फ्रांसिस हेल्ज़ेन को आइसक्यूब न्यूट्रिनो कार्य के लिए भौतिकी का नोबेल पुरस्कार

ब्रह्मांड पर एक नई खिड़की खोलने के लिए नोबेल

फ्रांसिस हेल्ज़ेन को आइसक्यूब न्यूट्रिनो वेधशाला में उनके योगदान और खगोलभौतिक मूल के उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो की खोज के लिए भौतिकी का नोबेल पुरस्कार मिला है। रॉयल स्वीडिश एकेडमी ऑफ साइंसेज ने मंगलवार को स्टॉकहोम में इस पुरस्कार की घोषणा की, जिससे उस कार्य को सम्मानित किया गया जिसने वैज्ञानिकों को प्रकाश के बजाय लगभग द्रव्यमान रहित कणों का उपयोग करके ब्रह्मांड का अध्ययन करने का एक तरीका दिया है।

हेल्ज़ेन, जो 82 वर्ष के हैं और बेल्जियम में जन्मे थे, विस्कॉन्सिन–मैडिसन विश्वविद्यालय से संबद्ध हैं, जो आइसक्यूब परियोजना के पीछे की प्रमुख संस्था है। वेधशाला स्वयं अंटार्कटिका में दक्षिणी ध्रुव पर स्थित एक शोध सुविधा है, जहाँ गहरे अंतरिक्ष से आने वाले कणों के निशान पकड़ने के लिए बर्फ की एक विशाल मात्रा का उपयोग किया जाता है।

यह मान्यता दशकों तक धैर्यपूर्वक उपकरण बनाने और डेटा विश्लेषण को आधुनिक खगोलभौतिकी के केंद्र में रखती है — एक ऐसा क्षेत्र जिसे हेल्ज़ेन ने उस भूभाग तक विस्तारित करने में मदद की जहाँ पारंपरिक दूरबीनें नहीं पहुँच सकतीं।

नोबेल समिति की प्रशंसा

भौतिकी के लिए नोबेल समिति के अध्यक्ष मार्क पियर्स ने हेल्ज़ेन के योगदान का व्यापक शब्दों में वर्णन किया। एक समाचार विज्ञप्ति में पियर्स ने कहा कि हेल्ज़ेन ने शोधकर्ताओं और इंजीनियरों की एक अंतरराष्ट्रीय टीम का नेतृत्व किया, जिन्होंने मिलकर "एक शानदार उपकरण" प्रदान किया, और यह भी कहा कि उनके दृढ़ संकल्प और वैज्ञानिक दृष्टि ने एक नई तरह की खगोल विज्ञान की नींव रखी।

यह वाक्यांश — एक नई तरह की खगोल विज्ञान — इस पुरस्कार का सार पकड़ता है। फोटॉन एकत्र करने के बजाय, आइसक्यूब न्यूट्रिनो एकत्र करता है, ऐसे कण जो ग्रहों, तारों और मानव शरीर से लगभग पूरी तरह अनदेखे होकर गुजर जाते हैं।

हेल्ज़ेन की प्रतिक्रिया: आश्चर्य, और कुछ अजीब

हेल्ज़ेन ने मंगलवार को इटली से टेलीफोन पर नोबेल समिति से बात की। उन्होंने कहा कि यह घोषणा एक बड़े आश्चर्य के रूप में आई और उन्होंने स्पष्ट रूप से इसकी अपेक्षा नहीं की थी। उन्होंने यह भी कहा कि पहले लोगों ने भविष्यवाणी की थी कि उन्हें यह पुरस्कार मिलेगा, फिर भी वास्तविक घोषणा ने उन्हें उनके शब्दों में, अजीब महसूस कराया।

द एसोसिएटेड प्रेस द्वारा उनसे संपर्क करने के प्रयास तुरंत सफल नहीं हुए।

पुरस्कार के पीछे की भौतिकी

भूत कण जो हर चीज़ से बहते हैं

न्यूट्रिनो अत्यंत सूक्ष्म ब्रह्मांडीय कण हैं जिनका द्रव्यमान इतना कम है कि इसे समझना कठिन है। वे सर्वव्यापी भी हैं। वे सूर्य सहित तारों से बाहर निकलते हैं, और प्रति सेकंड खरबों की संख्या में मानव शरीर से गुजरते हैं, बिना अपने गुजरने का कोई संकेत छोड़े।

चूँकि वे इतनी कम बार परस्पर क्रिया करते हैं, वैज्ञानिक न्यूट्रिनो को यात्रा करते समय सीधे नहीं देख सकते। इसके बजाय, शोधकर्ता उन दुर्लभ अवसरों पर क्या होता है, इसका मापन करते हैं जब इनमें से कोई भूतिया कण किसी अन्य पदार्थ से टकराता है। उन टकरावों से प्रकाश की चमक या आवेशित कण उत्पन्न होते हैं — यह अप्रत्यक्ष प्रमाण कि कोई न्यूट्रिनो वहाँ था, और इस बात का सुराग कि वह कहाँ से आया और उसमें कितनी ऊर्जा थी।

ब्रह्मांड से संदेशवाहक

हेल्ज़ेन ने अपना ध्यान न्यूट्रिनो के एक दुर्लभ समूह पर केंद्रित किया जिसे वैज्ञानिक ब्रह्मांड से संदेशवाहक मानते हैं। ये कण इस बारे में जानकारी लेकर आते हैं कि ब्रह्मांड कैसे विकसित हुआ, और पारंपरिक खगोल विज्ञान जिन विद्युतचुंबकीय संकेतों पर निर्भर करता है, उससे अलग अवलोकन का एक माध्यम प्रदान करते हैं। इन्हें पकड़कर, शोधकर्ता हिंसक और दूरस्थ घटनाओं की जाँच कर सकते हैं जो अन्यथा छिपी रह जातीं।

दुनिया के तल पर एक डिटेक्टर का निर्माण

इस पुरस्कार के केंद्र में मौजूद उपकरण पारंपरिक वेधशाला में किसी भी चीज़ जैसा नहीं है। आइसक्यूब दक्षिणी ध्रुव पर बर्फ की चादर में स्थित है, यह स्थान अपनी अत्यधिक परिस्थितियों और यहाँ उपलब्ध माध्यम की स्पष्टता और मात्रा के लिए चुना गया था। वहाँ, सतह के गहरे नीचे, डिटेक्टर उन मंद संकेतों पर नज़र रखता है जो न्यूट्रिनो के परस्पर क्रिया करने पर पीछे छूट जाते हैं।

दक्षिणी ध्रुव पर न्यूट्रिनो को पकड़ने पर हेल्ज़ेन का शोध 1980 के दशक से चला आ रहा है। यह समयरेखा लगभग चार दशकों में फैली है — एक ऐसे विचार से, जिसे कई लोग अव्यावहारिक मानते थे, एक कार्यशील सुविधा तक, जिसे एक अंतरराष्ट्रीय सहयोग संचालित करता है, और विस्कॉन्सिन–मैडिसन विश्वविद्यालय इसकी प्रमुख संस्था के रूप में कार्य करता है।

इस उपक्रम का पैमाना यह समझाने में मदद करता है कि नोबेल समिति ने दृष्टि और दृढ़ता दोनों पर जोर क्यों दिया। अंटार्कटिका में एक डिटेक्टर को तैनात करने और संचालित करने के लिए ऐसी इंजीनियरिंग की आवश्यकता होती है जो पृथ्वी के सबसे कठोर वातावरणों में से एक में टिक सके, साथ ही कई संस्थानों और देशों के शोधकर्ताओं और इंजीनियरों के बीच निरंतर सहयोग की भी आवश्यकता होती है।

यह पुरस्कार एक खोज से परे क्यों मायने रखता है

यह पुरस्कार इस बात पर प्रकाश डालता है कि खगोल विज्ञान कैसे किया जाता है, इसमें कैसे बदलाव आया है। अपने अधिकांश इतिहास में, यह क्षेत्र पूरे स्पेक्ट्रम में प्रकाश एकत्र करके आगे बढ़ा — दृश्य, रेडियो, अवरक्त, एक्स-रे और गामा-रे। न्यूट्रिनो खगोल विज्ञान एक मौलिक रूप से भिन्न प्रकार का संकेत जोड़ता है, जो प्रकृति की कुछ सबसे ऊर्जावान प्रक्रियाओं द्वारा उत्पन्न होता है।

चूँकि न्यूट्रिनो कम ही परस्पर क्रिया करते हैं, वे उन क्षेत्रों से बच निकल सकते हैं जहाँ प्रकाश अवरुद्ध या अवशोषित हो जाता, और विशाल दूरियों तक जानकारी ले जा सकते हैं। यह गुण उन्हें ब्रह्मांडीय संदेशवाहक के रूप में मूल्यवान बनाता है, और यह उन्हें पकड़ने के लिए बनाए गए डिटेक्टरों को पूरी तरह से नई प्रकार की दूरबीनों के रूप में मूल्यवान बनाता है।

पुरस्कार स्वयं

इस वर्ष के भौतिकी पुरस्कार में 12 मिलियन स्वीडिश क्रोनोर की राशि है, जो लगभग 1.2 मिलियन डॉलर के बराबर है। यह राशि समान रहती है, चाहे यह किसी एक व्यक्तिगत विजेता, विजेताओं के एक छोटे समूह या किसी संगठन को दी जाए।

पिछले वर्ष, तीन वैज्ञानिकों ने भौतिकी का नोबेल पुरस्कार साझा किया था। इस वर्ष की घोषणा, जो स्टॉकहोम में रॉयल स्वीडिश एकेडमी ऑफ साइंसेज द्वारा की गई, एक एकल शोधकर्ता और एक एकल, दशकों पुरानी परियोजना को वैज्ञानिक सुर्खियों के केंद्र में रखती है।

एक नज़र में मुख्य बिंदु

• विजेता: फ्रांसिस हेल्ज़ेन, 82, बेल्जियम में जन्मे और विस्कॉन्सिन–मैडिसन विश्वविद्यालय से संबद्ध।
• उद्धरण: आइसक्यूब न्यूट्रिनो वेधशाला में योगदान और खगोलभौतिक मूल के उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो की खोज।
• सुविधा: आइसक्यूब अंटार्कटिका में दक्षिणी ध्रुव पर स्थित है, जिसमें विस्कॉन्सिन–मैडिसन विश्वविद्यालय प्रमुख संस्था है।
• मूल: दक्षिणी ध्रुव पर न्यूट्रिनो को पकड़ने पर हेल्ज़ेन का कार्य 1980 के दशक से चला आ रहा है।
• पुरस्कार राशि: 12 मिलियन स्वीडिश क्रोनोर, लगभग 1.2 मिलियन डॉलर।
• घोषणा: स्टॉकहोम में रॉयल स्वीडिश एकेडमी ऑफ साइंसेज द्वारा की गई।

समिति ने किस बात पर जोर दिया

नोबेल समिति के बयान ने किसी एकल मापन के बजाय एक क्षमता के निर्माण पर अधिक ध्यान केंद्रित किया। एक कार्यशील डिटेक्टर प्रदान करने वाली अंतरराष्ट्रीय टीम को इकट्ठा करके और उसका नेतृत्व करके, हेल्ज़ेन ने वह बुनियादी ढाँचा स्थापित करने में मदद की जो ब्रह्मांडीय न्यूट्रिनो शोध को संभव बनाता है — और ऐसा करके, समिति के अध्यक्ष के अनुसार, ब्रह्मांड को देखने के एक नए तरीके का मार्ग प्रशस्त करने में मदद की।

एक ऐसे शोधकर्ता के लिए जिसका कार्य 1980 के दशक में शुरू हुआ था, यह पुरस्कार एक शिखर के रूप में आता है। जिन कणों का पीछा उन्होंने अपना पूरा करियर किया, वे अदृश्य हैं, लगभग द्रव्यमान रहित हैं और उन्हें रोकना लगभग असंभव है। मंगलवार तक, वे एक नोबेल पुरस्कार का विषय भी बन गए हैं।

यह लेख Phys.org की रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें।