आइसक्यूब न्यूट्रिनो कार्यासाठी फ्रान्सिस हॅल्झन यांना भौतिकशास्त्राचा नोबेल पुरस्कार

विश्वाकडे पाहण्याची नवीन खिडकी उघडल्याबद्दल नोबेल

फ्रान्सिस हॅल्झन यांनी आइसक्यूब न्यूट्रिनो वेधशाळेतील योगदानासाठी आणि खगोलभौतिक मूळच्या उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनोच्या शोधासाठी भौतिकशास्त्राचा नोबेल पुरस्कार जिंकला आहे. रॉयल स्वीडिश अकादमी ऑफ सायन्सेसने मंगळवारी स्टॉकहोममध्ये या पुरस्काराची घोषणा केली, ज्यामुळे शास्त्रज्ञांना प्रकाशाऐवजी जवळजवळ वस्तुमानहीन कणांचा वापर करून विश्वाचा अभ्यास करण्याचा मार्ग मिळाला आहे.

८२ वर्षीय हॅल्झन यांचा जन्म बेल्जियममध्ये झाला असून ते विस्कॉन्सिन-मॅडिसन विद्यापीठाशी संलग्न आहेत, जे आइसक्यूब प्रकल्पामागील प्रमुख संस्था आहे. वेधशाळा स्वतः अंटार्क्टिकामधील दक्षिण ध्रुवावर स्थित एक संशोधन सुविधा आहे, जिथे दूरच्या अवकाशातून येणाऱ्या कणांचे अवशेष पकडण्यासाठी बर्फाचा मोठा खंड वापरला जातो.

ही मान्यता दशकांपासून चाललेल्या संयमी उपकरण-निर्मिती आणि डेटा विश्लेषणाला आधुनिक खगोलभौतिकीच्या केंद्रस्थानी ठेवते — हे असे क्षेत्र आहे जे हॅल्झन यांनी पारंपरिक दुर्बिणी पोहोचू शकत नाहीत अशा प्रदेशात विस्तारण्यास मदत केली.

नोबेल समितीकडून कौतुक

भौतिकशास्त्रासाठीच्या नोबेल समितीचे अध्यक्ष मार्क पीयर्स यांनी हॅल्झन यांच्या योगदानाचे व्यापक शब्दांत वर्णन केले. एका प्रसिद्धीपत्रकात पीयर्स म्हणाले की हॅल्झन यांनी संशोधक आणि अभियंत्यांच्या आंतरराष्ट्रीय संघाचे नेतृत्व केले, ज्यांनी एकत्रितपणे "एक अप्रतिम उपकरण" दिले, आणि त्यांच्या चिकाटी व वैज्ञानिक दृष्टीने एका नवीन प्रकारच्या खगोलशास्त्राचा मार्ग मोकळा केला.

ते वाक्य — एक नवीन प्रकारचे खगोलशास्त्र — या पुरस्काराचे सार पकडते. फोटॉन गोळा करण्याऐवजी, आइसक्यूब न्यूट्रिनो गोळा करते, असे कण जे ग्रह, तारे आणि मानवी शरीरातून जवळजवळ पूर्णपणे लक्ष न देता जातात.

हॅल्झन यांची प्रतिक्रिया: आश्चर्य, आणि काहीतरी विचित्र

हॅल्झन यांनी मंगळवारी इटलीहून नोबेल समितीशी दूरध्वनीवर बोलले. ते म्हणाले की ही घोषणा मोठे आश्चर्य होती आणि त्यांनी स्पष्टपणे त्याची अपेक्षा केली नव्हती. ते असेही म्हणाले की लोकांनी पूर्वी अंदाज लावला होता की ते हा पुरस्कार जिंकतील, तरीही प्रत्यक्ष घोषणेने त्यांना त्यांच्या शब्दात, विचित्र वाटले.

द असोसिएटेड प्रेसने त्यांच्याशी संपर्क साधण्याचे प्रयत्न तात्काळ यशस्वी झाले नाहीत.

पुरस्कारामागील भौतिकशास्त्र

सर्व काहीतून वाहणारे भूत कण

न्यूट्रिनो हे अत्यंत लहान वैश्विक कण आहेत ज्यांचे वस्तुमान इतके कमी आहे की ते समजणे कठीण आहे. ते सर्वव्यापी देखील आहेत. ते सूर्यासह ताऱ्यांमधून बाहेर पडतात, आणि त्यांच्या प्रवासाचे कोणतेही चिन्ह न सोडता दर सेकंदाला ट्रिलियन्सच्या संख्येने मानवी शरीरातून जातात.

ते इतके क्वचित संवाद साधतात की शास्त्रज्ञ न्यूट्रिनो प्रवास करताना त्यांना सरळ पाहू शकत नाहीत. त्याऐवजी, संशोधक यापैकी एखादा भूत कण दुसऱ्या पदार्थाच्या तुकड्याशी आदळल्याच्या दुर्मिळ प्रसंगी काय घडते ते मोजतात. त्या टकरींमधून प्रकाशाचे झोत किंवा भारित कण तयार होतात — न्यूट्रिनो तिथे होता याचा अप्रत्यक्ष पुरावा, आणि तो कुठून आला व किती ऊर्जा बाळगून आला याचा सुगावा.

विश्वातून आलेले संदेशवाहक

हॅल्झन यांनी शास्त्रज्ञ विश्वातून आलेले संदेशवाहक मानतात अशा दुर्मिळ न्यूट्रिनो गटावर लक्ष केंद्रित केले. हे कण विश्व कसे विकसित झाले याबद्दल माहिती देतात, आणि पारंपरिक खगोलशास्त्र अवलंबून असलेल्या विद्युतचुंबकीय संकेतांपेक्षा वेगळा निरीक्षणाचा मार्ग देतात. ते पकडून, संशोधक हिंसक आणि दूरच्या घटनांचा शोध घेऊ शकतात ज्या अन्यथा लपलेल्या राहतील.

जगाच्या तळाशी डिटेक्टर बांधणे

या पुरस्काराच्या केंद्रस्थानी असलेले उपकरण पारंपरिक वेधशाळेतील कोणत्याही गोष्टीसारखे नाही. आइसक्यूब दक्षिण ध्रुवावरील बर्फाच्या थरात बसते, हे स्थान त्याच्या अत्यंत परिस्थितींसाठी आणि ते पुरवते त्या माध्यमाच्या स्पष्टतेसाठी व घनफळासाठी निवडले गेले आहे. तिथे, पृष्ठभागाच्या खोल खाली, डिटेक्टर न्यूट्रिनो संवाद साधतो तेव्हा मागे राहिलेल्या क्षीण चिन्हांवर लक्ष ठेवतो.

दक्षिण ध्रुवावर न्यूट्रिनो पकडण्याचे हॅल्झन यांचे संशोधन १९८० च्या दशकापर्यंत मागे जाते. ही कालरेषा सुमारे चार दशकांपर्यंत पसरते — अशा कल्पनेपासून जी अनेकांना अव्यवहार्य वाटली, ते आंतरराष्ट्रीय सहकार्याद्वारे चालवल्या जाणाऱ्या कार्यरत सुविधेपर्यंत, ज्याची प्रमुख संस्था विस्कॉन्सिन-मॅडिसन विद्यापीठ आहे.

या उपक्रमाच्या प्रमाणामुळे नोबेल समितीने दृष्टी आणि चिकाटी या दोन्हींवर भर का दिला हे समजते. अंटार्क्टिकामध्ये डिटेक्टर तैनात करणे आणि चालवणे यासाठी पृथ्वीवरील सर्वात कठीण वातावरणांपैकी एकात टिकून राहू शकेल अशी अभियांत्रिकी आवश्यक आहे, तसेच अनेक संस्था व देशांतील संशोधक आणि अभियंत्यांमधील सातत्यपूर्ण सहकार्य आवश्यक आहे.

एका शोधापलीकडे हा पुरस्कार का महत्त्वाचा आहे

हा पुरस्कार खगोलशास्त्र कसे केले जाते यातील बदल अधोरेखित करतो. त्याच्या इतिहासाच्या बहुतांश काळात, हे क्षेत्र वर्णपटातील प्रकाश गोळा करून पुढे गेले — दृश्य, रेडिओ, अवरक्त, क्ष-किरण आणि गॅमा-किरण. न्यूट्रिनो खगोलशास्त्र मूलभूतपणे वेगळ्या प्रकारचा संकेत जोडते, जो निसर्गातील काही सर्वाधिक ऊर्जावान प्रक्रियांद्वारे तयार होतो.

न्यूट्रिनो क्वचित संवाद साधत असल्याने, प्रकाश अडवला जाईल किंवा शोषला जाईल अशा प्रदेशांतून ते बाहेर पडू शकतात, प्रचंड अंतरांवर माहिती वाहून नेतात. हा गुणधर्म त्यांना वैश्विक संदेशवाहक म्हणून मौल्यवान बनवतो, आणि ते पकडण्यासाठी बांधलेले डिटेक्टर पूर्णपणे नवीन प्रकारच्या दुर्बिणी म्हणून मौल्यवान बनवतो.

पुरस्कार स्वतः

या वर्षीच्या भौतिकशास्त्र पुरस्कारासोबत १२ दशलक्ष स्वीडिश क्रोनर, अंदाजे १.२ दशलक्ष डॉलर्स इतकी रक्कम मिळते. ही रक्कम एका व्यक्तिगत विजेत्याला, विजेत्यांच्या लहान गटाला किंवा संस्थेला दिली जात असली तरी समान असते.

गेल्या वर्षी तीन शास्त्रज्ञांनी भौतिकशास्त्राचा नोबेल पुरस्कार सामायिक केला. या वर्षीची घोषणा, रॉयल स्वीडिश अकादमी ऑफ सायन्सेसने स्टॉकहोममध्ये केलेली, एकच संशोधक आणि एकच, दशकांपासून चाललेला प्रकल्प वैज्ञानिक झोतकेंद्रात ठेवते.

एका दृष्टिक्षेपातील मुख्य मुद्दे

• विजेते: फ्रान्सिस हॅल्झन, ८२, बेल्जियममध्ये जन्म, विस्कॉन्सिन-मॅडिसन विद्यापीठाशी संलग्न.
• उद्धरण: आइसक्यूब न्यूट्रिनो वेधशाळेतील योगदान आणि खगोलभौतिक मूळच्या उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनोचा शोध.
• सुविधा: आइसक्यूब अंटार्क्टिकामधील दक्षिण ध्रुवावर स्थित आहे, विस्कॉन्सिन-मॅडिसन विद्यापीठ ही त्याची प्रमुख संस्था आहे.
• मूळ: दक्षिण ध्रुवावर न्यूट्रिनो पकडण्याचे हॅल्झन यांचे कार्य १९८० च्या दशकापर्यंत मागे जाते.
• पुरस्काराची रक्कम: १२ दशलक्ष स्वीडिश क्रोनर, सुमारे १.२ दशलक्ष डॉलर्स.
• घोषणा: रॉयल स्वीडिश अकादमी ऑफ सायन्सेसने स्टॉकहोममध्ये केली.

समितीने कशावर भर दिला

नोबेल समितीच्या निवेदनाने एका मोजमापापेक्षा एका क्षमतेच्या निर्मितीवर अधिक भर दिला. कार्यरत डिटेक्टर देणाऱ्या आंतरराष्ट्रीय संघाची उभारणी करून व नेतृत्व करून, हॅल्झन यांनी वैश्विक न्यूट्रिनो संशोधन शक्य करणारी पायाभूत सुविधा उभारण्यास मदत केली — आणि असे करताना, समितीच्या अध्यक्षांच्या मते, विश्वाकडे पाहण्याच्या नवीन मार्गाचा पायंडा घातला.

१९८० च्या दशकात ज्यांचे कार्य सुरू झाले अशा संशोधकासाठी हा पुरस्कार शिखर म्हणून येतो. त्यांनी करिअरभर मागे लावलेले कण अदृश्य, जवळजवळ वस्तुमानहीन आणि थांबवणे जवळजवळ अशक्य आहेत. मंगळवारपासून, ते नोबेल पुरस्काराचा विषय देखील बनले आहेत.

हा लेख Phys.org च्या वृत्तांकनावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.