भूमिगत डिटेक्टर न्यूट्रिनो और ब्लैक होल का अध्ययन करने में मदद करेगा

डिटेक्टर परियोजना

2022 तक, अमेरिकी वैज्ञानिकों ने एक नया न्यूट्रिनो डिटेक्टर - डीप अंडरग्राउंड न्यूट्रिनो प्रयोग ( DUNE ) शुरू करने की योजना बनाई है । यह दक्षिण डकोटा में पूर्व होमस्टेक गोल्ड माइन में भूमिगत स्थित होगा। इस डिटेक्टर का उपयोग करते हुए, भौतिक विज्ञानी न्यूट्रिनो के गुणों का अध्ययन करेंगे - एक ब्लैक होल में गिरने के दौरान एक स्टार द्वारा कृत्रिम रूप से उत्पन्न और उत्सर्जित दोनों।

1960 के दशक में, खगोल भौतिकीविद् रेमंड डेविस ने पहले से ही खदान में सौर न्यूट्रिनो का अवलोकन करने के लिए एक प्रयोगशाला रखी थी। आगामी डिटेक्टर अधिक शक्तिशाली होगा। लगभग 12 मीटर के व्यास वाले कंटेनर में कई किलोग्राम तरल आर्गन इसके माध्यम से उड़ान भरने वाले न्यूट्रिनो के साथ बातचीत करेगा।

मूल रूप से, ये राष्ट्रीय त्वरक प्रयोगशाला से उत्सर्जित होने वाले कण होंगे एनरिको फर्मी, जिसे फर्मिलाब के नाम से भी जाना जाता है । यह भविष्य के DUNE डिटेक्टर से 1300 किमी दूर स्थित है। लेकिन समय का हिस्सा ब्रह्मांडीय न्यूट्रिनो के अध्ययन के लिए दिए जाने की योजना है।

हालांकि सिद्धांतकारों ने सामान्य रूप से गणना की है कि ब्लैक होल कैसे बनते हैं, इस प्रक्रिया को किसी ने भी नहीं देखा है। यह ज्ञात है कि आठ से अधिक सौर के द्रव्यमान वाले एक तारे के ढहने के बाद एक ब्लैक होल बन सकता है। लेकिन वास्तव में ऐसा कैसे होता है? किस बिंदु पर एक तारा ब्लैक होल बन जाता है? तारे कितनी बार ब्लैक होल में बदलते हैं? इसके बजाय, विस्फोट एक न्यूट्रॉन स्टार के गठन में समाप्त हो सकता है।

यह ज्ञात है कि किसी तारे के ढहने के क्षण में एक शक्तिशाली न्यूट्रिनो प्रवाह उत्पन्न होना चाहिए, जो महत्वपूर्ण मानों तक पहुँचने से पहले दुर्घटना स्थल को छोड़ने में सक्षम होगा। उसके बाद, ब्लैक होल की सीमाओं से परे कुछ भी नहीं बच सकता है। नतीजतन, न्यूट्रिनो स्ट्रीम में एक शक्तिशाली फट का पैटर्न, जो तब अचानक टूट जाता है, डिटेक्टर पर तय किया जाना चाहिए। यह एक नए ब्लैक होल के जन्म की छाप होनी चाहिए।

न्यूट्रिनो डिटेक्टरों द्वारा दर्ज एकमात्र सुपरनोवा विस्फोट 1987 में हुआ था। दुर्भाग्य से, विस्फोट का डेटा पर्याप्त नहीं था, इसलिए यह ज्ञात नहीं है कि उसके बाद क्या हुआ - चाहे एक ब्लैक होल या न्यूट्रॉन स्टार का गठन किया गया हो। अगर इस तरह की घटना हमसे बहुत दूर नहीं होती है, तो प्रोजेक्ट प्रतिनिधि मार्क थॉम्पसन के अनुसार, DUNE डिटेक्टर, 10,000 न्यूट्रिनो का पता लगाने में सक्षम होगा।

न्यूट्रिनो के तीन प्रकार होते हैं, जिनमें से प्रत्येक में एक एंटीपार्टिकल होता है - ये इलेक्ट्रॉनिक, म्यूओनिक और ताऊ न्यूट्रिनो हैं। मौजूदा न्यूट्रिनो डिटेक्टर इलेक्ट्रॉनिक एंटीन्यूट्रिनो का पता लगाने में सक्षम हैं। ड्यूक विश्वविद्यालय में भौतिकी के प्रोफेसर केट शोलबर्ग बताते हैं कि भविष्य में डन, आर्गन के उपयोग के माध्यम से इलेक्ट्रॉन न्यूट्रिनो को पकड़ने में सक्षम होगा ।

बेशक, अधिक डिटेक्टर एक सुपरनोवा विस्फोट का पता लगाते हैं, जितना अधिक हम इस अद्भुत प्रक्रिया के बारे में सीखते हैं। चीन में, वैज्ञानिक अब एक जूनो डिटेक्टर पर काम कर रहे हैं, जापान में वे एक बड़े हाइपर-के डिटेक्टर का निर्माण करने की योजना बना रहे हैं, रूस में वे धीरे-धीरे डबना गहरे समुद्र न्यूट्रिनो टेलीस्कोप की शक्ति बढ़ा रहे हैं । यदि ये सभी उपकरण अपेक्षाकृत कम पतन के परिणामों को पकड़ सकते हैं, तो यह वैज्ञानिकों के लिए एक उत्सव होगा।

इसके अलावा, नया डिटेक्टर स्वयं न्यूट्रिनो की प्रकृति के बारे में सवालों के जवाब दे सकता है। इसकी मदद से, उनके दोलन का अध्ययन करना संभव होगा और संभवत: इस सवाल का जवाब देंगे कि क्या वे मेजराना फर्मीशन हैं - अर्थात् , अपने स्वयं के एंटीपार्टिकल्स।

Source: https://habr.com/ru/post/hi384145/