वैज्ञानिकों ने ब्रह्मांड के रहस्यों का पता लगाने के लिए एक नया दृष्टिकोण खोजा

Scientists have found a new approach to explore cold dark matter (CDM), a hypothetical dark matter that constitutes 25 percent of the current Universe. In the current universe, nearly 70 percent constitutes dark energy whereas 25 percent is dark matter – about both of which there is scanty knowledge, to date. The nature of dark matter and its interactions with the rest of the matter remains a mystery. Scientists have, so far, been able to study a minuscule area of the Universe which comprises everything — the galaxies, stars, constellations, and meteors to name a few. It is very difficult to determine what the constituents of cold dark matter are. The confusion is escalated because of the two models used to study CDM namely the particle physics model and the cosmological model were not in agreement.

 

By- Usha Rawat

वैज्ञानिकों ने कोल्ड डार्क मैटर (सीडीएम), एक काल्पनिक गहरा द्रव्य जो वर्तमान ब्रह्मांड का 25 प्रतिशत हिस्सा है, का पता लगाने के लिए एक नया दृष्टिकोण खोजा है,

वर्तमान ब्रह्मांड में, लगभग 70 प्रतिशत डार्क एनर्जी और 25 प्रतिशत डार्क मैटर का हिस्सा है – इन दोनों के बारे में आज तक बहुत कम जानकारी है। डार्क मैटर की प्रकृति और शेष पदार्थ के साथ इसकी अंतःक्रिया एक रहस्य बनी हुई है। वैज्ञानिक, अब तक, ब्रह्मांड के एक छोटे से हिस्से का अध्ययन करने में सक्षम हैं जिसमें आकाशगंगाएँ, तारे, नक्षत्र और उल्काएँ सब कुछ शामिल है। ठंडे डार्क मैटर के घटक निर्धारित करना बहुत कठिन है। सीडीएम का अध्ययन करने के लिए उपयोग किए जाने वाले दो मॉडल अर्थात् कण भौतिकी मॉडल और ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडल के बीच सहमति नहीं होने के कारण भ्रम बढ़ गया है।

ब्रह्मांडीय मॉडल ब्रह्मांड के बड़े पैमाने की संरचनाओं और गतिशीलता का विवरण देता है और इसकी उत्पत्ति, संरचना, विकास और अंतिम नियति संबंधी बुनियादी सवालों के अध्ययन की अनुमति देता है जबकि कण भौतिकी मॉडल ब्रह्मांड के सबसे बुनियादी संरचनाओं का वर्णन करता है । हाल के दशकों में मानक ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडल की सफलता दर अच्छी रही है।

सीडीएम के होनहार उम्मीदवारों में से एक वीकली इंटरेक्टिंग मैसिव पार्टिकल्स (डब्ल्यूआईएमपी) है। ऐसे कण, कण भौतिकी के मानक मॉडल के विस्तार में स्वाभाविक रूप से उत्पन्न होते हैं और अंतःक्रिया शक्ति (डब्ल्यूआईएमपी चमत्कार) की सीमा के लिए सीडीएम के सही ऊर्जा घनत्व की भविष्यवाणी करते हैं। हालाँकि, गहन खोजों और प्रयोगशाला प्रयोगों (जैसे ज़ेनन आधारित प्रयोगों) की संवेदनशीलता में व्यापक सुधार के बावजूद, डब्ल्यूआईएमपी का अभी तक पता नहीं लगाया जा सका है। इसके अलावा, डब्ल्यूआईएमपी चमत्कार द्वारा सुझाए गए पैरामीटर स्पेस को अधिकतर खारिज कर दिया गया है।

विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग (डीएसटी) के एक स्वायत्त संस्थान, रमन रिसर्च इंस्टीट्यूट (आरआरआई) द्वारा हाल में प्रकाशित एक रिसर्च पेपर में कुछ पूर्व धारणाओं को शिथिल करके डब्ल्यूआईएमपी की प्रासंगिकता की पुष्टि की गई है और यह साबित हुआ है कि कण भौतिकी से डार्क मैटर का सिद्धांतिकरण संभव है।

रमन रिसर्च इंस्टीट्यूट (आरआरआई) के प्रोफेसर शिव सेठी और उनके सहयोगी, भारतीय विज्ञान शिक्षा और अनुसंधान संस्थान, मोहाली के पूर्व छात्र, अबीनीत पारीछा ने अपने विश्लेषण में एक अस्थिर डब्ल्यूआईएमपी पर विचार करके डब्ल्यूआईएमपी की प्रासंगिकता को साबित किया, जो कि पहले की कणों की स्थिरता की धारणाओं को शिथिल करता है। लेखकों ने दिखाया कि इससे उन्हें ठंडे गहरे द्रव्य के  प्रकृति के मौजूदा अवलोकन और प्रयोगात्मक बाधाओं को दूर करने में मदद मिलती है। इसके अलावा, यह परिकल्पना ब्रह्माण्ड संबंधी डेटा से परीक्षण योग्य है। यह मॉडल डार्क मैटर प्रयोगों से भिन्न है और अनुसंधान यह स्पष्ट करता है कि एक विशाल, स्थिर डब्ल्यूआईएमपी की धारणा को बदलने की आवश्यकता है।

“हमने एक मॉडल पर विचार किया जिसमें डब्ल्यूआईएमपी का क्षय होता है और डब्ल्यूआईएमपी क्षय के उत्पादों में से एक उत्पाद बाद में ठंडे गहरे द्रव्य के रूप में कार्य करता है। सैद्धांतिक दृष्टिकोण से, यह परिदृश्य हमें मापदंडों के विस्तार करने की अनुमति देता है। इसके अतिरिक्त, हम दिखाते हैं कि ऐसा मॉडल कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड और उच्च रेडशिफ्ट तटस्थ हाइड्रोजन डेटा पर अवलोकन योग्य परिणाम छोड़ता है,” आरआरआई में खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी के वरिष्ठ संकाय प्रोफेसर सेठी ने कहा।

डब्ल्यूआईएमपी पर आधारित डार्क मैटर प्रतिमान कण भौतिकी और ब्रह्मांड विज्ञान के मानक मॉडलों को सामंजस्य में लाया। हालाँकि, यह उल्लेखनीय समझौता अल्पकालिक रहा क्योंकि प्रासंगिक द्रव्यमान सीमा में ठंडे गहरे द्रव्य का पता लगाने के प्रयोग विफल हो गए। वर्तमान कार्य व्यवहार्य परिदृश्यों का प्रस्ताव करता है जो दर्शाता है कि दोनों मॉडल अभी भी संगत हो सकते हैं।

“हमने पाया कि डब्ल्यूआईएमपी मॉडल अभी भी शिथिल धारणाओं के तहत व्यवहार्य है। इसके अलावा, अंतरिक्ष दूरबीन जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (जेडब्ल्यूएसटी) का डेटा डार्क मैटर क्षेत्र में अधिक रोमांचक संभावनाओं का संकेत दे सकता है, ”प्रोफेसर सेठी ने कहा। (PIB)

पेपर लिंक – https://arxiv.org/abs/2305.10315