কাঁকড়া থেকে শিলাবৃষ্টি দেখা সর্বোচ্চ শক্তি ফোটন

কাঁকড়া থেকে শিলাবৃষ্টি দেখা সর্বোচ্চ শক্তি ফোটন

পদার্থবিদরা এখন পর্যন্ত দেখা সর্বোচ্চ শক্তির আলো খুঁজে পেয়েছেন। একটি নক্ষত্র বিস্ফোরিত হলে এটি পিছনে ফেলে যাওয়া রয়লিং থেকে নির্গত হয়।

এই আলোটি আকাশগঙ্গায় প্রায় 6,500 আলোকবর্ষ দূরে একটি নাক্ষত্রিক বিস্ফোরণের অবশিষ্টাংশ বা সুপারনোভা ক্র্যাব নেবুলা থেকে পৃথিবীতে প্রবেশ করেছে। তিব্বত AS-গামা পরীক্ষা 100 ট্রিলিয়ন ইলেকট্রন ভোল্টের বেশি শক্তি সহ নীহারিকা থেকে আলোর একাধিক কণা — বা ফোটনগুলি ধরেছে, গবেষকরা একটি গবেষণায় গৃহীত প্রতিবেদনে রিপোর্ট করেছেন শারীরিক পর্যালোচনা চিঠি. দৃশ্যমান আলো, তুলনা করার জন্য, মাত্র কয়েক ইলেক্ট্রন ভোল্ট শক্তি আছে।

যদিও বিজ্ঞানীরা এর আগে এই শক্তিগুলিতে ফোটনের সন্ধান করেছেন, তারা এখন পর্যন্ত এই ধরনের শক্তিশালী ফোটন সনাক্ত করতে সফল হননি, বলেছেন হাউটনের মিশিগান টেকনোলজিকাল ইউনিভার্সিটির জ্যোতির্পদার্থবিদ পেট্রা হুয়েনটেমেয়ার, যিনি গবেষণার সাথে জড়িত ছিলেন না। গামা রশ্মি নামে পরিচিত এই উচ্চ-শক্তির আলো অধ্যয়নকারী পদার্থবিদদের জন্য, “এটি একটি উত্তেজনাপূর্ণ সময়,” সে বলে।

মহাকাশে, সুপারনোভা অবশিষ্টাংশ এবং অন্যান্য মহাজাগতিক ত্বরণকারীরা ইলেকট্রন, ফোটন এবং প্রোটনের মতো সাবঅ্যাটমিক কণাগুলিকে চরম শক্তিতে বাড়িয়ে তুলতে পারে, যা সবচেয়ে শক্তিশালী পার্থিব কণা ত্বরণকারীর তুলনায় অনেক বেশি (এসএন: 10/1/05, পৃ. 213) জেনেভায় লার্জ হ্যাড্রন কোলাইডারে প্রোটন, উদাহরণস্বরূপ, তুলনামূলকভাবে 6.5 ট্রিলিয়ন ইলেকট্রন ভোল্টে পৌঁছায়। কোনো না কোনোভাবে, মহাজাগতিক ত্বরণকারীরা মানবজাতির সবচেয়ে উন্নত মেশিনগুলোকে ব্যাপকভাবে ছাড়িয়ে যায়।

“প্রশ্ন হল: প্রকৃতি কিভাবে এটি করে?” মন্ট্রিলের ম্যাকগিল বিশ্ববিদ্যালয়ের পদার্থবিদ ডেভিড হান্না বলেছেন।

ক্র্যাব নীহারিকাতে, প্রাথমিক বিস্ফোরণটি ত্বরণের শর্ত তৈরি করে, চৌম্বক ক্ষেত্র এবং শক ওয়েভ মহাকাশের মধ্য দিয়ে চষে বেড়ায়, যা ইলেকট্রনের মতো চার্জযুক্ত কণাগুলিতে শক্তি বৃদ্ধি করে। দ্রুতগতির ইলেকট্রনগুলির সাথে সংঘর্ষের সময় আশেপাশে থাকা স্বল্প-শক্তির ফোটনগুলি উচ্চ শক্তিতে আঘাত পায় এবং শেষ পর্যন্ত, এই ফোটনগুলির মধ্যে কিছু পৃথিবীতে তাদের পথ তৈরি করে।

যখন একটি উচ্চ-শক্তি ফোটন পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলে আঘাত করে, তখন এটি মাটিতে সনাক্ত করা যায় এমন অন্যান্য সাবটমিক কণার ঝরনা তৈরি করে। সেই ফলস্বরূপ প্রলয়কে ধরার জন্য, তিব্বত এএস-গামা তিব্বতের 65,000 বর্গ মিটারেরও বেশি এলাকা জুড়ে প্রায় 600টি কণা আবিষ্কারক ব্যবহার করে। ডিটেক্টর দ্বারা রেকর্ড করা তথ্য থেকে, গবেষকরা প্রাথমিক ফোটনের শক্তি গণনা করতে পারেন।

কিন্তু মহাজাগতিক রশ্মি নামে পরিচিত অন্যান্য ধরণের স্পেসফারিং কণাগুলি কণা ঝরনা তৈরি করে যা অনেক বেশি প্রচুর। ফোটন নির্বাচন করতে, মহাজাগতিক রশ্মি, যা প্রধানত প্রোটন এবং পারমাণবিক নিউক্লিয়াস দ্বারা গঠিত, আগাছা বের করতে হবে। তাই গবেষকরা মিউয়ন খোঁজার জন্য ভূগর্ভস্থ ডিটেক্টর ব্যবহার করেছেন – ইলেকট্রনের ভারী আত্মীয় যা মহাজাগতিক রশ্মির ঝরনায় তৈরি হয়, কিন্তু ফোটন দ্বারা তৈরি ঝরনায় নয়।

পূর্ববর্তী পরীক্ষাগুলি প্রায় 100 TeV, বা ট্রিলিয়ন ইলেকট্রন ভোল্ট সহ ফোটনগুলিকে আভাস দিয়েছে। এখন, প্রায় তিন বছর তথ্য সংগ্রহ করার পর, গবেষকরা 100 TeV-এর উপরে 24টি আপাতদৃষ্টিতে ফোটন-ইনিশিয়েটেড ঝরনা খুঁজে পেয়েছেন, এবং কিছু 450 TeV-এর মতো শক্তি আছে। যেহেতু আগাছা দূর করার প্রক্রিয়াটি নিখুঁত নয়, গবেষকরা অনুমান করেন যে প্রায় ছয়টি ঝরনা মহাজাগতিক রশ্মি থেকে ফোটনের অনুকরণ থেকে আসতে পারে, তবে বাকিগুলি আসল চুক্তি।

তিব্বত এএস-গামার গবেষকরা এই গল্পটির জন্য মন্তব্য করতে অস্বীকার করেছেন, কারণ গবেষণাটি এখনও প্রকাশিত হয়নি।

উচ্চতর শক্তির ফোটনের সন্ধান করা বিজ্ঞানীদের সাহায্য করতে পারে কীভাবে কণাগুলিকে ত্বরান্বিত করা হয় তার বিশদ বিবরণ খুঁজে বের করতে। “ফোটনের শক্তি কতটা উচ্চে যেতে পারে তার একটা সীমা থাকতে হবে,” হানা বলেছেন। বিজ্ঞানীরা যদি সেই সর্বোচ্চ শক্তিকে চিহ্নিত করতে পারেন, তাহলে তা বিভিন্ন তাত্ত্বিক পরিবর্তনের মধ্যে পার্থক্য করতে সাহায্য করতে পারে কিভাবে কণাগুলো তাদের ওমফ পায়।


সম্পাদকের দ্রষ্টব্য: এই গল্পটি 28 জুন, 2019 আপডেট করা হয়েছিল, উচ্চ-শক্তি ফোটনগুলি সন্ধান করার পূর্ববর্তী প্রচেষ্টা সম্পর্কে পেট্রা হুয়েনটেমেয়ারের মন্তব্যগুলি স্পষ্ট করতে।