একটি একক সংকেত ডার্ক ম্যাটার-খোঁজাদের আবার সতর্ক করেছে
গভীর ভূগর্ভস্থ ডিটেক্টরে একটি অস্বাভাবিক ঘটনা আধুনিক বিজ্ঞানের সবচেয়ে বড় অমীমাংসিত সমস্যাগুলির একটি নিয়ে পদার্থবিদদের আবারও আলোচনা শুরু করার জন্য যথেষ্ট: ডার্ক ম্যাটার আসলে কী। দক্ষিণ ডাকোটার Sanford Underground Research Facility-তে অবস্থিত একটি প্রধান ডার্ক ম্যাটার অনুসন্ধান, LUX-ZEPLIN পরীক্ষায় কাজ করা গবেষকেরা জানিয়েছেন, তারা এমন একটি একক পারস্পরিক ক্রিয়া পেয়েছেন যা সাধারণ পদার্থ থেকে প্রত্যাশিত সংকেতের সঙ্গে সহজে মেলে না।
কোনও সহযোগী সদস্যই এটিকে আবিষ্কার বলে দাবি করছেন না। দলের নিজস্ব ভাষাও আরও সংযত। কিন্তু ঘটনাটি ডেটার সেই অংশে দেখা গেছে যেখানে পরীক্ষাটি ডার্ক ম্যাটার দেখতে আশা করে এবং যেখানে প্রতিদ্বন্দ্বী ব্যাকগ্রাউন্ড সংকেত বিশেষভাবে কম। এমন ক্ষেত্রে, যেখানে শূন্য ফলাফলই সাধারণ এবং প্রতিটি সম্ভাব্য প্রার্থীকে কঠোর যাচাইয়ের মধ্য দিয়ে যেতে হয়, এটি ফলাফলটিকে গুরুত্বপূর্ণ করে তোলার জন্য যথেষ্ট।
এই ফলাফলটি এই সপ্তাহে জাপানে অনুষ্ঠিত 2026 TeV Particle Astrophysics সম্মেলনে উপস্থাপিত হয়েছে, এবং দলটি কাজটি Physical Review Letters-এ পিয়ার রিভিউয়ের জন্য জমা দেওয়ার পরিকল্পনা করছে। এই ধারাবাহিকতা গুরুত্বপূর্ণ। একটি প্রকাশ্য সম্মেলন উপস্থাপনা বিশেষজ্ঞদের দ্রুত নজর কাড়তে পারে, কিন্তু এটি বৃহত্তর যাচাই প্রক্রিয়ার কেবল শুরু, যা নির্ধারণ করে কোনও অস্বাভাবিকতা যন্ত্রগত শব্দ, অস্বাভাবিক ব্যাকগ্রাউন্ড মিথস্ক্রিয়া, নাকি সত্যিকারের নতুন কিছুর প্রথম ইঙ্গিত।
এই ডিটেক্টরটি কেন গুরুত্বপূর্ণ
LUX-ZEPLIN, বা LZ, পরীক্ষা অত্যন্ত বিরল কণা-সম্বন্ধীয় মিথস্ক্রিয়া শনাক্ত করার জন্য তৈরি করা হয়েছে। এটি SURF-এ প্রায় এক মাইল ভূগর্ভে অবস্থিত, যা একসময় সোনার খনি ছিল এবং পরে একটি বৈজ্ঞানিক কেন্দ্রে রূপান্তরিত হয়েছে; উপরের শিলা যন্ত্রটিকে মহাজাগতিক বিকিরণ থেকে রক্ষা করতে সাহায্য করে, যা সূক্ষ্ম পরিমাপকে ব্যাহত করতে পারে। ডিটেক্টরটি নিজেই শক্তভাবে সুরক্ষিত ট্যাংকের মধ্যে 10 টন অতিশুদ্ধ তরল জেনন ব্যবহার করে।
ইঞ্জিনিয়ারিং সহজ না হলেও মৌলিক ধারণাটি সরল। যদি একটি ডার্ক ম্যাটার কণা ডিটেক্টরের মধ্য দিয়ে গিয়ে একটি জেনন পরমাণুর সঙ্গে সংঘর্ষ করে, তবে সেই সংঘর্ষে ক্ষুদ্র আলোর ঝলক তৈরি হতে পারে। চ্যালেঞ্জ হলো, বহু সাধারণ প্রক্রিয়াও সংকেত তৈরি করতে পারে, তাই গবেষকদের অত্যন্ত যত্ন নিয়ে সেগুলি অপসারণ বা মডেল করতে হয়। LZ দলে 39টি প্রতিষ্ঠানের প্রায় 250 জন বিজ্ঞানী ও প্রকৌশলী রয়েছেন, এবং Lawrence Berkeley National Laboratory মার্কিন জ্বালানি দপ্তরের পক্ষে পরীক্ষাটি পরিচালনা করে।
ডার্ক ম্যাটার টেলিস্কোপের কাছে অদৃশ্য, কারণ এটি এমনভাবে আলো নির্গত, শোষণ বা প্রতিফলিত করে না যা প্রচলিত যন্ত্রে ধরা যায়। তবু জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা গ্যালাক্সির ঘূর্ণন, গ্যালাক্সি ক্লাস্টারের আচরণ, এবং মাধ্যাকর্ষণ কীভাবে বৃহৎ-স্কেলের মহাবিশ্বীয় কাঠামো গঠন করে তা থেকে এর উপস্থিতি অনুমান করেন। বর্তমান হিসাব অনুযায়ী মহাবিশ্বের ভরের প্রায় 85% ডার্ক ম্যাটার। এটি মহাবিশ্ববিদ্যায় একে কেন্দ্রীয় করে তোলে, কিন্তু এর কণাগত পরিচয় এখনও অজানা।
দলটি আসলে কী পেয়েছে
মার্চ 2023 থেকে এপ্রিল 2024 পর্যন্ত সংগৃহীত 220 দিনের তথ্য পর্যালোচনা থেকে এই অস্বাভাবিকতা সামনে আসে। প্রদত্ত প্রতিবেদনের অনুযায়ী, আগের এক বিশ্লেষণে দুর্বলভাবে মিথস্ক্রিয়াশীল ভারী কণা, বা WIMP, শ্রেণির সরল ধরনের মিথস্ক্রিয়ার সঙ্গে যুক্ত ক্ষীণ সংকেতে ফোকাস করা হয়েছিল। পরবর্তী বিশ্লেষণে আরও শক্তিশালী মিথস্ক্রিয়াও অন্তর্ভুক্ত করতে অনুসন্ধান বিস্তৃত করা হয়।
ওই বিস্তৃত অনুসন্ধান ক্ষেত্রের মধ্যে গবেষকেরা একটি ঘটনা খুঁজে পান, যার নিউক্লিয়ার রিকয়েল শক্তি-বর্ণালী পরিচিত ব্যাকগ্রাউন্ড প্রক্রিয়া দিয়ে ব্যাখ্যা করা কঠিন ছিল। Brown University-এর অধ্যাপক এবং LUX-ZEPLIN মুখপাত্র Rick Gaitskell ঘটনাটিকে “খুবই কৌতূহলোদ্দীপক” বলে বর্ণনা করেন, কারণ এটি প্রত্যাশিত ডার্ক ম্যাটার অনুসন্ধানের সঙ্গে সম্পর্কিত অঞ্চলে এবং যেখানে ব্যাকগ্রাউন্ড মাত্রা খুব কম। একই সঙ্গে তিনি জোর দিয়ে বলেন যে দলটি ডার্ক ম্যাটার দেখে ফেলেছে এমন দাবি করছে না।
এই সতর্কতা শুধু সাধারণ বৈজ্ঞানিক শিষ্টাচার নয়। একক-ঘটনার ফলাফল স্বভাবতই নাজুক। বিরল-ঘটনা পদার্থবিজ্ঞানের পরীক্ষাগুলি ক্যালিব্রেশন উন্নত করা, দূষণ বর্জন করা, এবং পরিসংখ্যানগত মডেল সূক্ষ্ম করার পেছনে বছর ব্যয় করতে পারে, কারণ একটি একক বিচ্যুতি ঘনিষ্ঠ বিশ্লেষণে মিলিয়ে যেতে পারে। ডার্ক ম্যাটার অনুসন্ধানের ইতিহাসে এমন বহু আশাব্যঞ্জক ইঙ্গিত আছে যা পরবর্তী বিশ্লেষণে টেকেনি। সহযোগী দলটি মনে হচ্ছে পর্যাপ্ত আগেই এই অস্বাভাবিকতা ভাগ করে নিতে চায়, যাতে বৈজ্ঞানিক সমাজ এটি পরীক্ষা করতে পারে, আবার এমন কোনও দাবি না করে যা প্রমাণের সীমা ছাড়িয়ে যায়।
যদি শেষ পর্যন্ত ঘটনাটি ডার্ক ম্যাটারের সঙ্গে যুক্ত হয়, তবে দলের বিশ্লেষণ ইঙ্গিত দেয় যে দায়ী কণাটির ভর একটি প্রোটনের ভরের 200 গুণেরও বেশি হবে। এটি তাকে WIMP-ধরনের প্রার্থীদের ভারী শ্রেণিতে ফেলবে, যা দীর্ঘদিন ধরে ডার্ক ম্যাটার তত্ত্বের প্রধান সম্ভাবনাগুলির একটি। কিন্তু সেই ব্যাখ্যা এখনো অনুমানভিত্তিক। এই পর্যায়ে, ফলাফলটিকে এমন একটি ডেটা পয়েন্ট হিসেবে বোঝাই ভালো যা সহজ ব্যাখ্যাকে প্রতিরোধ করে।
একটি ঘটনা কেন তবু গুরুত্বপূর্ণ হতে পারে
কণা পদার্থবিজ্ঞানের বাইরে, একটি ঘটনার ওপর ভিত্তি করে প্রতিবেদন দুর্বল শোনাতে পারে। ডার্ক ম্যাটার শনাক্তকরণে, বিরলতাই পুরো ভিত্তি। প্রকৃত মিথস্ক্রিয়া থাকলে তা অত্যন্ত বিরল হবে এই প্রত্যাশার ওপর এই পরীক্ষাগুলি তৈরি। প্রাসঙ্গিক প্রশ্নটি একক ঘটনার আকার কতটা ছোট মনে হয় তা নয়, বরং সেটি সঠিক জায়গায়, সঠিক বৈশিষ্ট্য নিয়ে, এবং ব্যাকগ্রাউন্ড প্রত্যাশা থেকে অর্থপূর্ণভাবে আলাদা হারে দেখা যাচ্ছে কি না।
এই কারণেই এই ফলাফল সম্পর্কে ব্যবহৃত ভাষা এত গুরুত্বপূর্ণ। গবেষকেরা ঘটনাটিকে প্রমাণ হিসেবে উপস্থাপন করছেন না। তারা এটিকে এমন এক আকর্ষণীয় অস্বাভাবিকতা হিসেবে উপস্থাপন করছেন, এমন একটি ডিটেক্টরে যা ঠিক এই ধরনের বিরল মিথস্ক্রিয়া আলাদা করার জন্য তৈরি। পরবর্তী পদক্ষেপগুলির মধ্যে সম্ভবত আরও গভীর ব্যাকগ্রাউন্ড পরীক্ষা, ডিটেক্টর ক্যালিব্রেশনের সঙ্গে তুলনা, এবং অনুরূপ ঘটনা আবার দেখা যায় কি না তা দেখতে আরও তথ্য সংগ্রহ অন্তর্ভুক্ত থাকবে।
যদি সম্পর্কিত সংকেতসহ অতিরিক্ত ঘটনা দেখা যায়, তবে এই সপ্তাহের প্রতিবেদনের বৈজ্ঞানিক অর্থ দ্রুত বদলে যেতে পারে। একটি ধারা একক ঘটনার তুলনায় অনেক বেশি আকর্ষণীয় হবে। আর যদি কিছুই না মেলে, তবু এই ঘটনা পরের বিশ্লেষণের জন্য অনুসন্ধান-পদ্ধতি ও ব্যাকগ্রাউন্ড মডেল পরিমার্জনে সাহায্য করতে পারে।
এখনও ধৈর্যে সংজ্ঞায়িত একটি ক্ষেত্র
LZ-এর ফলাফল মনে করিয়ে দেয় যে অগ্রণী পদার্থবিজ্ঞান প্রায়ই স্পষ্টতার আগে অস্পষ্টতার মধ্য দিয়ে এগোয়। এই পরীক্ষা ডার্ক ম্যাটার সমাধান করেনি, এবং সহযোগী দলও তা বলছে না। কিন্তু তারা এমন কিছু পেয়েছে যা বিশেষজ্ঞদের নজর কাড়ার মতো অস্বাভাবিক, এমন সময়ে যখন ক্ষেত্রটি এখনও ব্যাকগ্রাউন্ড নয়েজের বাইরে কোনও বিশ্বাসযোগ্য সংকেতের খোঁজে রয়েছে।
এটুকুই এই অগ্রগতিকে দেখার মতো করে তোলে। ডার্ক ম্যাটার গবেষণা দশকের পর দশক ধরে শক্তিশালী তাত্ত্বিক প্রেরণা এবং খুবই অল্প সরাসরি প্রমাণের মধ্যে ভারসাম্য রেখে চলেছে। একটি একক, ব্যাখ্যাতীত ঘটনা সেই অচলাবস্থা শেষ করে না। তবে এটি বোর্ডে একটি নতুন চিহ্ন যোগ করে, এবং আগামী মাসগুলোতে সম্প্রদায়কে পরীক্ষা, চ্যালেঞ্জ, এবং হয় খারিজ করা নয়তো তার ওপর ভিত্তি গড়ার জন্য একটি বাস্তব সংকেত দেয়।
এই নিবন্ধটি Universe Today-এর প্রতিবেদনের ভিত্তিতে লেখা। মূল নিবন্ধটি পড়ুন.
Originally published on universetoday.com
