‹ News Blitz Science & Technology Settled

కాస్మిక్ న్యూట్రినోలపై ఫ్రాన్సిస్ హాల్జెన్ చేసిన కృషిని భౌతికశాస్త్ర నోబెల్ సత్కరించింది

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

కాస్మిక్ న్యూట్రినోలను పరిశీలించడంలో సహాయపడిన కృషికి ఫ్రాన్సిస్ హాల్జెన్ 2026 భౌతికశాస్త్ర నోబెల్ బహుమతిని గెలుచుకున్నారు. న్యూట్రినోలు అనేవి విద్యుత్ ఆవేశం (electric charge) లేని చిన్న కణాలు. వీటిలో చాలా వరకు ఎటువంటి ప్రతిచర్య లేకుండా పదార్థం గుండా వెళతాయి, పెద్ద సంఖ్యలో భూమి గుండా వెళుతున్నప్పటికీ వాటిని గుర్తించడం కష్టతరం చేస్తుంది. దక్షిణ ధృవం సమీపంలో అంటార్కిటిక్ మంచులో పాతిపెట్టిన ఐస్‌క్యూబ్ (IceCube) అనే డిటెక్టర్‌ను అభివృద్ధి చేయడంలో హాల్జెన్ సహాయం చేశారు. సాధారణ టెలిస్కోప్ ద్వారా సుదూర వస్తువు యొక్క కాంతిని సేకరించే బదులు, ఐస్‌క్యూబ్ అరుదైన కణ పరస్పర చర్యల సాక్ష్యాల కోసం అన్వేషిస్తుంది. ఒక న్యూట్రినో మంచులో ప్రతిస్పందించినప్పుడు, ఫలితంగా వచ్చే ఆవేశిత కణాలు కాంతిని ఉత్పత్తి చేయగలవు, ఆ కాంతిని మంచులోని సెన్సార్లు నమోదు చేస్తాయి. ఈ నమూనా పరిశోధకులు అసలు కణం యొక్క శక్తిని మరియు వచ్చే దిశను అంచనా వేయడానికి సహాయపడుతుంది. కాబట్టి అధిక-శక్తి న్యూట్రినోలు భూమికి ఆవల ఉన్న శక్తివంతమైన ప్రక్రియల గురించి సమాచారాన్ని అందించగలవు. అక్టోబర్ 6న ప్రకటించిన ఈ అవార్డు, సంవత్సరాల పరిశోధన మరియు డిటెక్టర్ అభివృద్ధిని గుర్తిస్తుంది. 2026లో తొలిసారిగా న్యూట్రినోలను కనుగొన్నారని దీని అర్థం కాదు.

Background

ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు భూమికి చేరుకునే సంకేతాలను గుర్తించడం ద్వారా సుదూర వస్తువుల గురించి తెలుసుకుంటారు. కనిపించే కాంతి అటువంటి సంకేతాలలో ఒకటి, కానీ అది ప్రతి ప్రక్రియను ఒకేలా బహిర్గతం చేయదు. అంతరిక్షం నుండి వచ్చే ఆవేశిత కణాలు సమాచారానికి మరొక మూలాన్ని అందిస్తాయి. అయినప్పటికీ, అయస్కాంత క్షేత్రాలు వాటి మార్గాలను వంచుతాయి, ఇది వాటి ప్రారంభ బిందువులను గుర్తించడం కష్టతరం చేస్తుంది. న్యూట్రినోలు విద్యుత్ ఆవేశాన్ని కలిగి ఉండవు కాబట్టి ఇవి భిన్నమైన సాక్ష్యాలను అందిస్తాయి. అయస్కాంత క్షేత్రాలు వాటి మార్గాలను వంచవు, మరియు పదార్థంతో వాటి బలహీనమైన పరస్పర చర్య అనేక న్యూట్రినోలను చాలా దూరం ప్రయాణించడానికి అనుమతిస్తుంది. ఆ ఉపయోగకరమైన లక్షణం ఒక సమస్యను కూడా సృష్టిస్తుంది: చాలా న్యూట్రినోలు ఎలాంటి సంకేతాన్ని వదలకుండా డిటెక్టర్ గుండా వెళతాయి. ఐస్‌క్యూబ్ అతిపెద్ద పరిమాణంలో స్పష్టమైన మంచును ఉపయోగించడం ద్వారా ఆ సమస్యను పరిష్కరిస్తుంది. వేలాది సెన్సార్లు దాదాపు ఒక ఘనపు కిలోమీటరు ఘనపరిమాణాన్ని పర్యవేక్షిస్తాయి, ఇది అరుదైన పరస్పర చర్యను గమనించే అవకాశాలను పెంచుతుంది. సెకండరీ కణాల నుండి వచ్చే కాంతి సెన్సార్ల వైపు ప్రయాణించడానికి మంచు అనుమతిస్తుంది. వాటి సమయం మరియు స్థానాలు సంఘటనను పునర్నిర్మించడంలో సహాయపడతాయి. డిటెక్టర్‌లోని ప్రతి సంకేతం సుదూర విశ్వ మూలం నుండి రాదు. భూమి వాతావరణంలో ఉత్పన్నమయ్యే కణాలు ఇతర సంఘటనలను సృష్టించగలవు, కాబట్టి పరిశోధకులు తాము వెతుకుతున్న సంకేతాలను ఈ నేపథ్యం (background) నుండి వేరు చేయాలి. అధిక-శక్తి న్యూట్రినోలను గుర్తించడం మరియు వాటిలో కొన్ని వాతావరణం వెలుపల పుట్టాయని స్థాపించడం అనేది శాస్త్రీయ ఘనత. కాంతిని ఉపయోగించే పరిశీలనలతో పాటు విశ్వాన్ని పరిశోధించడానికి ఇది మరొక మార్గాన్ని జోడిస్తుంది.

How it developed

6 October 2026; Physics Nobel announcement

How it started
లోతైన మంచులోని డిటెక్టర్ అంతరిక్షాన్ని అధ్యయనం చేయడానికి మరొక మార్గాన్ని తెరుస్తుంది

రాయల్ స్వీడిష్ అకాడమీ ఆఫ్ సైన్సెస్ ఐస్‌క్యూబ్ మరియు ఖగోళ భౌతిక శాస్త్ర మూలానికి చెందిన అధిక-శక్తి న్యూట్రినోలకు చేసిన కృషికి హాల్జెన్‌కు అవార్డు ప్రదానం చేసింది. హాల్జెన్ విస్కాన్సిన్-మాడిసన్ విశ్వవిద్యాలయానికి చెందినవారు. ఐస్‌క్యూబ్ అంతర్జాతీయ సహకారంతో నిర్మించబడింది, వేలాది సెన్సార్లు దక్షిణ ధృవ ఉపరితలం క్రింద లోతుగా ఏర్పాటు చేయబడ్డాయి. పూర్వపు ప్రయోగాలు సూర్యునితో సహా ఇతర వనరుల నుండి న్యూట్రినోలను కనుగొన్నాయి. ఐస్‌క్యూబ్ విస్తారమైన విశ్వం నుండి వచ్చే అత్యంత శక్తివంతమైన కణాల అధ్యయనాన్ని విస్తరించింది. నోబెల్ ఈ పరిశోధనా విజయాన్ని గుర్తిస్తుంది; అబ్జర్వేటరీ చాలా సంవత్సరాలుగా పనిచేస్తోంది.

Royal Swedish Academy of Sciences IceCube Collaboration AP / Business Standard

Why it matters for UPSC

GS3 · Particle physics and scientific research

ఒక కణం యొక్క లక్షణాలను ప్రయోగ రూపకల్పనతో అనుసంధానించండి. బలహీనమైన పరస్పర చర్య న్యూట్రినోలు అంతరిక్షంలో ప్రయాణించడానికి ఎలా సహాయపడుతుందో, కానీ వాటిని గుర్తించడం ఎందుకు కష్టతరం చేస్తుందో వివరించండి. న్యూట్రినో మరియు న్యూట్రాన్ మధ్య వ్యత్యాసం, మరియు పరోక్ష గుర్తింపు మరియు కణాన్ని నేరుగా చూడటం మధ్య తేడాను గుర్తించండి.

Key terms

న్యూట్రినో (Neutrino)విద్యుత్ ఆవేశం లేని మరియు అతి తక్కువ ద్రవ్యరాశి కలిగిన ప్రాథమిక కణం. న్యూట్రినోలు అరుదుగా పదార్థంతో సంకర్షణ చెందుతాయి, కాబట్టి చాలా వరకు గుర్తించబడకుండా భూమి గుండా వెళతాయి. అవి న్యూట్రాన్లు కావు, న్యూట్రాన్లు అణు కేంద్రకంలో కనిపించే వేర్వేరు కణాలు.

ఐస్‌క్యూబ్ (IceCube)దక్షిణ ధృవానికి సమీపంలో ఉన్న న్యూట్రినో అబ్జర్వేటరీ, ఇది సుమారు ఒక ఘన కిలోమీటరు పరిమాణంలో అంటార్కిటిక్ మంచును పర్యవేక్షిస్తుంది. దీని సెన్సార్లు అరుదైన న్యూట్రినో పరస్పర చర్యలలో ఉత్పన్నమయ్యే కణాల కాంతిని నమోదు చేస్తాయి. చుట్టూ ఉన్న మంచు డిటెక్టర్‌లో ఒక భాగం, కేవలం టెలిస్కోప్‌ను ఉంచే ప్రదేశం మాత్రమే కాదు.

చెరెన్కోవ్ కాంతి (Cherenkov light)ఆవేశిత కణం కాంతి ఆ పదార్థంలో ప్రయాణించే వేగం కంటే వేగంగా కదులుతున్నప్పుడు వెలువడే కాంతి. ఐస్‌క్యూబ్‌లో, సెకండరీ కణాలు మంచులో ఈ కాంతిని ఉత్పత్తి చేయగలవు. అవి శూన్యంలో కాంతి వేగాన్ని మించవు, కాబట్టి ఇది ఆ భౌతిక పరిమితిని ఉల్లంఘించదు.

కాస్మిక్ కిరణాలు (Cosmic rays)అంతరిక్షం నుండి వచ్చే శక్తివంతమైన కణాలు, వాటిలో చాలా వరకు ప్రోటాన్లు లేదా అణు కేంద్రకాలు. వాటి విద్యుత్ ఆవేశం అయస్కాంత క్షేత్రాలకు వాటి మార్గాలను వంచడానికి అనుమతిస్తుంది. విద్యుత్ తటస్థ న్యూట్రినోల వలె కాకుండా, వాటి మూలాలను నేరుగా ట్రాక్ చేయడాన్ని ఇది క్లిష్టతరం చేస్తుంది.

ఆస్ట్రోఫిజికల్ మూలం (Astrophysical origin)భూమి వాతావరణంలో కణాల పరస్పర చర్యలకు మించి, అంతరిక్షంలోని వస్తువులు లేదా ప్రక్రియలలో ఉద్భవించడం. ఈ మూలాన్ని స్థాపించడానికి కనుగొనబడిన సంకేతం మరియు సాధ్యమయ్యే ప్రత్యామ్నాయాలను విశ్లేషించడం అవసరం. శక్తివంతమైన సంఘటన మాత్రమే స్వయంచాలకంగా ఒక నిర్దిష్ట సుదూర మూలానికి సాక్ష్యం కాదు.

నేపథ్య సంకేతం (Background signal)ప్రయోగం అధ్యయనం చేయడానికి ప్రయత్నిస్తున్న దృగ్విషయం కాకుండా ఇతర ప్రక్రియల నుండి వచ్చే సంకేతం. ఐస్‌క్యూబ్‌లో, భూమి వాతావరణంతో సంబంధం ఉన్న కణాలు అటువంటి సంఘటనలను సృష్టించగలవు. పరిశోధకులు కొలిచిన లక్షణాలను ఉపయోగించి సాధ్యమైన కాస్మిక్-న్యూట్రినో సంఘటనలను ఈ నేపథ్యం నుండి వేరు చేస్తారు.

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