‘নিউট্রিনো কারখানা’য় হয়তো মহাজাগতিক রশ্মির রহস্যের সমাধান
উচ্চ-শক্তির কণা যেগুলি মহাকাশের গভীরতা থেকে পৃথিবীতে বোমাবর্ষণ করে ব্লাজার থেকে উদ্ভূত হতে পারে, নতুন গবেষণা পরামর্শ দেয়।
নতুন গবেষণা প্রকাশ করেছে যে উচ্চ-শক্তির নিউট্রিনো এবং মহাজাগতিক রশ্মি যা গভীর মহাকাশ থেকে পৃথিবীতে বোমাবর্ষণ করে ব্লাজার থেকে উদ্ভূত হয় — সক্রিয়ভাবে গ্যালাকটিক নিউক্লিয়াস (AGN) যা ছায়াপথের কেন্দ্রে লুকিয়ে থাকে এবং সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোল দ্বারা চালিত হয়৷
গবেষকরা জানেন মহাজাগতিক রশ্মিগুলি গভীর স্থান থেকে আধানযুক্ত কণা যা ক্রমাগত 1020 ইলেকট্রন ভোল্টের মতো শক্তি নিয়ে পৃথিবীতে আঘাত করে — লার্জ হ্যাড্রন কোলাইডার (LHC) এ উৎপন্ন শক্তির চেয়ে এক মিলিয়ন গুণ বেশি শক্তিশালী। এই কণাগুলিকে এত শক্তি দিয়ে কী উৎক্ষেপণ করতে পারে যে তারা কোটি কোটি আলোকবর্ষ ভ্রমণ করে, তবে এটি একটি রহস্য রয়ে গেছে।
এর কারণ হল মহাজাগতিক রশ্মিগুলি বৈদ্যুতিক চার্জযুক্ত কণা নিয়ে গঠিত, যার অর্থ তারা তাদের উৎস থেকে পৃথিবীতে কোটি কোটি আলোকবর্ষ ভ্রমণ করে, তারা বারবার গ্যালাক্সির চৌম্বক ক্ষেত্র দ্বারা বিচ্যুত হয়, যার ফলে তাদের উত্স সনাক্ত করা অসম্ভব হয়ে পড়ে।
মহাজাগতিক রশ্মি উৎক্ষেপণ করে এমন কিছু প্রক্রিয়া এবং ঘটনাগুলিও অ্যাস্ট্রোফিজিকাল নিউট্রিনোগুলিকে বিস্ফোরিত করে এবং এই ‘ভূতের মতো’ কণাগুলি এই ধাঁধাটি সমাধানের জন্য ‘বার্তাবাহক’ হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে, জ্যোতির্পদার্থবিদদের একটি দল বিশ্বাস করে।
“অ্যাস্ট্রোফিজিকাল নিউট্রিনোগুলি একচেটিয়াভাবে মহাজাগতিক রশ্মির ত্বরণ জড়িত প্রক্রিয়াগুলিতে উত্পাদিত হয়,” দলের সদস্য এবং জুলিয়াস-ম্যাক্সিমিলিয়ানস-ইউনিভার্সিটি (জেএমইউ) ওয়ার্জবার্গের অ্যাস্ট্রোফিজিক্সের অধ্যাপক সারা বুসন একটি বিবৃতিতে বলেছেন৷ (নতুন ট্যাবে খোলে)
নিউট্রিনো হল কোন চার্জ ছাড়াই কণা এবং খুব কম ভর যা পদার্থের সাথে এত দুর্বলভাবে যোগাযোগ করে যে তারা গ্যালাক্সি, গ্রহ এবং এমনকি মানবদেহের মধ্য দিয়ে প্রায় চিহ্ন ছাড়াই চলে যায়। যেহেতু তাদের কোন চার্জ নেই, নিউট্রিনোগুলি মহাজাগতিক রশ্মির মতো একই বিচ্যুতি অনুভব করে না, যার অর্থ তাদের উত্সগুলি আরও সঠিকভাবে চিহ্নিত করা যেতে পারে।
2017 সালে, একটি নিউট্রিনো সংকেত শনাক্ত করা হয়েছিল যা ব্লাজার TXS 0506+056-এ ফিরে পাওয়া যেতে পারে। ফলস্বরূপ, বুসন পরামর্শ দিয়েছিলেন যে ব্লাজারস – যা তাদের আশেপাশের ছায়াপথের সমগ্র তারার জনসংখ্যার চেয়ে বেশি বিকিরণ নির্গত করে – উচ্চ-শক্তির নিউট্রিনোগুলিকে বিস্ফোরণের জন্য দায়ী৷
2021 সালে, তিনি এবং তার দল একটি মাল্টি-মেসেঞ্জার জ্যোতির্বিদ্যা প্রকল্পের সাথে এই সংযোগকে দৃঢ় করার জন্য শুরু করেছিলেন, যেটি নিউট্রিনো পর্যবেক্ষণের সাথে ‘প্রথাগত’ জ্যোতির্বিদ্যাকে মিশ্রিত করে। এই নতুন ফলাফলগুলি IceCube নিউট্রিনো অবজারভেটরি থেকে ডেটা ব্যবহার করে অর্জন করা হয়েছে ——এখন পর্যন্ত তৈরি করা সবচেয়ে সংবেদনশীল নিউট্রিনো ডিটেক্টর ——অ্যান্টার্কটিকার দক্ষিণ মেরুর বরফের গভীরে অবস্থিত৷
দলটি এই তথ্যটি নিশ্চিত করতে ব্যবহার করেছে যে ব্লাজারের অবস্থান অ্যাস্ট্রোফিজিক্যাল নিউট্রিনোর দিকনির্দেশের সাথে সঙ্গতিপূর্ণ প্রায়ই যথেষ্ট যে এই অ্যাসোসিয়েশনটিকে একা সুযোগের জন্য নামানো যায় না, অ্যাস্ট্রোফিজিক্যাল নিউট্রিনো এবং ব্লাজারের মধ্যে সংযোগের প্রথম দৃঢ় প্রমাণ প্রদান করে।
“কয়েকবার পাশা ঘূর্ণায়মান করার পরে, আমরা আবিষ্কার করেছি যে র্যান্ডম অ্যাসোসিয়েশন শুধুমাত্র এক মিলিয়ন ট্রায়ালের মধ্যে একবার বাস্তব ডেটার চেয়ে বেশি হতে পারে,” জেনেভা বিশ্ববিদ্যালয়ের জ্যোতির্বিদ্যা বিভাগের দলের সদস্য এবং বিজ্ঞানী আন্দ্রেয়া ট্রামাসেরে বলেছেন। “এটি শক্তিশালী প্রমাণ যে আমাদের সমিতিগুলি সঠিক।”
এবং যেহেতু এই নিউট্রিনোগুলি এমন জায়গায় তৈরি করা হয়েছে যেখানে মহাজাগতিক রশ্মি ত্বরান্বিত এবং উৎক্ষেপণ করা হয়, এটি ইঙ্গিত দেয় যে ব্লাজারগুলি মহাজাগতিক রশ্মিকে ত্বরান্বিত করার জন্যও দায়ী। এটি একটি ব্লাজারের কেন্দ্রস্থলে থাকা সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোল কীভাবে তাদের পৃষ্ঠে ‘খাওয়া’ বা সংযোজিত হওয়ার আগে তাদের ঘিরে থাকা গ্যাস এবং ধূলিকণার মতো পদার্থকে ‘চর্বণ’ করে তার ফলাফল হতে পারে।
“অধিবৃদ্ধি প্রক্রিয়া এবং ব্ল্যাক হোলের ঘূর্ণন আপেক্ষিক জেট গঠনের দিকে পরিচালিত করে, যেখানে কণাগুলি ত্বরান্বিত হয় এবং দৃশ্যমান আলোর চেয়ে হাজার বিলিয়ন [গুণ বেশি] শক্তি পর্যন্ত বিকিরণ নির্গত করে,” ট্রামাসেরে ব্যাখ্যা করেছিলেন। “এই বস্তু এবং মহাজাগতিক রশ্মির মধ্যে সংযোগের আবিষ্কার উচ্চ-শক্তি জ্যোতির্পদার্থবিজ্ঞানের ‘রোসেটা পাথর’ হতে পারে।”
ট্রামাসেরের মতে, এই গবেষণার পরবর্তী পদক্ষেপটি হল নিউট্রিনো নির্গতকারী ব্লাজার এবং যেগুলি করে না তাদের মধ্যে পার্থক্য অনুসন্ধান করা।
“এটি আমাদের বুঝতে সাহায্য করবে যে পরিবেশ এবং এক্সিলারেটর একে অপরের সাথে কতটা ‘কথা’ বলে,” জেনেভা বিশ্ববিদ্যালয়ের বিজ্ঞানী ড. “তখন আমরা কিছু মডেল বাতিল করতে পারব, অন্যদের ভবিষ্যদ্বাণী করার ক্ষমতা উন্নত করতে পারব এবং অবশেষে, মহাজাগতিক রশ্মির ত্বরণের চিরন্তন ধাঁধায় আরও টুকরো যোগ করতে পারব।”
Neutrino factories’ could hold the solution to the cosmic ray mystery