ডার্ক ম্যাটার খোঁজার জন্য একটি নতুন টুল কিছুই খনন করে না

এমনকি সবচেয়ে শক্তিশালী মহাকর্ষীয় তরঙ্গ যা গ্রহের মধ্য দিয়ে যায়, যা ব্ল্যাক হোলের দূরবর্তী সংঘর্ষের দ্বারা সৃষ্ট হয়, শুধুমাত্র পৃথিবীর পৃষ্ঠের প্রতিটি মাইলকে একটি পরমাণুর ব্যাসের এক হাজার ভাগ দ্বারা প্রসারিত এবং সংকুচিত করে। স্পেসটাইমের ফ্যাব্রিকের এই তরঙ্গগুলি কতটা ছোট তা কল্পনা করা কঠিন, তাদের সনাক্ত করা যাক। কিন্তু 2016 সালে, পদার্থবিদরা কয়েক দশক ধরে লেজার ইন্টারফেরোমিটার গ্র্যাভিটেশনাল-ওয়েভ অবজারভেটরি (LIGO) নামে একটি যন্ত্র তৈরি এবং সূক্ষ্ম-টিউনিং করার পরে, তারা একটি পেয়েছিলেন।

এখন প্রায় 100টি মহাকর্ষীয় তরঙ্গ রেকর্ড করা হয়েছে, অদৃশ্য ব্ল্যাক হোলের ল্যান্ডস্কেপ উদ্ভাসিত হচ্ছে। কিন্তু এটা গল্পের অংশ মাত্র।

গ্র্যাভিটেশনাল ওয়েভ ডিটেক্টর কিছু সাইড গিগ তুলে নিচ্ছে।

“লোকেরা জিজ্ঞাসা করতে শুরু করেছে: ‘সম্ভবত এই মেশিনগুলি থেকে আমরা শুধু মহাকর্ষীয় তরঙ্গ থেকে যা বের করি তার আরও কিছু আছে?'” ক্যালিফোর্নিয়া ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজির একজন পদার্থবিদ রানা অধিকারী বলেছেন।

এই ডিটেক্টরগুলির চরম সংবেদনশীলতা দ্বারা অনুপ্রাণিত হয়ে, গবেষকরা অন্যান্য অধরা ঘটনা অনুসন্ধানের জন্য এগুলি ব্যবহার করার উপায়গুলি তৈরি করছেন: সর্বোপরি, অন্ধকার পদার্থ, ছায়াপথগুলিকে একত্রে ধারণ করে এমন অ-আলোক পদার্থ।

ডিসেম্বরে, কার্ডিফ বিশ্ববিদ্যালয়ের হার্টমুট গ্রোটের নেতৃত্বে একটি দল রিপোর্ট করেছে প্রকৃতি যে তারা একটি মহাকর্ষীয় তরঙ্গ আবিষ্কারক ব্যবহার করেছিল স্কেলার-ফিল্ড ডার্ক ম্যাটার, গ্যালাক্সিতে এবং তার আশেপাশে হারিয়ে যাওয়া ভরের জন্য একটি কম পরিচিত প্রার্থী। দলটি একটি সংকেত খুঁজে পায়নি, স্কেলার-ফিল্ড ডার্ক ম্যাটার মডেলের একটি বড় শ্রেণীকে বাতিল করে। এখন জিনিসটি তখনই বিদ্যমান থাকতে পারে যখন এটি স্বাভাবিক বিষয়কে খুব দুর্বলভাবে প্রভাবিত করে-আগে যা ভাবা হয়েছিল তার চেয়ে অন্তত এক মিলিয়ন গুণ বেশি দুর্বল।

“এটি একটি খুব সুন্দর ফলাফল,” মিশিগান বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন মহাকর্ষীয় তরঙ্গ জ্যোতির্বিজ্ঞানী কিথ রিলস বলেছেন, যিনি গবেষণায় জড়িত ছিলেন না।

কয়েক বছর আগে পর্যন্ত, ডার্ক ম্যাটারের জন্য নেতৃস্থানীয় প্রার্থী ছিল একটি ধীর গতিশীল, দুর্বলভাবে মিথস্ক্রিয়াকারী কণা অন্যান্য প্রাথমিক কণার মতো – এক ধরণের ভারী নিউট্রিনো। কিন্তু এই তথাকথিত WIMP-গুলির জন্য পরীক্ষামূলক অনুসন্ধানগুলি খালি হাতেই আসছে, অগণিত বিকল্পের জন্য জায়গা তৈরি করছে।

ক্যালটেকের তাত্ত্বিক পদার্থবিদ ক্যাথরিন জুরেক বলেছেন, “আমরা অন্ধকার পদার্থ অনুসন্ধানের পর্যায়ে পৌঁছেছি যেখানে আমরা সর্বত্র খুঁজছি।”

1999 সালে, তিনজন পদার্থবিজ্ঞানী প্রস্তাব করেছিলেন যে ডার্ক ম্যাটার এমন কণা দিয়ে তৈরি হতে পারে যেগুলি এত হালকা এবং অসংখ্য যে তারা সম্মিলিতভাবে সর্বোত্তমভাবে ভাবা হয়, শক্তির একটি ক্ষেত্র হিসাবে যা মহাবিশ্বকে বিস্তৃত করে। এই “স্কেলার ফিল্ড” এর প্রতিটি বিন্দুতে একটি মান রয়েছে এবং মানটি একটি বৈশিষ্ট্যযুক্ত ফ্রিকোয়েন্সি সহ দোদুল্যমান।

স্কেলার-ফিল্ড ডার্ক ম্যাটার সূক্ষ্মভাবে অন্যান্য কণা এবং মৌলিক শক্তির বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করবে। ইলেকট্রনের ভর এবং তড়িৎ চৌম্বকীয় বলের শক্তি, উদাহরণস্বরূপ, স্কেলার ক্ষেত্রের দোদুল্যমান প্রশস্ততার সাথে দোদুল্যমান হবে।

বছরের পর বছর ধরে, পদার্থবিদরা ভাবছেন যে মহাকর্ষীয় তরঙ্গ সনাক্তকারীরা এমন একটি দোলা দেখতে পারে কিনা। এই ডিটেক্টরগুলি ইন্টারফেরোমেট্রি নামক একটি পদ্ধতি ব্যবহার করে সামান্য ব্যাঘাত অনুভব করে। প্রথমে, লেজারের আলো একটি “বিম স্প্লিটার”-এ প্রবেশ করে, যা আলোকে বিভক্ত করে, L-এর বাহুগুলির মতো পরস্পরের কাছে সমকোণে দুটি দিক থেকে বিম পাঠায়। বিমগুলি উভয় বাহুর প্রান্তে আয়না প্রতিফলিত করে, তারপরে ফিরে আসে। L এর কবজা এবং পুনরায় সংযুক্ত করুন। যদি প্রত্যাবর্তনকারী লেজার রশ্মিগুলিকে সিঙ্কের বাইরে ঠেলে দেওয়া হয়-উদাহরণস্বরূপ, একটি ক্ষণস্থায়ী মহাকর্ষীয় তরঙ্গ দ্বারা, যা সংক্ষিপ্তভাবে ইন্টারফেরোমিটারের একটি বাহুকে লম্বা করে যখন অন্যটিকে সংকোচন করে- অন্ধকার এবং হালকা ফ্রেঞ্জ ফর্মগুলির একটি স্বতন্ত্র হস্তক্ষেপের প্যাটার্ন।

স্কেলার ফিল্ড ডার্ক ম্যাটার কি বিমগুলিকে সিঙ্কের বাইরে ঠেলে দিতে পারে এবং হস্তক্ষেপের প্যাটার্নের কারণ হতে পারে? “সাধারণ চিন্তাভাবনা,” গ্রোট বলেন, কোন বিকৃতি উভয় বাহুকে সমানভাবে প্রভাবিত করবে, বাতিল হয়ে যাবে। কিন্তু তারপরে 2019 সালে, গ্রোটের একটি উপলব্ধি হয়েছিল। “একদিন সকালে আমি ঘুম থেকে উঠেছিলাম এবং হঠাৎ আমার কাছে ধারণাটি এসেছিল: বিম স্প্লিটারটি ঠিক আমাদের যা প্রয়োজন।”

Related Posts