आगे का शोध ही यह निर्धारित करेगा कि यह वास्तव में डार्क मैटर था या किसी अन्य कण से जुड़ा कोई घटना थी।

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वैज्ञानिकों ने एक ऐसी घटना दर्ज की है जो डार्क मैटर की खोज में योगदान दे सकती है। यह संकेत संयुक्त राज्य अमेरिका के दक्षिण डकोटा में एक पुरानी सोने की खदान में जमीन के नीचे 1.6 किमी की गहराई पर स्थापित LUX-ZEPLIN (LZ) प्रयोग में दर्ज किया गया था।

अवलोकित व्यवहार WIMP कण और क्सीनन परमाणु के साथ परस्पर क्रिया को दर्शाता है। हालांकि, एक बाधा मौजूद है: यह केवल एक एकल घटना थी। इसलिए, शोधकर्ता अभी तक इस परिणाम को डार्क मैटर की खोज नहीं मानते हैं।

LZ प्रयोग को अनुमानित डार्क मैटर कणों और सामान्य पदार्थ के बीच अत्यंत दुर्लभ इंटरैक्शन का पता लगाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। उपकरण के अंदर 10 टन तरल क्सीनन है।

यदि WIMP क्सीनन परमाणु के नाभिक से टकराता है, तो टक्कर से अल्ट्रावायलेट प्रकाश की एक हल्की चमक उत्पन्न हो सकती है। टक्कर से नाभिक में एक छोटा विस्थापन भी होता है, जिसे न्यूक्लियर रिकॉइल कहा जाता है। प्राप्त डेटा में इसी तरह की परस्पर क्रिया दिखाई दी है।

इस परिणाम को जापान में एक वैज्ञानिक सम्मेलन में प्रस्तुत किया गया था और फिजिकल रिव्यू लेटर्स पत्रिका में जमा किए गए एक शोध पत्र में वर्णित किया गया है।

अध्ययन के मुख्य निष्कर्ष

ब्रिस्टल विश्वविद्यालय, यूके के कण भौतिक विज्ञानी सैम एरिकसन, जो अध्ययन के मुख्य लेखक हैं, ने इस परिणाम को एक महत्वपूर्ण परिकल्पना बताया। उन्होंने टिप्पणी की: 'हमने कुछ दिलचस्प देखा है जिसे हम वैज्ञानिक समुदाय के साथ साझा करना चाहते हैं ताकि उनकी राय ले सकें।'

जो कुछ भी हम सीधे देख सकते हैं - सितारों और ग्रहों से लेकर मनुष्यों तक - वह सामान्य पदार्थ से संबंधित है। यह ब्रह्मांड के कुल पदार्थ का लगभग 15% बनाता है। इसके विपरीत, अधिकांश हिस्सा डार्क मैटर है। यह प्रकाश उत्सर्जित या परावर्तित नहीं करता है, जिससे इसका सीधा अवलोकन असंभव हो जाता है। फिर भी, इसकी उपस्थिति गुरुत्वाकर्षण प्रभावों में प्रकट होती है जो आकाशगंगाओं और आकाशगंगा समूहों को प्रभावित करते हैं।

एक परिकल्पना बताती है कि डार्क मैटर ब्रह्मांड की शुरुआत में उत्पन्न हुए कणों से बना था। WIMPs जांच किए जा रहे उम्मीदवारों में शामिल हैं।

वैज्ञानिक इस ब्रह्मांडीय घटक के संकेतों की विभिन्न तरीकों से तलाश कर रहे हैं। चूंकि केवल एक घटना दर्ज की गई है, इसलिए पुष्टि के लिए आवश्यक सांख्यिकीय स्तर तक पहुंचने के लिए यह अपर्याप्त है। अब शोधकर्ताओं को यह जांचना होगा कि क्या संकेत किसी अन्य स्रोत से है।

सावधानी की आवश्यकता

एरिकसन ने जोर देकर कहा: 'हम एक घटना के साथ जल्दबाजी नहीं करना चाहते हैं। हम यह दावा नहीं करते हैं कि हमने डार्क मैटर खोज लिया है।' UCLA के खगोल भौतिकीविद अल्विन कामाहा, जो अध्ययन की सह-लेखिका हैं, ने भी अत्यधिक सावधानी बरतने की आवश्यकता पर जोर दिया: 'हम कुछ असाधारण देख सकते हैं, लेकिन ऐसा निष्कर्ष निकालने से पहले हमें बहुत सख्त होने की जरूरत है।'

इस प्रकार, यह परिणाम डार्क मैटर के रहस्य को हल नहीं करता है। यह केवल LZ डेटा में एक असामान्य घटना जोड़ता है, और भविष्य के विश्लेषण यह निर्धारित करेंगे कि क्या इस संकेत के पीछे वास्तव में कुछ नया है।

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