অ্যান্টার্কটিক বরফের নীচে গভীর থেকে অসম্ভব সংকেত পদার্থবিদ

পরীক্ষার লক্ষ্য হ’ল পৃথিবীতে পৌঁছানো সংকেত বিশ্লেষণ করে দূরবর্তী মহাজাগতিক ঘটনাগুলির অন্তর্দৃষ্টি অর্জন করা। বরফটি প্রতিবিম্বিত করার পরিবর্তে, সংকেতগুলি – রেডিও তরঙ্গগুলির একটি রূপ – এটি দিগন্তের নীচে থেকে উপস্থিত হয়েছিল বলে মনে হয়েছিল, এমন একটি দৃষ্টিভঙ্গি যা কণা পদার্থবিজ্ঞানের বর্তমান বোঝার দ্বারা ব্যাখ্যা করা যায় না এবং বিজ্ঞানের আগে অজানা নতুন ধরণের কণা বা মিথস্ক্রিয়ায় ইঙ্গিত দিতে পারে, দলটি বলেছিল।

গবেষকরা শারীরিক পর্যালোচনা চিঠিগুলি জার্নালে তাদের ফলাফল প্রকাশ করেছিলেন।

“আমরা যে রেডিও তরঙ্গগুলি সনাক্ত করেছি সেগুলি সত্যই খাড়া কোণে ছিল, বরফের পৃষ্ঠের 30 ডিগ্রি নীচে,” পদার্থবিজ্ঞান, জ্যোতির্বিজ্ঞান এবং জ্যোতির্বিজ্ঞানের সহযোগী অধ্যাপক স্টেফানি উইসেল বলেছেন, যারা নিউট্রিনোস নামে অধরা কণাগুলির সংকেত অনুসন্ধান করে অনিতা দলে কাজ করেছিলেন।

তিনি ব্যাখ্যা করেছিলেন যে তাদের গণনার দ্বারা, অসাধারণ সংকেতটি ডিটেক্টরটিতে পৌঁছানোর আগে হাজার হাজার কিলোমিটার শিলা দিয়ে যেতে হয়েছিল, যা রেডিও সিগন্যালটি অনিচ্ছাকৃত রেখে দেওয়া উচিত ছিল কারণ এটি শিলাটিতে শোষিত হত।

উইসেল বলেছিলেন, “এটি একটি আকর্ষণীয় সমস্যা কারণ এই অসঙ্গতিগুলি কী তা সম্পর্কে আমাদের এখনও ব্যাখ্যা নেই, তবে আমরা যা জানি তা হ’ল তারা সম্ভবত নিউট্রিনোদের প্রতিনিধিত্ব করছেন না,” উইসেল বলেছিলেন।

নিউট্রিনো, এক ধরণের কণা নেই যার চার্জ নেই এবং সমস্ত সাবটমিক কণার ক্ষুদ্রতম ভর, মহাবিশ্বে প্রচুর পরিমাণে রয়েছে। সাধারণত সূর্যের মতো উচ্চ-শক্তি উত্স বা সুপারনোভাস বা এমনকি বিগ ব্যাংয়ের মতো প্রধান মহাজাগতিক ইভেন্টগুলি দ্বারা নির্গত হয়, সর্বত্র নিউট্রিনো সংকেত রয়েছে। যদিও এই কণাগুলির সাথে সমস্যাটি হ’ল এগুলি সনাক্ত করা কুখ্যাতভাবে কঠিন, উইসেল ব্যাখ্যা করেছিলেন।

তিনি বলেন, “আপনার যে কোনও মুহুর্তে আপনার থাম্বনেইলের মধ্য দিয়ে এক বিলিয়ন নিউট্রিনো রয়েছে, তবে নিউট্রিনো সত্যিই ইন্টারঅ্যাক্ট করে না,” তিনি বলেছিলেন। “সুতরাং, এটি দ্বিগুণ তরোয়াল সমস্যা।

একবার তাদের উত্সকে সনাক্ত করা এবং সনাক্ত করার পরে, এই কণাগুলি এমনকি উচ্চ-শক্তিযুক্ত দূরবীনগুলির চেয়ে মহাজাগতিক ঘটনাগুলি সম্পর্কে আরও বেশি প্রকাশ করতে পারে, উইসেল যোগ করেছেন, কারণ কণাগুলি অবিচ্ছিন্নভাবে ভ্রমণ করতে পারে এবং আলোর গতির মতো প্রায় দ্রুত গতিতে ঘটে যাওয়া মহাজাগতিক ঘটনাগুলি সম্পর্কে ক্লু দেয়।

উইসেল এবং বিশ্বজুড়ে গবেষকদের দলগুলি তুলনামূলকভাবে অল্প পরিমাণে সংবেদনশীল নিউট্রিনো সংকেত ক্যাপচারের জন্য বিশেষ ডিটেক্টরগুলি ডিজাইন এবং তৈরির জন্য কাজ করছে। এমনকি নিউট্রিনো থেকে একটি ছোট সংকেত তথ্যের একটি ধন ধারণ করে, তাই সমস্ত ডেটার তাত্পর্য রয়েছে, তিনি বলেছিলেন।

“আমরা সত্যিই, সত্যই বড় নিউট্রিনো টেলিস্কোপগুলি তৈরির চেষ্টা করার জন্য রেডিও ডিটেক্টর ব্যবহার করি যাতে আমরা খুব কম প্রত্যাশিত ইভেন্টের হারের পরে যেতে পারি,” অ্যান্টার্কটিকা এবং দক্ষিণ আমেরিকাতে নিউট্রিনো স্পট করার জন্য পরীক্ষা -নিরীক্ষা তৈরি করা উইসেল বলেছিলেন।

অনিতা এই ডিটেক্টরগুলির মধ্যে একটি, এবং এটি অ্যান্টার্কটিকার মধ্যে স্থাপন করা হয়েছিল কারণ অন্যান্য সংকেত থেকে হস্তক্ষেপের খুব কম সম্ভাবনা রয়েছে। নির্গমন সংকেতগুলি ক্যাপচার করার জন্য, বেলুন-বাহিত রেডিও ডিটেক্টরটিকে বরফের প্রসারকে উড়ে যাওয়ার জন্য প্রেরণ করা হয়, যা বরফের ঝরনা বলা হয় তা ক্যাপচার করে।

উইসেল বলেছিলেন, “আমাদের কাছে একটি বেলুনে এই রেডিও অ্যান্টেনা রয়েছে যা অ্যান্টার্কটিকার বরফের 40 কিলোমিটার উপরে উড়ে যায়,” উইসেল বলেছিলেন। “আমরা আমাদের অ্যান্টেনা বরফের দিকে ইঙ্গিত করে নিউট্রিনোগুলির সন্ধান করি যা বরফের সাথে যোগাযোগ করে, রেডিও নির্গমন তৈরি করে যা আমরা তখন আমাদের ডিটেক্টরগুলিতে বুঝতে পারি।”

এই বিশেষ আইস-ইন্টারেক্টিভ নিউট্রিনো, যা তাউ নিউট্রিনো নামে পরিচিত, একটি তাউ লেপটন নামে একটি গৌণ কণা তৈরি করে যা বরফ এবং ক্ষয় থেকে মুক্তি পায়, পদার্থবিজ্ঞানের শব্দটি উল্লেখ করে যে কীভাবে কণাটি স্থানের উপর দিয়ে ভ্রমণ করে এবং তার নির্বাচনী ক্ষেত্রগুলিতে ভেঙে যায়। এটি বায়ু ঝরনা হিসাবে পরিচিত নির্গমন উত্পাদন করে।

উইসেল ব্যাখ্যা করেছিলেন, যদি তারা খালি চোখে দৃশ্যমান হয় তবে এয়ার শাওয়ারগুলি দেখতে পাবে এমন একটি স্পার্কলারের মতো দেখতে পারে, স্পার্কস এটি অনুসরণ করে, উইসেল ব্যাখ্যা করেছিলেন। গবেষকরা সিগন্যালটি তৈরি করে এমন কণা সম্পর্কে বৈশিষ্ট্যগুলি নির্ধারণ করতে দুটি সংকেত – বরফ এবং এয়ার শাওয়ারগুলির মধ্যে পার্থক্য করতে পারেন।

এই সংকেতগুলি তখন তাদের উত্সে ফিরে সনাক্ত করা যেতে পারে, যেমন একটি কোণে একটি বল ছুঁড়ে ফেলা অনুমানযোগ্যভাবে একই কোণে ফিরে আসবে, উইসেল বলেছিলেন। সাম্প্রতিক অসাধারণ অনুসন্ধানগুলি যদিও এমনভাবে ফিরে সনাক্ত করা যায় না কারণ বিদ্যমান মডেলগুলির পূর্বাভাসের চেয়ে কোণটি অনেক তীক্ষ্ণ।

একাধিক অনিতা ফ্লাইট থেকে সংগৃহীত ডেটা বিশ্লেষণ করে এবং এটি গাণিতিক মডেল এবং নিয়মিত মহাজাগতিক রশ্মি এবং ward র্ধ্বমুখী এয়ার শাওয়ার উভয়ের বিস্তৃত সিমুলেশনগুলির সাথে তুলনা করে গবেষকরা পটভূমির শব্দ ফিল্টার করতে এবং অন্যান্য পরিচিত কণা-ভিত্তিক সংকেতগুলির সম্ভাবনা দূর করতে সক্ষম হন।

এরপরে গবেষকরা আইসকিউব এক্সপেরিমেন্টের মতো অন্যান্য স্বতন্ত্র ডিটেক্টর এবং পিয়েরে আউগার অবজারভেটরি থেকে প্রাপ্ত সংকেতগুলি ক্রস-রেফারেন্সযুক্ত সংকেতগুলি দেখতে দেখতে যে অনিতার পাওয়া যায় এমন উর্ধ্বতন-চলমান এয়ার শাওয়ারগুলির ডেটা অন্যান্য পরীক্ষা-নিরীক্ষার দ্বারা ধরা হয়েছিল কিনা।

বিশ্লেষণ থেকে জানা গেছে যে অন্যান্য ডিটেক্টররা এমন কিছু নিবন্ধন করেনি যা অনিতা কী সনাক্ত করেছে তা ব্যাখ্যা করতে পারে, যা গবেষকরা সংকেতটিকে “অসাধারণ” হিসাবে বর্ণনা করতে পরিচালিত করেছিলেন, যার অর্থ সংকেত সৃষ্টিকারী কণাগুলি নিউট্রিনো নয়, উইসেল ব্যাখ্যা করেছিলেন। তিনি কণা পদার্থবিজ্ঞানের স্ট্যান্ডার্ড চিত্রের মধ্যে সংকেতগুলি খাপ খায় না এবং বেশ কয়েকটি তত্ত্বের পরামর্শ দেয় যে এটি অন্ধকার পদার্থের ইঙ্গিত হতে পারে, আইসকিউব এবং অ্যাগারের সাথে ফলো-আপ পর্যবেক্ষণের অভাব সত্যই সম্ভাবনাগুলি সংকীর্ণ করে, তিনি বলেছিলেন।

পেন স্টেট প্রায় 10 বছর ধরে ডিটেক্টর তৈরি করেছে এবং নিউট্রিনো সংকেত বিশ্লেষণ করেছে, উইসেল ব্যাখ্যা করেছেন এবং যোগ করেছেন যে তার দলটি বর্তমানে পরবর্তী বড় ডিটেক্টর ডিজাইন এবং তৈরি করছে। উইসেল বলেছিলেন, পিইউইও নামে পরিচিত নতুন ডিটেক্টরটি নিউট্রিনো সংকেতগুলি সনাক্ত করতে আরও বড় এবং আরও ভাল হবে, এবং এটি আশাবাদী যে অসাধারণ সংকেতটি ঠিক কী তা নিয়ে আলোকপাত করবে।

“আমার অনুমান যে কিছু আকর্ষণীয় রেডিও প্রচারের প্রভাব বরফের নিকটে এবং দিগন্তের কাছেও ঘটে যা আমি পুরোপুরি বুঝতে পারি না, তবে আমরা অবশ্যই তাদের বেশ কয়েকটি অনুসন্ধান করেছি এবং আমরা এখনও তাদের কোনওটি খুঁজে পেতে সক্ষম হইনি,” উইসেল বলেছিলেন। “সুতরাং, এখনই, এটি এই দীর্ঘস্থায়ী রহস্যগুলির মধ্যে একটি, এবং আমি উচ্ছ্বসিত যে আমরা যখন পুইও উড়েছি তখন আমাদের আরও ভাল সংবেদনশীলতা হবে। নীতিগতভাবে, আমাদের আরও বেশি অসঙ্গতি বাছাই করা উচিত, এবং সম্ভবত আমরা সেগুলি কী তা বুঝতে পারি। আমরা নিউট্রিনোগুলিও সনাক্ত করতে পারি, যা কিছু উপায়ে আরও অনেক উত্তেজনাপূর্ণ হবে।”

অন্য পেন স্টেটের সহ-লেখক হলেন পদার্থবিজ্ঞানের ডক্টরাল প্রার্থী অ্যান্ড্রু জিল্লা। পেন স্টেটের বিজ্ঞানীদের দ্বারা পরিচালিত গবেষণাটি মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের জ্বালানি বিভাগ এবং মার্কিন জাতীয় বিজ্ঞান ফাউন্ডেশন দ্বারা অর্থায়ন করা হয়েছিল। কাগজটিতে সহযোগী এবং লেখকদের সম্পূর্ণ তালিকা রয়েছে।