‹ News Blitz Science & Technology Settled

காஸ்மிக் நியூட்ரினோக்கள் மீதான பிரான்சிஸ் ஹால்சனின் பணியை இயற்பியல் நோபல் கௌரவிக்கிறது

English हिंदी ಕನ್ನಡ മലയാളം தமிழ் తెలుగు

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

காஸ்மிக் நியூட்ரினோக்களைக் கவனிக்க உதவிய பணிக்காக பிரான்சிஸ் ஹால்சன் 2026 ஆம் ஆண்டிற்கான இயற்பியலுக்கான நோபல் பரிசை வென்றுள்ளார். நியூட்ரினோக்கள் என்பவை மின் சுமை (electric charge) இல்லாத சிறிய துகள்கள். பெரும்பாலானவை எந்தவொரு தொடர்பும் இல்லாமல் பருப்பொருளின் வழியாகச் செல்கின்றன, அவை பெருமளவில் பூமியைக் கடந்து செல்லும்போதும் அவற்றைக் கண்டறிவது கடினமாகிறது. தென் துருவத்திற்கு அருகே அண்டார்டிக் பனிக்கட்டிக்குள் புதைக்கப்பட்ட ஐஸ்கியூப் (IceCube) என்ற டிடெக்டரை உருவாக்க ஹால்சன் உதவினார். ஒரு சாதாரண தொலைநோக்கி மூலம் தொலைதூரப் பொருளின் ஒளியைச் சேகரிப்பதற்குப் பதிலாக, ஐஸ்கியூப் அரிய துகள் தொடர்புகளின் சான்றுகளைத் தேடுகிறது. ஒரு நியூட்ரினோ பனியில் வினைபுரியும்போது, அதனால் உருவாகும் மின்னேற்றம் கொண்ட துகள்கள் ஒளியை உருவாக்க முடியும், அந்த ஒளியை பனிக்குள் உள்ள சென்சார்கள் பதிவு செய்கின்றன. இந்த அமைப்பு ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு அசல் துகளின் ஆற்றலையும் வரும் திசையையும் கணிக்க உதவுகிறது. எனவே அதிக ஆற்றல் கொண்ட நியூட்ரினோக்கள் பூமிக்கு அப்பால் உள்ள சக்திவாய்ந்த செயல்முறைகள் பற்றிய தகவல்களை வழங்க முடியும். அக்டோபர் 6 அன்று அறிவிக்கப்பட்ட இந்த விருது, பல ஆண்டுகால ஆராய்ச்சி மற்றும் டிடெக்டர் மேம்பாட்டை அங்கீகரிக்கிறது. இதன் அர்த்தம் நியூட்ரினோக்கள் 2026 இல் தான் முதன்முதலில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன என்பதல்ல.

Background

பூமியை வந்தடையும் சமிக்ஞைகளைக் கண்டறிவதன் மூலம் வானியலாளர்கள் தொலைதூரப் பொருட்களைப் பற்றி அறிந்துகொள்கிறார்கள். காணக்கூடிய ஒளி அத்தகைய ஒரு சமிக்ஞையாகும், ஆனால் அது ஒவ்வொரு செயல்முறையையும் சமமாக வெளிப்படுத்த முடியாது. விண்வெளியிலிருந்து வரும் மின்னேற்றம் கொண்ட துகள்கள் மற்றொரு தகவலை வழங்குகின்றன. இருப்பினும், காந்தப் புலங்கள் அவற்றின் பாதைகளை வளைக்கின்றன, இதனால் அவற்றின் தொடக்கப் புள்ளிகளை அடையாளம் காண்பது கடினமாகிறது. நியூட்ரினோக்கள் ஒரு வித்தியாசமான சான்றை வழங்குகின்றன, ஏனெனில் அவை மின் சுமையைக் கொண்டிருக்கவில்லை. காந்தப் புலங்கள் அவற்றின் பாதைகளை வளைப்பதில்லை, மேலும் பருப்பொருளுடனான அவற்றின் பலவீனமான தொடர்பு பல நியூட்ரினோக்களை அதிக தூரம் பயணிக்க அனுமதிக்கிறது. அந்த பயனுள்ள பண்பு ஒரு பிரச்சனையையும் உருவாக்குகிறது: பெரும்பாலான நியூட்ரினோக்கள் எந்த சமிக்ஞையையும் விடாமல் டிடெக்டரைக் கடந்து செல்கின்றன. ஐஸ்கியூப் மிகப் பெரிய அளவிலான தெளிவான பனியைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் அந்தச் சிக்கலைத் தீர்க்கிறது. ஆயிரக்கணக்கான சென்சார்கள் சுமார் ஒரு கன கிலோமீட்டரைக் கண்காணிக்கின்றன, இது ஒரு அரிய தொடர்பைக் கவனிப்பதற்கான வாய்ப்புகளை அதிகரிக்கிறது. இரண்டாம் நிலைத் துகள்களிலிருந்து வெளிவரும் ஒளி சென்சார்களை நோக்கிச் செல்லவும் பனி அனுமதிக்கிறது. அவற்றின் நேரமும் நிலைகளும் நிகழ்வை மறுகட்டமைக்க உதவுகின்றன. டிடெக்டரில் உள்ள ஒவ்வொரு சமிக்ஞையும் தொலைதூர காஸ்மிக் மூலத்திலிருந்து வருவதில்லை. பூமியின் வளிமண்டலத்தில் உருவாகும் துகள்கள் பிற நிகழ்வுகளை உருவாக்கலாம், எனவே ஆராய்ச்சியாளர்கள் தாங்கள் தேடும் சமிக்ஞைகளை இந்தப் பின்னணியிலிருந்து (background) பிரிக்க வேண்டும். அதிக ஆற்றல் வாய்ந்த நியூட்ரினோக்களைக் கண்டறிவதும், அவற்றில் சில வளிமண்டலத்திற்கு அப்பால் உருவானவை என்பதை நிறுவுவதும் விஞ்ஞான சாதனையாகும். ஒளியைப் பயன்படுத்தும் அவதானிப்புகளுடன் பிரபஞ்சத்தை ஆராய்வதற்கான மற்றொரு வழியை இது சேர்க்கிறது.

How it developed

6 October 2026; Physics Nobel announcement

How it started
ஆழமான பனியில் உள்ள டிடெக்டர் விண்வெளியைப் படிப்பதற்கான மற்றொரு வழியைத் திறக்கிறது

ராயல் ஸ்வீடிஷ் அகாடமி ஆஃப் சயின்சஸ், ஐஸ்கியூப் மற்றும் வானியற்பியல் மூலத்தின் (astrophysical origin) அதிக ஆற்றல் கொண்ட நியூட்ரினோக்களுக்கான பங்களிப்புகளுக்காக ஹால்சனுக்கு இந்தப் பரிசை வழங்கியது. ஹால்சன் விஸ்கான்சின்-மாடிசன் பல்கலைக்கழகத்துடன் தொடர்புடையவர். ஐஸ்கியூப் ஒரு சர்வதேச ஒத்துழைப்பின் மூலம் கட்டப்பட்டது, ஆயிரக்கணக்கான சென்சார்கள் தென் துருவ மேற்பரப்பிற்குக் கீழே ஆழமாக நிறுவப்பட்டுள்ளன. சூரியன் உட்பட பிற மூலங்களிலிருந்து வரும் நியூட்ரினோக்களை முந்தைய சோதனைகள் ஏற்கனவே கண்டறிந்திருந்தன. ஐஸ்கியூப் பரந்த பிரபஞ்சத்திலிருந்து வரும் அதிக ஆற்றல்மிக்க துகள்களின் ஆய்வை விரிவுபடுத்தியது. நோபல் இந்த ஆராய்ச்சி சாதனையை அங்கீகரிக்கிறது; ஆய்வகம் பல ஆண்டுகளாக இயங்கி வருகிறது.

Royal Swedish Academy of Sciences IceCube Collaboration AP / Business Standard

Why it matters for UPSC

GS3 · Particle physics and scientific research

ஒரு துகளின் பண்புகளை ஒரு சோதனையின் வடிவமைப்புடன் இணைக்கவும். பலவீனமான தொடர்பு எவ்வாறு நியூட்ரினோக்களை விண்வெளியில் பயணிக்க உதவுகிறது, ஆனால் கண்டறிவதைக் கடினமாக்குகிறது என்பதை விளக்கவும். நியூட்ரினோவிற்கும் நியூட்ரானுக்கும் இடையிலான வேறுபாட்டையும், மறைமுகக் கண்டறிதலுக்கும் துகளையே நேரடியாகப் பார்ப்பதற்கும் உள்ள வித்தியாசத்தையும் விவரிக்கவும்.

Key terms

நியூட்ரினோ (Neutrino)மின் சுமை இல்லாத மற்றும் மிகக் குறைந்த நிறையைக் கொண்ட ஒரு அடிப்படைத் துகள். நியூட்ரினோக்கள் மிக அரிதாகவே பருப்பொருளுடன் வினைபுரிகின்றன, எனவே பெரும்பாலானவை கண்டறியப்படாமல் பூமியைக் கடந்து செல்கின்றன. அவை நியூட்ரான்கள் அல்ல, நியூட்ரான்கள் அணுக்கருவில் காணப்படும் வெவ்வேறு துகள்களாகும்.

ஐஸ்கியூப் (IceCube)தென் துருவத்திற்கு அருகிலுள்ள ஒரு நியூட்ரினோ ஆய்வகம், இது சுமார் ஒரு கன கிலோமீட்டர் அளவுள்ள ஆழமான அண்டார்டிக் பனியைக் கண்காணிக்கிறது. அரிதான நியூட்ரினோ வினைகளில் உருவாகும் துகள்களின் ஒளியை இதன் சென்சார்கள் பதிவு செய்கின்றன. சுற்றியுள்ள பனிக்கட்டி டிடெக்டரின் ஒரு பகுதியாகும், தொலைநோக்கியை வைப்பதற்கான வெறும் இடம் மட்டுமல்ல.

செரன்கோவ் ஒளி (Cherenkov light)ஒரு மின்னேற்றம் பெற்ற துகள் அந்தப் பொருளில் ஒளி பயணிக்கும் வேகத்தை விட வேகமாகச் செல்லும்போது உமிழப்படும் ஒளி. ஐஸ்கியூபில், இரண்டாம் நிலைத் துகள்கள் பனியில் இந்த ஒளியை உருவாக்க முடியும். அவை வெற்றிடத்தில் ஒளியின் வேகத்தை மீறுவதில்லை, எனவே இது அந்தப் பௌதிக எல்லையை மீறுவதில்லை.

காஸ்மிக் கதிர்கள் (Cosmic rays)விண்வெளியில் இருந்து வரும் ஆற்றல்மிக்க துகள்கள், அவற்றில் பல புரோட்டான்கள் அல்லது அணுக்கருக்கள். அவற்றின் மின் சுமை காந்தப்புலங்களை அவற்றின் பாதைகளை வளைக்க அனுமதிக்கிறது. மின்சாரம் நடுநிலையான நியூட்ரினோக்களைப் போலல்லாமல், அவற்றை நேரடியாக அவற்றின் மூலங்களுக்குக் கண்காணிப்பதை இது சிக்கலாக்குகிறது.

வானியற்பியல் மூலம் (Astrophysical origin)பூமியின் வளிமண்டலத்தில் துகள் தொடர்புகளுக்கு அப்பால், விண்வெளியில் உள்ள பொருள்கள் அல்லது செயல்முறைகளில் உள்ள தோற்றம். இந்த மூலத்தை நிறுவ, கண்டறியப்பட்ட சமிக்ஞை மற்றும் சாத்தியமான மாற்று வழிகளை பகுப்பாய்வு செய்ய வேண்டும். ஒரு ஆற்றல்மிக்க நிகழ்வு மட்டும் தானாகவே ஒரு குறிப்பிட்ட தொலைதூர மூலத்தின் சான்றாகாது.

பின்னணி சமிக்ஞை (Background signal)ஒரு சோதனை படிக்க முயற்சிக்கும் நிகழ்வு அல்லாத பிற செயல்முறைகளிலிருந்து வரும் சமிக்ஞை. ஐஸ்கியூபில், பூமியின் வளிமண்டலத்துடன் தொடர்புடைய துகள்கள் அத்தகைய நிகழ்வுகளை உருவாக்கலாம். ஆராய்ச்சியாளர்கள் அளவிடப்பட்ட பண்புகளைப் பயன்படுத்தி சாத்தியமான காஸ்மிக்-நியூட்ரினோ நிகழ்வுகளை இந்தப் பின்னணியிலிருந்து பிரிக்கிறார்கள்.

Sources (3)

Royal Swedish Academy of Sciences · official · 2026 Nobel Prize in Physics: Francis Halzen7 Oct, 5:30 am
IceCube Collaboration · official · IceCube detector and construction7 Oct, 5:30 am
AP / Business Standard · Francis Halzen wins Physics Nobel7 Oct, 5:30 am