Explained: 'घोस्ट पार्टिकल' शोधणाऱ्याला नोबेल; दक्षिण ध्रुवावर मागील 30 वर्षांपासून नेमकं काय सुरु आहे?

भौतिकशास्त्रातील म्हणजेच फिजिक्समधील नोबेल पुरस्कार फ्रान्सिस हॅल्ड्रोन यांना मंगळवारी जाहीर झाला. 'आइसक्यूब न्यूट्रिनो ऑब्झर्वेटरी' मधील योगदान आणि खगोलभौतिकीय उत्पत्तीच्या उच्च ऊर्जा न्युट्रिनोच्या शोधासाठी हा पुरस्कार जाहीर झाला आहे. फ्रान्सिस हॅल्ड्रोन यांना मिळालेल्या या पुरस्कारामुळे 'न्यूट्रिनो अ‍ॅस्ट्रॉनॉमी' क्षेत्राला नवीन गती मिळेल आणि या क्षेत्राकडे अधिक संशोधक आणि विद्यार्थी आकर्षित होतील असं मानलं जात आहे. हे क्षेत्र नेमकं आहे काय? फ्रान्सिस हॅल्ड्रोन यांनी नक्की कसलं संशोेधन केलंय? जाणून घेऊयात सविस्तरपणे...

नोबेल पुरस्कार समितीने काय म्हटलं?

भौतिकशास्त्रासाठीच्या नोबेल पुरस्कार समितीचे अध्यक्ष मार्क पीअर्स यांनी फ्रान्सिस हॅल्ड्रोन यांच्या कार्याचा उल्लेख या पुरस्काराची घोषणा करताना केला. "फ्रान्सिस हॅल्झेन यांनी आपल्याला एक खूप चांगले उपकरण दिले असून, संशोधक आणि अभियंत्यांच्या आंतरराष्ट्रीय टीमचे नेतृत्वही केले आहे. त्यांच्या चिकाटीने आणि वैज्ञानिक दृष्टिकोनाने खगोलशास्त्राचा नवा प्रकार समोर आला आहे," असे मत मार्क पीअर्स यांनी व्यक्त केले. 

हॅल्झेन यांनी पुरस्कारासंदर्भात काय म्हटलं?

हॅल्झेन यांनी पुरस्कार जाहीर झाल्यानंतर नोबेल पुरस्कार वितरण समितीबरोबर फोनवरून संवाद साधला. "नोबेल पुरस्कारासाठी माझ्या नावाची घोषणा अनपेक्षित होती. मला अजिबातच त्याची अपेक्षा नव्हती," असे हॅल्झेन म्हणाले. हॅल्झेन हे मूळचे बेल्जियमचे असून, सध्या अमेरिकेतील विस्कॉन्सिन मॅडिसन विद्यापीठाशी संलग्न आहेत.

न्यूट्रिनो काय असतं?

न्यूट्रिनो हे सूक्ष्म कण असतात. त्यांचे वस्तुमानही अतिशय कमी असते. हे कण सगळीकडे असतात. हे विश्वातील अत्यंत सूक्ष्म, विद्युत प्रभार नसलेले आणि नगण्य वस्तुमान असलेले उप-अणू कण आहेत. सूर्यासारख्या ताऱ्यामधून ते मोठ्या प्रमाणावर बाहेर पडतात आणि आपल्या शरीरातून सेकंदाला अब्जावधी असे कण आरपार होतात. हे कण दिसत नाहीत. हे कण जेव्हा कशावर तरी आदळतात, त्या वेळी जो प्रकाश अथवा भारित कण तयार होतात, त्यांचा अभ्यास करून शास्त्रज्ञ वेगवेगळे अनुमान काढतात. न्यूट्रिनो हे खरं तर असून नल्यासारखे भासत असल्याने त्यांना 'घोस्ट पार्टिकल्स' असेही म्हणतात.

हॅल्झेन यांनी नेमकं काय केले?

शास्त्रज्ञ ज्या कणांना विश्वाचे 'संदेशवाहक' मानतात; अशा न्यूट्रिनोच्या एका दुर्मीळ गटाचा हॅल्ड्रोन यांनी अभ्यास केला. विश्वाची उत्पत्ती कशी झाली, याचे संकेत हे कण देतात. दक्षिण ध्रुवावरील न्यूट्रिनोबाबतचे त्यांचे संशोधन 1980 च्या दशकापासून सुरू आहे.

'आइसक्यूब न्युट्रिनो ऑब्झर्वेटरी' काय आहे?

फ्रान्सिस हॅल्झेन यांनी 1988 मध्ये अत्यंत नाविन्यपूर्ण कल्पना मांडली. त्यांनी अंटार्क्टिकाच्या दक्षिण ध्रुवावरील हजारो मीटर खोल नैसर्गिक बर्फाचा वापर एक महाकाय  पार्टिकल डिटेक्टर म्हणून करण्याची पद्धत शोधली.  त्यांच्या या वैज्ञानिक दृष्टिकोनातून दक्षिण ध्रुवावर 1 घन किलोमीटर (1 क्युबिक किलोमीटर) आकाराची जगातील सर्वात मोठी 'आइसक्यूब न्युट्रिनो ऑब्झर्वेटरी' उभारण्यात आली. 'आइसक्यूब न्युट्रिनो ऑब्झर्वेटरी' ही एक अंटार्क्टिकामधील संशोधन संस्था आहे. या संस्थेमधील विस्कॉन्सिन मॅडिसन विद्यापीठ ही प्रमुख संस्था आहे. या ऑब्झर्वेटरीअंतर्गत बर्फाच्या आत सुमारे 1450 ते 2450 मीटर खोलीवर हजारो हाय-टेक लाइट सेन्सर्स बसवण्यात आले आहेत.

हॅल्झेन आणि त्यांच्या टीमने शोधून काढले की, जेव्हा अति-ऊर्जावान न्यूट्रिनो बर्फातील अणूंच्या केंद्रावर आदळतात, तेव्हा निळ्या रंगाचा एक विशिष्ट प्रकाश निर्माण होतो. 'आइसक्यूब न्युट्रिनो ऑब्झर्वेटरी'मधील सेन्सर्सनी हा प्रकाश टिपून न्यूट्रिनोचे अस्तित्व सिद्ध केले.

न्यूट्रिनोचा ब्रह्मांडाच्या रहस्यांशी काय संबंध?

न्यूट्रिनो हे अंतराळातील सर्वात हिंसक आणि विनाशकारी घटनांमधून, जसे की सुपरनोव्हा ब्लास्ट, ब्लॅक होल्स किंवा गॅलेक्सींचे विलीनीकरणातून तयार होतात. हॅल्झेन यांच्या शोधामुळे या उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनोंच्या मूळ स्रोतांचा मार्ग शोधणे शक्य झाले आहे. यातूनच खगोलशास्त्रामध्ये 'न्यूट्रिनो अ‍ॅस्ट्रॉनॉमी' या एका संपूर्ण नवीन अभ्यासशाखेचा पाया रचला गेला आहे. यामुळे खगोलभौतिकशास्त्रात एक नवे दालन उघडले गेले आहे.

गेल्या वर्षी भौतिकशास्त्रातील नोबेल 'क्वांटम टनेलिंग' वरील संशोधनासाठी  जॉन क्लार्क, मिशेल एच. डेव्होरेट आणि जॉन एम. मार्टिनिस या तीन शास्त्रज्ञांना जाहीर झाले होते.