7 प्रमुख प्रयोग जो अभी भी वांछित नहीं मिले हैं

सुपर Kamiokande न्यूट्रिनो डिटेक्टर

एक प्रयोगात्मक वैज्ञानिक अक्सर एक कृतघ्न पेशा होता है। आपने उन प्रयोगों के बारे में समाचार पढ़ा, जो महान खोजों के साथ समाप्त हो गए, लेकिन कुछ ने प्रयासों के बारे में सुना है, अक्सर उन नायकों द्वारा, जो अभी तक खोज या निरीक्षण करने के लिए हैं कि वे क्या बनाए गए थे।

कुछ प्रयास दशकों से चल रहे हैं और लोगों की पीढ़ियों के परिवर्तन को देखते हैं, उनके मानव-घंटे और अनुभव पर विचार करते हैं। हालांकि, परिणाम की अनुपस्थिति का कभी-कभी किसी विज्ञापित खोज के समान वैज्ञानिक अर्थ होता है: हम इस बारे में सीखते हैं कि वास्तविक दुनिया क्या नहीं है, या इसके बारे में क्या नहीं है। दूसरी ओर, इन प्रयोगों में से किसी भी तरह की सकारात्मक प्रतिक्रिया प्राप्त करने के लिए ब्रह्मांड की हमारी समझ और इसमें हमारी जगह के लिए दूरगामी परिणाम होंगे।

हम आपको सात चल रहे प्रयोगों की एक सूची प्रदान करते हैं, जिन्हें अभी तक वांछित नहीं मिला है। वे सभी अपनी प्रतिभा और महत्वाकांक्षा में अद्भुत हैं। यह आश्चर्य की बात नहीं है कि वे उन्हें जारी रखने और उनका समर्थन करने की कोशिश करते हैं।

डार्क मैटर पर प्रकाश डालने के लिए जमीन में लिक्विड क्सीनन की टंकी दफन करें

वैज्ञानिकों ने इस सिद्धांत को आगे रखा है कि डार्क मैटर के फिलामेंट एक निश्चित कंकाल बनाते हैं, जिस पर हमारे द्वारा देखी जाने वाली सभी आकाशगंगाएं होती हैं। उनमें से प्रत्येक काले पदार्थ के प्रभामंडल से घिरा हुआ है, अतिरिक्त गुरुत्वाकर्षण प्रदान करता है जो बताता है कि तारे गेलेक्टिक केंद्रों के चारों ओर कैसे घूमते हैं। लेकिन हमें अभी तक सीधे डार्क मैटर की खोज करनी है। हालाँकि पिछले कुछ दशकों में, सामान्य पदार्थ के साथ बेहद कमजोर अंतःक्रियाओं के माध्यम से डार्क मैटर का पता लगाने के कई प्रयास किए गए हैं, लेकिन वे सभी विफल रहे।

उन विभिन्न रूपों में से जो अंधेरे पदार्थ को लेने में सक्षम हैं, तथाकथित कमजोर रूप से विशाल कणों (वीमली इंटरेक्टिंग मास पार्टिकल्स, डब्लूआईएमपी) का कण कण भौतिकी में विशेषज्ञों के लिए सबसे दिलचस्प अवसरों में से एक है। दक्षिण डकोटा में एक पूर्व खदान में एक किलोमीटर से अधिक दूरी पर स्थित LUX प्रयोग ने WIMP को उच्च स्तर का पता लगाने में विफलता के लिए बार उठाने में मदद की। यह उपकरण 72,000 टन उच्च शुद्धता वाले पानी का भंडार है जो कि संकरी ब्रह्मांडीय किरणों को छानता है। अंदर यह एक टन तरल लिनन का एक तिहाई है, जो सेंसरों से घिरा हुआ है जो कि क्सीनन परमाणुओं के साथ काले पदार्थ की टक्कर के परिणामस्वरूप उत्सर्जित प्रकाश का पता लगाने के लिए पर्याप्त संवेदनशील है।

डार्क पदार्थ के किसी भी निशान का पता लगाने के लिए LUX की विफलता ने LUX-Zeplin के उन्नयन का नेतृत्व किया - एक प्रयोग जिसमें लगभग 20 गुना अधिक तरल क्सीनन का उपयोग लक्स की तुलना में किया गया है। क्या नए प्रयोग से कुछ भी मिलेगा जहां लक्स ऐसा नहीं कर सकता है? समय बताएगा। जाहिर है, प्रकृति वैज्ञानिकों की आशाओं और अपेक्षाओं की खिल्ली उड़ाना पसंद करती है।

वास्तव में बिग बैंग से बचे गुरुत्वाकर्षण तरंगों को देखने के लिए, विभिन्न आवृत्तियों का अध्ययन करें

बिग बैंग के समय से गुरुत्वाकर्षण तरंगों (इलेक्ट्रोमैग्नेटिक रेडिएशन का गुरुत्वाकर्षण एनालॉग या प्रकाश) को सभी दिशाओं में हमारे द्वारा देखे गए रिलीफ रेडिएशन में एक अनोखा निशान छोड़ना चाहिए था और विस्फ़ोटक ब्रह्मांड का निर्माण करने वाले विस्फोट के बाद छोड़ दिया था। यह तापमान और ध्रुवीकरण में छोटे उतार-चढ़ाव को प्रदर्शित करता है, हमें एक ही समय में गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की एक तस्वीर प्रदान करता है - जब ब्रह्मांड 379,000 साल पुराना था - जब पहले तटस्थ हाइड्रोजन परमाणु का गठन हुआ था। यह ट्रेस एक घूर्णन ध्रुवीकरण चित्र होना चाहिए, तकनीकी शब्द जिसके लिए बी-मोड हैं ।

BICEP / Keck द्वारा 2014 में किए गए ऐसे B-mods की खोज की घोषणा से हुई खुशी समय से पहले निकली। ऐसा प्रतीत होता है कि प्राथमिक गुरुत्वाकर्षण तरंगें उच्च गांगेय अक्षांशों पर ध्रुवीकृत धूल के कण बनती हैं, जो एक ही घूर्णन ध्रुवीकरण चित्र का अनुकरण करने में सक्षम है जिसे गुरुत्वाकर्षण तरंगों को प्रदर्शित करना चाहिए।

इसके बावजूद, BICEP समूह को BICEP3 कॉन्फ़िगरेशन के लिए अद्यतन किया गया था, जिसमें 2500 सेंसर की एक सरणी (बोल्टोमीटर) होती है जिसे इसके पिछले संस्करण की तुलना में बहुत कम आवृत्तियों पर अवशेष विकिरण की निगरानी के लिए डिज़ाइन किया गया है। BICEP टेलीस्कोप के विभिन्न संस्करणों का उपयोग करने वाले दस वर्षों के अवलोकन से प्राथमिक गुरुत्वाकर्षण तरंगों के B- मोड की खोज नहीं हुई, लेकिन खोज रुकने वाली नहीं है - पहले उनका पता लगाने की प्रतियोगिता केवल वार्मिंग है।

यह पता लगाने के लिए कि क्या मजबूत परमाणु और इलेक्ट्रोवेक इंटरैक्शन गठबंधन करते हैं, प्रकाश में "सुपरसोनिक पॉप" की तलाश करें

कण भौतिकी का मानक मॉडल , क्वांटम यांत्रिकी के जन्म से लेकर धारणा तक दशकों की पराकाष्ठा की पराकाष्ठा है कि यह धारणा कि कमजोर परमाणु संपर्क (कुछ प्रकार के रेडियोधर्मी क्षय के लिए जिम्मेदार) और विद्युत चुंबकत्व एक "इलेक्ट्रोकेक" बातचीत के विभिन्न पहलू हैं। विद्युत चुम्बकीय और कमजोर इंटरैक्शन केवल हमें एक विशिष्ट प्रयोगशाला प्रयोग के पैमाने पर अलग-अलग लगते हैं , क्योंकि हिग्स क्षेत्र - जो इसके साथ बातचीत करने वाले कणों को द्रव्यमान देता है - इन दो इंटरैक्शन में निहित समरूपता को छुपाता है।

मानक मॉडल में एक और अधिक मजबूत परमाणु संपर्क होता है, जिसे "ग्रेट यूनिफिकेशन" में CERN में प्राप्त होने वाली ऊर्जा की तुलना में एक ट्रिलियन गुना अधिक ऊर्जा के साथ एकजुट होना चाहिए। उनकी भविष्यवाणियों में से एक यह है कि प्रोटॉन स्थिर रहना बंद कर देता है और अन्य कणों - पियोन और पॉज़िट्रॉन में क्षय हो सकता है - हालांकि शायद ही कभी पर्याप्त होता है, जिससे कि आधा जीवन ब्रह्मांड के वर्तमान युग की तुलना में सौ ट्रिलियन खरब गुना अधिक हो सकता है।

सुपर Kamiokande - और नियोजित उन्नयन, हाइपर Kamiokande - मध्य जापान में Kamioka की प्रयोगशाला में पहाड़ से एक किलोमीटर नीचे स्थित है। यह प्रयोग अन्य चीजों के अलावा, ऐसे अत्यंत दुर्लभ प्रोटॉन के संकेतों के लिए होता है जो अल्ट्राप्रेरल पानी के टैंकों के अवास्तविक आकारों में होता है। प्रकाश की बेहोश चमक की तलाश में अंतरिक्ष की स्कैनिंग, जिसे चेरेंकोव विकिरण के रूप में जाना जाता है - सुपरसोनिक पॉप के ऑप्टिकल समतुल्य - सुपर-कामीओकेन्डे उच्च-ऊर्जा कणों की तलाश में है जिसमें एक प्रोटॉन क्षय होता है।


इडाहो नेशनल लेबोरेटरी में एक उन्नत परीक्षण रिएक्टर के मूल में चेरेंकोव विकिरण

अभी तक कुछ भी पता नहीं चला है। लेकिन हाइपर-कमिओकांडे, जिनकी नियोजित संवेदनशीलता 10 गुना अधिक होगी, को 2020 में पहले से ही अवलोकन शुरू करना चाहिए।

सुपरसिमेट्री की जांच के लिए, न्यूट्रॉन की जांच करें

कण भौतिकी के मानक मॉडल की भविष्यवाणी है कि एक न्यूट्रॉन - जो एक प्रोटॉन के साथ मिलकर एक परमाणु नाभिक की सामग्री को बनाता है - एक बहुत छोटा विद्युत द्विध्रुवीय क्षण (ईडीएम) है, एक निश्चित दूरी जो दो विपरीत आरोपों को अलग करती है। यह अपने छोटे आकार के कारण है, सबसे अधिक संभावना है, यह अभी तक खोजा नहीं गया है। लेकिन सिद्धांत जो मानक मॉडल को सुपरसिमेट्री के साथ पूरक करते हैं - इंटरैक्शन और पदार्थ का एक काल्पनिक तुल्यता - आमतौर पर ईडीएम की भविष्यवाणी करता है, एसएम की तुलना में 100,000 गुना बड़ा है।

न्यूट्रॉन ईडीएम की भयावहता पर प्रतिबंध लगाकर, यह जांचना संभव है कि क्या सुपरसिमेट्री प्रकृति में एक ऐसी विधि द्वारा मौजूद है, जो कि कठोर से अधिक कठोर है, जो कि कोलर्स में कणों को तेज करके प्राप्त किया जा सकता है। क्रायोएडीएम प्रयोग केवल फ्रांस के ग्रेनोबल में लाए लांगेविन इंस्टीट्यूट में ऐसा करने की कोशिश कर रहा है। बहुत धीमी न्यूट्रॉन के स्पिन प्रीसेस में अंतर को देखते हुए - अर्थात, रोटेशन अक्ष के अभिविन्यास को बदलने में - चुंबकीय और बिजली के क्षेत्रों की उपस्थिति में, आप सटीक रूप से न्यूट्रॉन ईडीएम को माप सकते हैं, यदि कोई हो, तो प्रीसियस वेग इसकी उपस्थिति पर निर्भर करता है।

जब तक क्रायोएडीएम अपनी गणना की संवेदनशीलता तक पहुंचता है, तब तक यह सुपरसिमेट्री की उपस्थिति को बाहर करने या पुष्टि करने में सक्षम होगा। ईडीएम का अवलोकन प्रकृति में सुपरसिमेट्री की उपस्थिति के सबूत को लुभाएगा, क्योंकि मानक मॉडल द्वारा अनुमानित मूल्य प्रयोगों की वर्तमान संवेदनशीलता का पता लगाने के लिए बहुत छोटा है।

अतिरिक्त आयामों को नोटिस करने के लिए गुरुत्वाकर्षण पर एक नज़र डालें।

यदि अतिरिक्त आयाम मौजूद हैं, तो वे बहुत कम दूरी पर गुरुत्वाकर्षण के संचालन को प्रभावित कर सकते हैं। वे न केवल न्यूटनियन गुरुत्वाकर्षण के विलोम वर्गों के सामान्य नियम से विचलन करते हैं, बल्कि तथाकथित दूरी का उल्लंघन करते हुए, गुरुत्वाकर्षण के बराबर छोटी दूरी पर कार्य करने वाली नई शक्तियों का अस्तित्व भी प्रभावित करते हैं तुल्यता सिद्धांत। सिद्धांत कहता है कि सभी मामले - तोप का गोला, सेब - एक दिए गए गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में समान रूप से गिरता है। और अतिरिक्त आयामों की विशेषताएं यह हैं कि अतिरिक्त आयामों के आकार को नियंत्रित करने वाले क्षेत्र गुरुत्वाकर्षण की नकल करते हैं, लेकिन केवल बहुत कम दूरी पर, और साथ ही साथ वे विभिन्न प्रकार के पदार्थों पर अलग-अलग कार्य करते हैं।


वैज्ञानिकों ने सुझाव दिया है कि अतिरिक्त माप 6-आयामी कैलाबी-यॉ के कई गुना का रूप ले सकते हैं, जिसके कारण दर्पण समरूपता का विचार आया।

हालांकि आइंस्टीन के सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत को सौर मंडल से ब्रह्मांड तक के तराजू पर कड़ाई से परीक्षण किया गया है, शोधकर्ताओं ने केवल इसे सबमिलीमीटर तराजू पर परीक्षण करना शुरू कर दिया है।

सटीक रूप से कैलिब्रेट किए गए मरोड़ तराजू का उपयोग करते हुए, इओट-वॉश सहयोग समूह (बैरन वॉन ईओट्वो के नाम पर, जिन्होंने वाशिंगटन विश्वविद्यालय से पहली बार बीसवीं शताब्दी में और वाशिंगटन शहर में इस तरह के पहले प्रयोग किए थे) समकक्ष सिद्धांत के उल्लंघन की तलाश में हैं - कानून से विचलन के अलावा। उलटा वर्ग - तराजू पर एक मीटर के 100,000 वें भाग पर। अब तक, न्यूटन के नियमों या तुल्यता के सिद्धांत के लिए कोई संशोधन नहीं पाया गया है, जो यह बताता है कि यदि अतिरिक्त माप मौजूद हैं, तो वे एक माइक्रोन के कुछ दसवें हिस्से की तुलना में बहुत कम गुना स्थिति में हैं।

कॉस्मोलॉजिकल "डार्क सेंचुरी" का निरीक्षण करने के लिए, एक कमजोर रेडियो सिग्नल को ट्यून करें

यूनिवर्स के इतिहास में एक युग था जिसके बारे में तुलनात्मक रूप से बहुत कम जाना जाता है - ये तथाकथित अंधेरे शतक हैं। यह पुनर्संयोजन के बाद का युग है, पहले तटस्थ हाइड्रोजन परमाणुओं के बनने के बाद, और पहले तारों के चमकने से पहले।

हाइड्रोजन परमाणु स्वयं कुछ विशेष विकीर्ण नहीं करता है। लेकिन, सूर्य के चारों ओर परिक्रमा करने वाले ग्रह की तरह, अपनी धुरी के चारों ओर घूमता हुआ, एक अकेला इलेक्ट्रॉन अपनी धुरी के चारों ओर हाइड्रोजन नाभिक "परिक्रमा" करता है, जो उसकी कक्षीय गति के सापेक्ष उसी या विपरीत दिशा में निर्देशित होता है। बाद के मामले में, उसके पास कम ऊर्जा है।

तटस्थ हाइड्रोजन का एक छोटा सा हिस्सा, जो अंधेरे युग में विकिरण से छुटकारा दिलाता है, उत्साहित था और उच्च ऊर्जा और उसी निर्देशन के साथ एक राज्य में बदल गया। और इन उत्साहित परमाणुओं के एक बहुआयामी विन्यास के साथ एक कम ऊर्जा वाले राज्य में संक्रमण के बाद, वे 1.4 गीगाहर्ट्ज की आवृत्ति पर एक सिग्नल का उत्सर्जन करते हैं, जो 21 सेमी की तरंग दैर्ध्य के साथ एक बहुत कमजोर रेडियो सिग्नल से मेल खाती है। 21-सेमी पृष्ठभूमि के विकिरण का पता लगाने से हमें अंधेरे युग में देखने की अनुमति मिलेगी।

लो फ़्रीक्वेंसी एरे ( LOFAR ) यूरोप में स्थित (ज्यादातर नीदरलैंड) में 20,000 चरण के एंटेना की एक सरणी है, जो इस कमजोर सिग्नल का पता लगाने की उम्मीद में 2012 से अंतरिक्ष में पहुंच रहा है। लेकिन पृथ्वी और आकाशगंगा जिसमें यह स्थित है, बहुत शोर वाले स्थान हैं, और अब तक हम अंधेरे युग से एक संकेत का पता लगाने में सक्षम नहीं हुए हैं जो स्थानीय शोर को खत्म करता है। स्क्वायर किलोमीटर एरे ( SKA ) अंतरराष्ट्रीय सरणी बनाने के लिए महत्वाकांक्षी योजनाएं चल रही हैं, लेकिन अभी तक अंधेरे युग अंधेरे बने हुए हैं।

एलियंस को खोजने के लिए, बस सुनना बंद मत करो

ब्रह्मांड में एक अलग बुद्धिमान जीवन के अस्तित्व के ठोस सबूत की खोज हमारी सभ्यता के जीवन का एक महत्वपूर्ण मोड़ होगी। सामूहिक प्रयासों, जिसमें बड़ी संख्या में प्रयोग शामिल थे, का उद्देश्य था कि जितनी भी रेडियो हैं, उनमें बुद्धिमान सभ्यताओं के अलौकिक संकेतों की खोज करना। यह विचार है कि कृत्रिम रेडियो संकेतों को उनकी संकीर्ण आवृत्ति रेंज और दोहराए जाने वाले प्रकृति के कारण प्राकृतिक (खगोल) स्रोतों से अलग किया जा सकता है, जैसा कि मानव रेडियो प्रसारण के मामले में है। इस तरह के एक संकेत के लिए एक मोहक उम्मीदवार 1977 में खोजा गया था, हालांकि इसे देखा नहीं गया है, और इसके प्राकृतिक मूल की संभावना से इंकार नहीं किया जा सकता है।


प्यूर्टो रिको में Arecibo वेधशाला, अलौकिक बुद्धि की खोज में भाग लेती है

SETI प्रयोग (सर्च फॉर एक्स्ट्रा-टेरेस्ट्रियल इंटेलिजेंस) विभिन्न प्रकार के रेडियो दूरबीनों का उपयोग करके किया जा रहा है, जिसमें एलन की एंटीना सरणी भी शामिल है , जिसे हाल ही में आमतौर पर एक्सोप्लैनेट की खोज के लिए उपयोग की जाने वाली तकनीक से लैस किया गया है। वैज्ञानिकों ने संभावित विदेशी मेगास्ट्रक्चर की खोज के लिए उसे स्थापित किया, जिसके अस्तित्व का सुझाव भौतिक विज्ञानी फ्रीमैन डायसन ने दिया था। विकसित सभ्यताएं सीधे स्टार ऊर्जा एकत्र करने के लिए इस तरह के ढांचे का निर्माण कर सकती हैं। और इस तथ्य के बावजूद कि दशकों तक, कुछ भी नहीं खोजा गया था, अलौकिक बुद्धि के लिए सामूहिक खोज अब पहले से कहीं बेहतर है। वे प्रसिद्ध वाक्यांश में उनके द्वारा व्यक्त आर्थर क्लार्क की चिंता के बारे में उपाय करते हैं: “दो संभावनाएं हैं: या तो हम ब्रह्मांड में अकेले हैं, या नहीं। वे दोनों समान रूप से भयावह हैं। ”