न्यूट्रिनो वेधशाला के पीछे का विज्ञान जिसे भौतिकी में नोबेल पुरस्कार मिला

संयुक्त राज्य अमेरिका के दक्षिण डकोटा राज्य में सतह से 1.6 किलोमीटर की गहराई पर विशाल गुफाएं तैयार की जा रही हैं, जिनका उद्देश्य मानवता के सबसे पुराने प्रश्नों में से एक का उत्तर देना है - ब्रह्मांड कैसे उत्पन्न हुआ। इन गुफाओं तक पहुंचने के लिए एक लिफ्ट का उपयोग किया जाता है जो वैज्ञानिकों को पृथ्वी की गहराइयों तक पहुंचाती है।

प्रोजेक्ट ड्यून के शोधकर्ताओं ने भूमिगत प्रयोगशाला तक मार्ग प्रदर्शित किया है, जिसे दुनिया के सबसे महत्वाकांक्षी वैज्ञानिक प्रयोगों में से एक करने के लिए बनाया गया है। ये उपकरण लीड शहर में स्थित हैं और उन्हें कण डिटेक्टरों से लैस किया जाएगा जो ब्रह्मांड की उत्पत्ति और विकास के रहस्यों को उजागर कर सकते हैं। उपयोग की जाने वाली तकनीकों में साम्पीनास राज्य विश्वविद्यालय (Unicamp) द्वारा विकसित उपकरण शामिल हैं।

यह रिपोर्ट 'Unicamp 60' श्रृंखला का हिस्सा है, जिसका निर्माण EPTV द्वारा साम्पीनास राज्य विश्वविद्यालय की साठवीं वर्षगांठ के उपलक्ष्य में किया जा रहा है। EPTV 2 पर पांच एपिसोड की एक श्रृंखला प्रसारित की गई है, जो दर्शाती है कि विश्वविद्यालय अनुसंधान और जीवन की कहानियों के माध्यम से ब्राजील के विकास में कैसे योगदान देता है।

प्रयोगशाला इतनी गहराई में क्यों स्थित है?

वैज्ञानिक दक्षिण डकोटा, संयुक्त राज्य अमेरिका में 1.6 किमी की गहराई पर भूमिगत गुफाओं का अध्ययन कर रहे हैं, जहां प्रोजेक्ट ड्यून के न्यूट्रिनो डिटेक्टर स्थापित किए जाएंगे। इन गुफाओं को डिटेक्टरों को रखने के लिए खोदा गया था जो न्यूट्रिनो का विश्लेषण करेंगे - उपपरमाणु कण जिन्हें 'भूतिया कण' कहा जाता है क्योंकि उनका अवलोकन करना बहुत कठिन होता है।

न्यूट्रिनो, जो सूर्य जैसी घटनाओं में प्राकृतिक रूप से बनते हैं, ग्रहों, चट्टानों और यहां तक कि मानव शरीर से भी लगभग बिना किसी पदार्थ के संपर्क के गुजर जाते हैं। प्रयोगशाला की गहराई महत्वपूर्ण है क्योंकि यह सतह पर पहुंचने वाली अधिकांश ब्रह्मांडीय विकिरण को अवरुद्ध करती है, जिससे माप में हस्तक्षेप कम होता है।

प्रयोग इस प्रकार होगा: शिकागो के पास Fermilab में कण त्वरक न्यूट्रिनो का एक बीम बनाएगा। फिर ये कण पृथ्वी के माध्यम से लगभग 1300 किलोमीटर तक दक्षिण डकोटा तक यात्रा करेंगे। अंतिम चरण में, तरल आर्गन से भरे विशाल डिटेक्टर न्यूट्रिनो के पदार्थ के साथ दुर्लभ संपर्क क्षणों को दर्ज करेंगे।

गुफा खोदने का काम अगस्त 2024 में पूरा हो गया था, और अब मुख्य ध्यान प्रयोग के लिए उपकरणों की स्थापना पर है।

Unicamp की क्या भूमिका है?

ब्राजीलियाई भागीदारी डिटेक्टरों के कामकाज के लिए महत्वपूर्ण है। Unicamp के नेतृत्व में शोधकर्ताओं ने दो प्रौद्योगिकियां विकसित की हैं जिनका उपयोग भूमिगत प्रयोगशाला में किया जाएगा।

पहली तकनीक तरल आर्गन की शुद्धिकरण प्रणाली है, जिसे उन अशुद्धियों को हटाने के लिए डिज़ाइन किया गया है जो परिणामों को खतरे में डाल सकती हैं। नियोजित प्रत्येक चार डिटेक्टर में इस पदार्थ की लगभग 17 हजार टन होगी। विश्वविद्यालय में अनुसंधान समन्वयक भौतिक विज्ञानी पास्कोअल पाग्लियुसो ने समझाया: 'Unicamp के नेतृत्व में ब्राज़ीलियाई शोधकर्ताओं ने ऑक्सीजन और नाइट्रोजन को हटाने के लिए तरल आर्गन के शुद्धिकरण की एक अभिनव कार्यप्रणाली विकसित की है।'

दूसरी तकनीक X-Arapuca है, एक उपकरण जो न्यूट्रिनो के आर्गन के साथ संपर्क से उत्पन्न होने वाले प्रकाश संकेतों को पकड़ता है। चूंकि ऐसे संपर्क अत्यंत दुर्लभ होते हैं, इसलिए अधिकतम जानकारी एकत्र करना अध्ययन के लिए महत्वपूर्ण है। Unicamp के भौतिक विज्ञानी एना अमेलिया बर्गामिनी माचडो के अनुसार, सेंसर द्वारा दर्ज किए गए संकेत कणों के गुणों, जैसे उनकी ऊर्जा, को मापने की अनुमति देते हैं।

Unicamp के अलावा, परियोजना में कई अन्य संस्थानों के विशेषज्ञ शामिल हैं, जिनमें संघीय विश्वविद्यालय सैन कार्लोस (UFSCar), सैन कार्लोस में विश्वविद्यालय सैन पाउलो (USP), संघीय विश्वविद्यालय सैन जुआन डेल रे (UFSJ), संघीय विश्वविद्यालय अल्फेनास (Unifal), संघीय विश्वविद्यालय एबीसी (UFABC), एयरोनॉटिकल टेक्नोलॉजी इंस्टीट्यूट (ITA), संघीय प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय पराना (UTFPR), ब्राज़ीलियाई भौतिकी अनुसंधान केंद्र (CBPF), राष्ट्रीय ऊर्जा और सामग्री अनुसंधान केंद्र (CNPEM), रेनाटो आर्चर सूचना प्रौद्योगिकी केंद्र (CTI) और यूनाइटेड किंगडम में लिवरपूल विश्वविद्यालय शामिल हैं।

इस मेगाप्रोजेक्ट में कुल निवेश लगभग 20 बिलियन ब्राज़ीलियाई रियल है, जिसमें ब्राजील का हिस्सा लगभग 200 मिलियन रियल का अनुमान है, जिसे साम्पीनास राज्य अनुसंधान सहायता कोष (Fapesp) और वित्त पोषण एजेंसी फॉर रिसर्च एंड प्रोजेक्ट्स (Finep) द्वारा वित्त पोषित किया जाता है।

वैज्ञानिक क्या खोजने की उम्मीद करते हैं?

'ड्यून', जिसका अंग्रेजी में अर्थ है 'अंडरग्राउंड न्यूट्रिनो एक्सपेरिमेंट', 35 से अधिक देशों के कम से कम 200 संस्थानों को एकजुट करता है और न्यूट्रिनो के गुणों को समझने का प्रयास करता है जो अभी भी भौतिकी की नींव पर सवाल उठाते हैं।

मुख्य प्रश्नों में से एक यह है कि बिग बैंग के बाद पदार्थ एंटीमैटर पर हावी क्यों हुआ, जिसने सितारों, ग्रहों और अंततः जीवन के निर्माण की अनुमति दी। पाग्लियुसो ने टिप्पणी की: 'ब्रह्मांड की उत्पत्ति के बारे में समुदाय का सबसे स्वीकृत मॉडल बिग बैंग है। लेकिन यह कैसे हुआ और आज जिस स्थिति में ब्रह्मांड मौजूद है, उसमें यह कैसे विकसित हुआ, यह एक बहुत बड़ा रहस्य बना हुआ है।'

वैज्ञानिक तारों के विस्फोटों के परिणामस्वरूप उत्पन्न होने वाले न्यूट्रिनो का भी अध्ययन करने की योजना बना रहे हैं, जो न्यूट्रॉन सितारों और ब्लैक होल के निर्माण के बारे में जानकारी प्रदान कर सकता है। शोधकर्ताओं का अनुमान है कि डिटेक्टर Fermilab द्वारा उत्पन्न बीम के पूरी तरह से चालू होने से पहले ही प्राकृतिक उत्पत्ति के न्यूट्रिनो का अध्ययन शुरू कर सकते हैं।

पाग्लियुसो के अनुसार, परियोजना मौलिक कण भौतिकी से कहीं आगे के उत्तर खोज रही है। उन्होंने जोड़ा: 'जब हम खेल के रूप में ब्रह्मांड के बारे में सोचते हैं, तो हम यह समझना चाहते हैं कि हम कौन हैं, हम कहाँ से आए हैं और हम कहाँ जा रहे हैं।'

जापानी अंतरिक्ष एजेंसी JAXA के वैज्ञानिकों ने चंद्रमा पर मारियस हिल्स क्षेत्र में लगभग 50 किलोमीटर लंबी भूमिगत सुरंग के अस्तित्व के संकेतों का पता लगाया है। यह जानकारी ऑर्बिटल उपकरण कागुया द्वारा एकत्र किए गए रडार डेटा के विश्लेषण के बाद प्राप्त हुई। शोधकर्ताओं का मानना है कि यदि यह सुरंग मौजूद है, तो इसका उपयोग भविष्य में चंद्रमा पर मनुष्यों के रहने के लिए किया जा सकता है।

चंद्रमा पर पृथ्वी के समान वायुमंडल और मौसम की स्थिति नहीं है। अंतरिक्ष से हानिकारक विकिरण, छोटे उल्कापिंडों और तापमान में तेज उतार-चढ़ाव के प्रभाव का खतरा रहता है। भूमिगत सुरंग इन खतरों से बचाव में मदद कर सकती है। हालांकि, इस सुरंग के बारे में वर्तमान में पूरी जानकारी अज्ञात है, और यह पता लगाना बाकी है कि मनुष्य के अंदर रहना कितना सुरक्षित होगा।

वर्ष 2009 में, ऑर्बिटल उपकरण कागुया ने चंद्रमा की तस्वीरें लीं, जिनमें मारियस हिल्स क्षेत्र में मारियस हिल्स हॉल नामक एक बड़ा क्रेटर देखा गया था। इस क्रेटर का अनुमानित आकार लगभग 50 मीटर चौड़ा और 50 मीटर गहरा था। चंद्रमा का यह हिस्सा पृथ्वी से दिखाई देने वाले भाग में स्थित है। वैज्ञानिकों को संदेह था कि यह क्रेटर एक बड़ी भूमिगत सुरंग का खुला हिस्सा हो सकता है, इसलिए उन्होंने चंद्रमा की सतह के नीचे बड़े रिक्त स्थानों की उपस्थिति के लिए रडार डेटा की जांच की।

कागुया ऑर्बिटल उपकरण में लूनर रडार साउंडर (LRS) नामक एक उपकरण स्थापित किया गया था, जो चंद्रमा की सतह पर रडार सिग्नल भेजता था। ये सिग्नल वापस परावर्तित होते थे, जिससे वैज्ञानिकों को सतह के नीचे की संरचना को समझने में मदद मिलती थी। वर्ष 2017 में, जियोफिजिकल रिसर्च लेटर्स नामक वैज्ञानिक पत्रिका में एक लेख प्रकाशित हुआ, जिसमें वैज्ञानिकों ने बड़ी भूमिगत गुहाओं की संभावना का संकेत देने वाले संकेतों का वर्णन किया था। इन आंकड़ों के आधार पर, लगभग 50 किलोमीटर लंबी लावा ट्यूब के अस्तित्व की परिकल्पना की गई थी। फिर भी, रडार की सीमाओं के कारण सुरंग के हर हिस्से का निरीक्षण करना संभव नहीं था, इसलिए इसकी पूरी लंबाई और संरचना की पुष्टि के लिए आगे के शोध की आवश्यकता है।

वैज्ञानिकों के अनुसार, बहुत पहले चंद्रमा पर ज्वालामुखी विस्फोट हुए थे, जिनसे गर्म लावा बहता था। जब लावा बहना बंद हो जाता था, तो उसका बाहरी हिस्सा ठंडा होकर जम जाता था, जबकि आंतरिक, अधिक गर्म लावा आगे बढ़ता रहता था, जिससे एक लंबी भूमिगत सुरंग जैसी जगह बनती थी। ऐसी संरचनाओं को लावा ट्यूब कहा जाता है। मारियस हिल्स क्षेत्र में ज्वालामुखीय गतिविधि के परिणामस्वरूप बनी कई संरचनाएं मौजूद हैं। वैज्ञानिक अनुमान लगाते हैं कि इस सुरंग की आयु लगभग 3.5 अरब वर्ष हो सकती है, और इसका अध्ययन चंद्रमा के प्राचीन इतिहास को बेहतर ढंग से समझने में मदद करेगा।

चंद्रमा पर मनुष्यों के दीर्घकालिक निवास के लिए एक सुरक्षित क्षेत्र महत्वपूर्ण है। हानिकारक ब्रह्मांडीय किरणों और छोटे उल्कापिंडों से खुद को बचाना मुश्किल है। भूमिगत सुरंग इन कारकों से सुरक्षा प्रदान कर सकती है, साथ ही तापमान में तेज बदलाव के प्रभाव को भी कम कर सकती है। वैज्ञानिक उम्मीद करते हैं कि ऐसी जगहों पर पानी या बर्फ के संकेत मिल सकते हैं, लेकिन अभी तक इस सुरंग में पानी या बर्फ की उपस्थिति का कोई प्रमाण नहीं है। अब वैज्ञानिकों को सुरंग के आकार और इसकी छत और दीवारों की मजबूती का निर्धारण करना है। तभी यह तय किया जा सकेगा कि क्या यह स्थान मानव बस्ती के लिए उपयुक्त है। यदि भविष्य के शोध इन धारणाओं की पुष्टि करते हैं, तो यह सुरंग भविष्य में चंद्रमा पर मनुष्यों के लिए एक आश्रय बन सकती है। वर्तमान में, यह खोज चंद्रमा की भूमिगत जगहों को समझने में एक महत्वपूर्ण कदम है।

रूस का सैन्य उपग्रह कॉस्मोस-2612 रडार उपग्रह ICEYE-X36 के करीब आया, जिसका पंजीकरण संयुक्त राज्य अमेरिका में है और यह फिनिश-अमेरिकी मूल का है। यह घटना लगभग 17 और 18 अक्टूबर को पृथ्वी से लगभग 547 किलोमीटर की ऊंचाई पर हुई। अंतरिक्ष में उपग्रहों को ट्रैक करने वाली कंपनी LeoLabs के आंकड़ों के अनुसार, रूसी उपग्रह ने ICEYE-X36 के पास आने के लिए कई बार अपना प्रक्षेपवक्र बदला, और उनके बीच की दूरी लगभग 500 मीटर तक पहुंच गई, हालांकि कुछ स्रोतों का दावा है कि दूरी कम थी।

इस मामले का महत्व इसलिए है क्योंकि ICEYE के रडार से प्राप्त छवियों का उपयोग यूक्रेनी सेना का समर्थन करने के लिए किया जाता है। ये तस्वीरें रात में या बादल छाए रहने पर भी जमीन पर वस्तुओं का पता लगाने की अनुमति देती हैं। हालांकि, यह स्पष्ट नहीं है कि क्या ICEYE-X36 से ली गई तस्वीरें सीधे यूक्रेन को भेजी गईं। केवल रूसी उपग्रह का दूसरे उपग्रह के करीब आना अपने आप में कोई सामान्य घटना नहीं है।

रूस ने 16 अप्रैल, 2026 को कॉस्मोस-2612 लॉन्च किया था। सितंबर के अंत से इस उपग्रह की स्थिति में बदलाव देखा जाने लगा था। इसने 30 सितंबर, 12 अक्टूबर, और 15-16 अक्टूबर को अपना प्रक्षेपवक्र बदला, जिसके बाद यह ICEYE-X36 के करीब आ गया। एस्ट्रोएनालिस्ट जॉर्जि त्रिशकिन ने टिप्पणी की कि शून्य सापेक्ष गति के करीब आना ICEYE-X36 को कक्षीय सुधार करने के लिए मजबूर करने के प्रयास का संकेत दे सकता है, जो संभावित रूप से इसके संचालन में बाधा डाल सकता है और ईंधन खर्च कर सकता है। RAND के शोधकर्ता माइकल बोनहर्ट ने इस दृष्टिकोण को शक्ति प्रदर्शन बताया।

16 अक्टूबर से पहले, उपग्रहों के बीच की दूरी कई किलोमीटर थी। इसके बाद, रूसी उपग्रह ने अपनी स्थिति बदल दी और लगभग दो दिनों तक ICEYE-X36 के पास रहा, जिसके बाद इसे दूर होने के संकेत मिले।

यह खबरें सामने आईं कि उपग्रहों के बीच न्यूनतम दूरी केवल 26 मीटर थी, लेकिन इस आंकड़े की पुष्टि नहीं की गई थी। विशेषज्ञों का मानना है कि न्यूनतम दूरी कुछ सौ मीटर हो सकती थी। एक उपग्रह ट्रैकिंग वेबसाइट ने 17 अक्टूबर को दूरी 578 मीटर बताई थी। जब उपग्रह दिशा बदलते हैं तो उनका सटीक स्थान निर्धारित करना मुश्किल होता है, इसलिए 26 मीटर का आंकड़ा विश्वसनीय नहीं माना जा सकता है।

संयुक्त राष्ट्र की पहली समिति की बैठक में घोषणा की गई कि रूस का सैन्य उपग्रह COSMOS 2612 खतरनाक व्यवहार प्रदर्शित कर रहा था, जानबूझकर एक वाणिज्यिक उपग्रह के करीब आ रहा था, जो अंतरिक्ष हथियारों के दायरे में कार्रवाई के अनुरूप है। यह निम्न पृथ्वी कक्षा में स्थापित सुरक्षा थ्रेशोल्ड का उल्लंघन करता है। संयुक्त राज्य अमेरिका अंतरिक्ष में अपने महत्वपूर्ण राष्ट्रीय हितों को सुरक्षित और संरक्षित करना जारी रखेगा।

फिनलैंड में स्थित ICEYE कंपनी रडार उपग्रह बनाती है, और ICEYE-X36 संयुक्त राज्य अमेरिका में पंजीकृत है। इस कंपनी का रडार किसी भी समय और बादलों की उपस्थिति में पृथ्वी की सतह की छवियां प्राप्त करने की अनुमति देता है। जनवरी 2026 में, ICEYE ने यूक्रेन के रक्षा मंत्रालय के ग्राहक के साथ सहयोग का विस्तार करने की घोषणा की थी। उपग्रह से प्राप्त तस्वीरें यूक्रेनी सेनाओं को जमीन पर हो रही गतिविधियों को समझने में मदद करती हैं। फिर भी, यह अज्ञात है कि क्या ICEYE-X36 की तस्वीरों का विशेष रूप से यूक्रेनी सेना द्वारा उपयोग किया गया था।

इतने करीब आने के लिए उपग्रहों को गति और प्रक्षेपवक्र में बदलाव की आवश्यकता होती है, जिसके लिए सटीक जानकारी, तकनीक और ईंधन की आवश्यकता होती है। जब कोई उपग्रह लंबे समय तक दूसरे के पास रहता है, तो विशेषज्ञ उसकी गतिविधियों पर बारीकी से नजर रखते हैं। ऐसे युद्धाभ्यास किसी देश के पास दूसरे उपग्रह के करीब आने और उसे देखने की क्षमता होने का संकेत दे सकते हैं। हालांकि, केवल करीब आना यह साबित नहीं करता है कि रूस जासूसी कर रहा था या हमला करने का इरादा रखता था। फिलहाल, टकराव या ICEYE-X36 को नुकसान होने का कोई प्रमाण नहीं है। यह घटना दर्शाती है कि अंतरिक्ष में उपग्रहों की सुरक्षा देशों के बीच बढ़ते तनाव का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बन गई है।