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भौतिकी का नोबेल कॉस्मिक न्यूट्रिनो पर फ्रांसिस हैल्ज़ेन के काम को सम्मानित करता है

First brief 7 Oct, 12:52 pm IST Updated 7 Oct, 12:52 pm IST 0 developments 1 min read
IceCube laboratory at the South Pole; file photo
John Hardin · CC BY 4.0

Where it stands

फ्रांसिस हैल्ज़ेन ने ऐसे काम के लिए 2026 का भौतिकी का नोबेल पुरस्कार जीता है जिसने अंतरिक्ष से आने वाले न्यूट्रिनो का पता लगाने में मदद की। न्यूट्रिनो ऐसे छोटे कण हैं जिन पर कोई विद्युत आवेश नहीं होता है। अधिकांश न्यूट्रिनो बिना किसी प्रतिक्रिया के पदार्थ से होकर गुजर जाते हैं, जिससे उन्हें खोजना मुश्किल हो जाता है, यहाँ तक कि जब वे बड़ी संख्या में पृथ्वी से होकर गुजरते हैं। हैल्ज़ेन ने आइसक्यूब (IceCube) को विकसित करने में मदद की, जो दक्षिणी ध्रुव के पास अंटार्कटिक बर्फ में दबा हुआ एक डिटेक्टर है। एक पारंपरिक दूरबीन के माध्यम से किसी दूर की वस्तु के प्रकाश को एकत्र करने के बजाय, आइसक्यूब दुर्लभ कण अंतःक्रियाओं के साक्ष्य की तलाश करता है। जब कोई न्यूट्रिनो बर्फ में अंतःक्रिया करता है, तो परिणामी आवेशित कण प्रकाश उत्पन्न कर सकते हैं जिसे दबे हुए सेंसर रिकॉर्ड करते हैं। यह पैटर्न शोधकर्ताओं को मूल कण की ऊर्जा और आने वाली दिशा का अनुमान लगाने में मदद करता है। इसलिए उच्च-ऊर्जा वाले न्यूट्रिनो पृथ्वी से बहुत दूर की शक्तिशाली प्रक्रियाओं के बारे में जानकारी प्रदान कर सकते हैं। 6 अक्टूबर को घोषित यह पुरस्कार, वर्षों के शोध और डिटेक्टर विकास को मान्यता देता है। इसका मतलब यह नहीं है कि न्यूट्रिनो को पहली बार 2026 में खोजा गया था।

Background

खगोलविद पृथ्वी तक पहुँचने वाले संकेतों का पता लगाकर दूर की वस्तुओं के बारे में सीखते हैं। दृश्य प्रकाश एक ऐसा संकेत है, लेकिन यह हर प्रक्रिया को समान रूप से अच्छी तरह प्रकट नहीं कर सकता। अंतरिक्ष से आने वाले आवेशित कण सूचना का एक अन्य स्रोत प्रदान करते हैं। हालाँकि, चुंबकीय क्षेत्र उनके मार्गों को मोड़ देते हैं, जिससे उनके शुरुआती बिंदुओं को पहचानना कठिन हो जाता है। न्यूट्रिनो एक अलग तरह का साक्ष्य प्रदान करते हैं क्योंकि उन पर कोई विद्युत आवेश नहीं होता है। चुंबकीय क्षेत्र उनके मार्गों को नहीं मोड़ते हैं, और पदार्थ के साथ उनकी कमजोर अंतःक्रिया कई न्यूट्रिनो को बड़ी दूरियों की यात्रा करने देती है। वह उपयोगी गुण एक समस्या भी पैदा करता है: अधिकांश न्यूट्रिनो बिना कोई संकेत छोड़े एक डिटेक्टर से गुजर जाते हैं। आइसक्यूब पारदर्शी बर्फ की बहुत बड़ी मात्रा का उपयोग करके इस समस्या को हल करता है। हजारों सेंसर लगभग एक घन किलोमीटर की निगरानी करते हैं, जिससे एक दुर्लभ अंतःक्रिया को देखने के अवसर बढ़ जाते हैं। बर्फ द्वितीयक कणों से प्रकाश को सेंसर की ओर जाने की अनुमति भी देती है। उनका समय और स्थिति घटना का पुनर्निर्माण करने में मदद करते हैं। डिटेक्टर में हर संकेत किसी दूर के ब्रह्मांडीय स्रोत से नहीं आता है। पृथ्वी के वायुमंडल में उत्पन्न कण अन्य घटनाएँ पैदा कर सकते हैं, इसलिए शोधकर्ताओं को उन संकेतों को इस पृष्ठभूमि (background) से अलग करना होगा जिनकी वे तलाश कर रहे हैं। वैज्ञानिक उपलब्धि बहुत ऊर्जावान न्यूट्रिनो का पता लगाना और यह स्थापित करना दोनों है कि कुछ वायुमंडल के बाहर उत्पन्न हुए थे। यह प्रकाश का उपयोग करने वाले अवलोकनों के साथ-साथ ब्रह्मांड की जांच करने का एक तरीका जोड़ता है।

How it developed

  1. 6 October 2026; Physics Nobel announcement
    How it started

    गहरी बर्फ में एक डिटेक्टर अंतरिक्ष के अध्ययन का एक और तरीका खोलता है

    द रॉयल स्वीडिश एकेडमी ऑफ साइंसेज ने हैल्ज़ेन को आइसक्यूब और खगोल भौतिकीय मूल के उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो में उनके योगदान के लिए यह पुरस्कार प्रदान किया। हैल्ज़ेन का संबंध विस्कॉन्सिन-मैडिसन विश्वविद्यालय से है। आइसक्यूब का निर्माण एक अंतरराष्ट्रीय सहयोग के माध्यम से किया गया था, जिसमें हजारों सेंसर दक्षिणी ध्रुव की सतह के नीचे गहराई में स्थापित किए गए थे। पहले के प्रयोगों ने सूर्य सहित अन्य स्रोतों से न्यूट्रिनो का पता लगा लिया था। आइसक्यूब ने व्यापक ब्रह्मांड से आने वाले अत्यधिक ऊर्जावान कणों के अध्ययन का विस्तार किया। नोबेल इस शोध उपलब्धि को मान्यता देता है; वेधशाला स्वयं कई वर्षों से काम कर रही है।

Why it matters for UPSC

GS3 · Particle physics and scientific research

किसी कण के गुणों को एक प्रयोग के डिजाइन से जोड़ें। स्पष्ट करें कि कमजोर अंतःक्रिया न्यूट्रिनो को अंतरिक्ष में यात्रा करने में कैसे मदद करती है लेकिन पता लगाने को मुश्किल बनाती है। न्यूट्रिनो और न्यूट्रॉन के बीच, तथा अप्रत्यक्ष पहचान और स्वयं कण को देखने के बीच अंतर करें।

Key terms

न्यूट्रिनो (Neutrino)बिना विद्युत आवेश और बहुत कम द्रव्यमान वाला एक प्राथमिक कण। न्यूट्रिनो पदार्थ के साथ विरले ही अंतःक्रिया करते हैं, इसलिए अधिकांश बिना पहचाने पृथ्वी से गुजर जाते हैं। वे न्यूट्रॉन नहीं हैं, जो परमाणु नाभिक में पाए जाने वाले अलग कण होते हैं।
आइसक्यूब (IceCube)दक्षिणी ध्रुव के पास एक न्यूट्रिनो वेधशाला जो अंटार्कटिक की गहरी बर्फ के लगभग एक घन किलोमीटर की निगरानी करती है। इसके सेंसर दुर्लभ न्यूट्रिनो अंतःक्रियाओं में उत्पन्न कणों से प्रकाश रिकॉर्ड करते हैं। आसपास की बर्फ डिटेक्टर का हिस्सा है, न कि केवल दूरबीन रखने की कोई जगह।
चेरेन्कोव प्रकाश (Cherenkov light)वह प्रकाश जो तब उत्सर्जित होता है जब कोई आवेशित कण किसी सामग्री से होकर उस गति से अधिक गति से गुजरता है जिस गति से उस सामग्री में प्रकाश यात्रा करता है। आइसक्यूब में, द्वितीयक कण बर्फ में यह प्रकाश उत्पन्न कर सकते हैं। वे निर्वात में प्रकाश की गति से अधिक नहीं होते हैं, इसलिए यह उस भौतिक सीमा को नहीं तोड़ता है।
कॉस्मिक किरणें (Cosmic rays)अंतरिक्ष से आने वाले ऊर्जावान कण, जिनमें से कई प्रोटॉन या परमाणु नाभिक हैं। उनका विद्युत आवेश चुंबकीय क्षेत्रों को उनके मार्गों को मोड़ने की अनुमति देता है। यह उन्हें सीधे उनके स्रोतों तक ट्रैक करने को जटिल बनाता है, विद्युतीय रूप से तटस्थ न्यूट्रिनो के विपरीत।
खगोल भौतिकीय मूल (Astrophysical origin)पृथ्वी के वायुमंडल में कणों की अंतःक्रियाओं से परे, अंतरिक्ष में मौजूद वस्तुओं या प्रक्रियाओं से होने वाली उत्पत्ति। इस मूल को स्थापित करने के लिए खोजे गए संकेत और संभावित विकल्पों का विश्लेषण करना आवश्यक है। केवल एक ऊर्जावान घटना स्वचालित रूप से किसी विशेष दूर के स्रोत का प्रमाण नहीं है।
पृष्ठभूमि संकेत (Background signal)उस घटना के अलावा अन्य प्रक्रियाओं से आने वाला संकेत जिसका अध्ययन कोई प्रयोग करने की कोशिश कर रहा है। आइसक्यूब में, पृथ्वी के वायुमंडल से जुड़े कण ऐसी घटनाओं में योगदान कर सकते हैं। शोधकर्ता मापे गए गुणों का उपयोग संभावित कॉस्मिक-न्यूट्रिनो घटनाओं को इस पृष्ठभूमि से अलग करने के लिए करते हैं।
Sources (3)
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