ఇదే 2026 భౌతికశాస్త్ర నోబెల్‌ పురస్కారం పొందిన పరిశోధన
విశ్వం నుంచి భూమిపైకి నిరంతరం దూసుకొచ్చే కొన్ని కణాలు మన కంటికి కనిపించవు. అవి ఎక్కడి నుంచి వస్తున్నాయి, అంతటి అపారమైన శక్తిని ఎక్కడి నుంచి పొందుతున్నాయి అనేది శాస్త్రవేత్తలకు దశాబ్దాలుగా సవాలుగా ఉంది. ఈ రహస్యాన్ని ఛేదించేందుకు దక్షిణ ధ్రువంలోని మంచునే ఒక భారీ పరిశోధనా పరికరంగా మార్చిన శాస్త్రవేత్త ఫ్రాన్సిస్‌ హాల్జెన్‌. ఆయన ఆలోచనతో ఏర్పడిన ఐస్‌క్యూబ్‌ న్యూట్రినో అబ్జర్వేటరీ ద్వారా ఖగోళ మూలాల నుంచి వచ్చే అత్యంత శక్తివంతమైన న్యూట్రినోలను గుర్తించగలిగారు. విశ్వంలోని అత్యంత శక్తివంతమైన సంఘటనలను అధ్యయనం చేసేందుకు కొత్త మార్గాన్ని తెరిచిన ఈ కృషికి హాల్జెన్‌కు 2026 భౌతికశాస్త్ర నోబెల్‌ బహుమతి లభించింది.
కణాల నుంచి విశ్వం
బెల్జియంలో పెరిగిన హాల్జెన్‌కు 1960లలో కణ భౌతికశాస్త్రంలో వచ్చిన పురోగతి ఆసక్తి కలిగించింది. తొలుత క్వార్క్‌లతో నిర్మితమైన భారీ కణాలపై దృష్టి పెట్టిన ఆయన పీహెచ్‌డీ పూర్తయిన తర్వాత అమెరికాలోని యూనివర్సిటీ ఆఫ్‌ విస్కాన్సిన్‌–మాడిసన్‌కు వెళ్లారు. అంతరిక్షం నుంచి భూమిని చేరే కణాలను అధ్యయనం చేయడం ద్వారా కణ భౌతికశాస్త్రాన్ని అర్థం చేసుకోవచ్చని, అదే సమయంలో కణ భౌతికశాస్త్రం ద్వారా ఖగోళశాస్త్రానికి కొత్త సమాచారాన్ని అందించవచ్చని ఆయన గ్రహించారు. విశ్వంలో నిరంతరం ప్రయాణించే కణాలను కాస్మిక్‌ కిరణాలు అంటారు. వీటిలో ప్రధానంగా హైడ్రోజన్‌ పరమాణువుల కేంద్రకాలైన ప్రోటాన్లు ఉంటాయి. అంతరిక్షం నుంచి వచ్చే కొన్ని ప్రోటాన్లు భూమిపై కృత్రిమ కణ యాక్సిలరేటర్లలో సాధించగల శక్తికంటే ఎన్నో రెట్లు ఎక్కువ శక్తితో మన దగ్గరకు చేరుతాయి. ఆ శక్తిని అవి ఎక్కడ పొందుతున్నాయన్నది చాలాకాలంగా పరిష్కారం కాని ప్రశ్నగా ఉంది. అత్యంత శక్తివంతమైన ప్రోటాన్లను వేగవంతం చేసే ప్రక్రియల్లోనే అధిక శక్తి న్యూట్రినోలు కూడా ఏర్పడతాయని భౌతికశాస్త్రం చెబుతోంది. కాబట్టి వాటిని గుర్తిస్తే విశ్వంలోని సహజ కణ యాక్సిలరేటర్లు ఎక్కడ ఉన్నాయో తెలుసుకునే అవకాశం ఉంటుంది.
న్యూట్రినోలకు విద్యుదావేశం ఉండదు. ద్రవ్యరాశి కూడా దాదాపు ఉండదు. అందువల్ల అవి పదార్థం గుండా ఎలాంటి గుర్తూ లేకుండా దూసుకుపోతాయి. పరమాణు కేంద్రకంతో ఢీకొనే సందర్భాలు చాలా అరుదు. మనకు తెలియకుండానే ప్రతి సెకనూ సూర్యుడి నుంచి వచ్చే సుమారు 6,500 కోట్ల న్యూట్రినోలు మన చేతి చిన్నవేలి గోరు గుండా కూడా ప్రయాణిస్తాయి. సుదూర అంతరిక్షం నుంచి వచ్చే ఈ కణాలను గుర్తించగలిగితే అవి పుట్టిన ప్రాంతాల్లోని అత్యంత తీవ్రమైన పరిస్థితుల గురించి సమాచారం తెలుసుకోవచ్చు.
1980లలో అంటార్కిటికా మంచు ఇందుకు అనువైనదని హాల్జెన్‌ గుర్తించారు. నీటికి బదులు సహజంగా ఏర్పడిన మంచునే భారీ న్యూట్రినో డిటెక్టర్‌గా ఉపయోగించాలన్నది ఆయన ఆలోచన. న్యూట్రినో మంచులోని పరమాణు కేంద్రకంతో ఢీకొన్నప్పుడు ఏర్పడే కాంతి మెరుపులను మంచులో అమర్చిన సెన్సర్ల ద్వారా గుర్తించవచ్చని ఆయన భావించారు. 1988లో పోలాండ్‌లో జరిగిన ఒక సమావేశంలో దక్షిణ ధ్రువ మంచులో న్యూట్రినో పరిశీలనా కేంద్రాన్ని ఏర్పాటు చేయాలన్న ఆలోచనను తొలిసారిగా ప్రతిపాదించారు. దక్షిణ ధ్రువంలో ఇప్పటికే పరిశోధనా కేంద్రం ఉండటం, మంచు లోతుల్లో చీకటి స్థిరంగా ఉండటం, జీవుల వల్ల కలిగే అంతరాయం లేకపోవడం వంటి కారణాలు ఈ ప్రాంతాన్ని అనుకూలంగా మార్చాయి. అయితే తీవ్రమైన చలి కారణంగా నవంబర్‌ నుంచి ఫిబ్రవరి వరకు ఉండే అంటార్కిటికా వేసవిలోనే ఎక్కువగా ప్రత్యక్ష పనులు చేయాల్సి వచ్చేది.
మంచులో ప్రయోగం
ఇంత లోతైన మంచులో పరికరాలను అమర్చడం పెద్ద సవాలే. వేడి నీటిని ఉపయోగించి మంచును కరిగిస్తూ కిలోమీటర్ల లోతైన రంధ్రాలు చేశారు. వాటిలో పొడవైన కేబుళ్లకు అనుసంధానించిన కాంతి సెన్సర్లను దించారు. మొదట గ్రీన్‌ల్యాండ్‌లో వీటిని పరీక్షించిన తర్వాత దక్షిణ ధ్రువంలో అమాండా అనే తొలి న్యూట్రినో పరిశీలనా కేంద్రాన్ని నిర్మించారు. మంచు పైభాగంలోని గాలి బుడగలు కాంతిని వివిధ దిశల్లోకి వ్యాపింపజేయడంతో ప్రారంభ ప్రయత్నాలు ఆశించిన ఫలితాలను ఇవ్వలేదు. అయితే 1,400 మీటర్ల లోతు దాటిన తర్వాత మంచు అత్యంత స్వచ్ఛంగా, పారదర్శకంగా ఉన్నట్లు తేలింది. అక్కడ ఏర్పడిన కాంతి దాదాపు 300 మీటర్ల దూరం ప్రయాణించగలిగింది.
అమాండా పరిమాణం సరిపోదని తేలడంతో మరింత భారీ ప్రాజెక్టుకు శ్రీకారం చుట్టారు. అదే ఐస్‌క్యూబ్‌. ఒక ఘన కిలోమీటరు మంచులో కాంతి సెన్సర్లను ఏర్పాటు చేశారు. 2011 నాటికి అది పూర్తి స్థాయిలో సిద్ధమైంది. మొత్తం 86 కేబుళ్లపై 5,160 కాంతి సెన్సర్లు ఏర్పాటు చేశారు. ఈ పరికరాల ద్వారా మంచులో జరిగే అరుదైన న్యూట్రినో ఢీకొనుళ్లను నమోదు చేయడం ప్రారంభమైంది.
అయితే ఇక్కడ మరో సమస్య ఉంది. భూమి వాతావరణంలోకి ప్రవేశించే కాస్మిక్‌ కిరణాలు కూడా న్యూట్రినోలను సృష్టిస్తాయి. అందువల్ల దూర విశ్వం నుంచి వచ్చిన వాటిని ఈ నేపథ్య సంకేతాల నుంచి వేరు చేయాల్సి వచ్చింది. ఏళ్ల తరబడి సేకరించిన డేటాను విశ్లేషించిన పరిశోధకులు 2013లో విశ్వ మూలాల నుంచి వచ్చిన న్యూట్రినోలను గుర్తించిన తొలి ఆధారాలను ప్రకటించారు. మరికొన్ని సంవత్సరాల పరిశీలన తర్వాత ఆ ఆవిష్కరణపై మరింత బలమైన నిర్ధారణకు వచ్చారు. ఇది న్యూట్రినో ఖగోళశాస్త్రంలో కీలక మలుపుగా నిలిచింది.
విశ్వానికి కొత్త దూతలు
న్యూట్రినో ఖగోళశాస్త్రం అంతకుముందే ప్రారంభమైంది. 1960లలో రేమండ్‌ డేవిస్‌ జూనియర్‌ సూర్యుడి నుంచి వచ్చే న్యూట్రినోలను పరిశీలించారు. జపాన్‌లో మసతోషి కొషిబా నాయకత్వంలోని కమీ ఓకాండే బృందం వాటి ప్రయాణ దిశను గుర్తించి మూలాన్ని తెలుసుకునే సామర్థ్యాన్ని చూపించింది. 1987లో కమీ ఓకాండే ఒక సూపర్‌నోవా నుంచి వచ్చిన న్యూట్రినోల సమూహాన్ని గుర్తించింది. అంతరిక్షంలోని పరిణామాలను ఈ కణాల ద్వారా అధ్యయనం చేయవచ్చని ఈ పరిశోధనలు నిరూపించాయి. ఈ పురోగతికి రేమండ్‌ డేవిస్‌ జూనియర్‌, మసతోషి కొషిబాలకు 2002 భౌతికశాస్త్ర నోబెల్‌ లభించింది.
ఐస్‌క్యూబ్‌ ఈ పరిశోధనను మరింత ముందుకు తీసుకెళ్లింది. ధూళి మేఘాల వెనుక దాగి ఉన్న ఖగోళ వస్తువులు, ఇతర రకాల వికిరణాలు ప్రయాణంలోనే బలహీనపడేంత దూరంలో ఉన్న ప్రాంతాల గురించి న్యూట్రినోలు సమాచారాన్ని అందించగలవు. ప్రోటాన్లలా వీటి దిశను అయస్కాంత క్షేత్రాలు మార్చలేవు. అందువల్ల అత్యధిక శక్తి కలిగిన న్యూట్రినోల ప్రయాణ మార్గాన్ని వెనక్కి అనుసరించడం ద్వారా వాటి పుట్టిన ప్రాంతాలను గుర్తించే అవకాశం ఉంది. గామా కిరణాలు అంతరిక్షంలో కాంతి, పదార్థంతో పరస్పర చర్య జరిపే సమయంలో బలహీనపడతాయి. న్యూట్రినోలు మాత్రం ఆ ప్రభావానికి గురికావు. అందువల్ల అవి విశ్వంలోని అత్యంత దూర ప్రాంతాల నుంచి నేరుగా సమాచారాన్ని తీసుకురాగలవు.
ఐస్‌క్యూబ్‌ ఇప్పటికే కొన్ని సంభావ్య ఖగోళ మూలాలను గుర్తించింది. వాటిలో క్రియాశీల గెలాక్సీ NGC 1068 లేదా M77 ఒకటి. నమోదైన 79 న్యూట్రినోలు ఈ గెలాక్సీ ఉన్న దిశ నుంచి వచ్చినట్లు కనిపించాయి. అయితే దానినే ఖచ్చితమైన న్యూట్రినో మూలంగా నిర్ధారించడానికి ఇంకా ఎక్కువ డేటా అవసరం. ఇటీవలి సంవత్సరాల్లో మన సొంత గెలాక్సీ మిల్కీ వే నుంచి వచ్చే అధిక శక్తి న్యూట్రినోలను కూడా పరిశోధకులు గుర్తించారు. ఈ పరిశోధన ఇంకా కొనసాగుతోంది. ఐస్‌క్యూబ్‌ను మరింత విస్తరించి ఐస్‌క్యూబ్‌-జెన్‌2ను నిర్మించేందుకు ప్రణాళికలు సిద్ధమవుతున్నాయి. ఇది దాదాపు ఎనిమిది ఘన కిలోమీటర్ల మంచును పరిశీలించే స్థాయిలో ఉండనుంది. ఉత్తర అర్ధగోళంలో నీటిని ఉపయోగించే మరికొన్ని న్యూట్రినో టెలిస్కోపులు కూడా అభివృద్ధి దశలో ఉన్నాయి.
విశ్వాన్ని తెలుసుకోవడానికి మనిషి ఇప్పటివరకు ప్రధానంగా కాంతిని ఉపయోగించాడు. ఫ్రాన్సిస్‌ హాల్జెన్‌ ఆలోచనతో న్యూట్రినోలు కూడా విశ్వానికి కొత్త దూతలుగా మారాయి. దక్షిణ ధ్రువంలోని మంచు కింద వేలాది సెన్సర్లను ఏర్పాటు చేసి, కంటికి కనిపించని ఈ కణాల జాడను పట్టుకోవడం ద్వారా విశ్వంలోని అత్యంత శక్తివంతమైన సంఘటనలను అధ్యయనం చేసే కొత్త మార్గాన్ని ఆయన తెరిచారు. విశ్వంలోని సహజ కణ యాక్సిలరేటర్లు ఎక్కడ ఉన్నాయి, అవి కణాలకు ఇంతటి అపారమైన శక్తిని ఎలా ఇస్తున్నాయి, సుదూర ఖగోళ వస్తువుల్లో ఎలాంటి తీవ్ర ప్రక్రియలు జరుగుతున్నాయి వంటి ప్రశ్నలకు సమాధానాలు వెతికే ఈ కృషికే ఫ్రాన్సిస్‌ హాల్జెన్‌కు 2026 భౌతికశాస్త్ర నోబెల్‌ బహుమతి లభించింది.
కామెంట్‌లు (0)