রহস্যময় অতি-উচ্চ-শক্তি মহাজাগতিক রশ্মি জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের ধাঁধাঁ দেয় – পদার্থবিজ্ঞান বিশ্ব

CERN এর লার্জ হ্যাড্রন কোলাইডার দ্বারা ত্বরিত কণার চেয়ে প্রায় 36 মিলিয়ন গুণ বেশি শক্তি সহ একটি মহাজাগতিক-রশ্মি কণা সনাক্ত করা হয়েছে। 244 EeV-এ, এটি এখন পর্যন্ত পর্যবেক্ষণ করা সবচেয়ে শক্তিশালী কণাগুলির মধ্যে একটি এবং 2021 সালে উটাহের টেলিস্কোপ অ্যারে দ্বারা দেখা গেছে। যদিও অতি উচ্চ-শক্তি মহাজাগতিক রশ্মি (UHECR) সম্ভবত একটি হিংসাত্মক জ্যোতির্পদার্থগত প্রক্রিয়ার দ্বারা তৈরি করা হয়েছিল, গবেষকরা এটিকে এর উত্সের দিকে ফিরিয়ে আনতে অক্ষম ছিলেন।

গবেষকরা জাপানি পৌরাণিক কাহিনীতে সূর্যের দেবী আমাতেরাসু কণাকে ডাব করেছেন। একটি UHECR-এর বর্তমান শক্তির রেকর্ড হল 320 EeV, "ওহ-মাই-গড" কণা দ্বারা ধারণ করা, যা 1991 সালে উটাহে টেলিস্কোপ অ্যারের পূর্বসূরি দ্বারা সনাক্ত করা হয়েছিল।

UHECR হল উপ-পরমাণু কণা যেমন প্রোটন যার শক্তি 1 EeV (10) এর চেয়ে বেশি¹⁸ eV)। যদিও তারা আকাশগঙ্গার বাইরে থেকে এসেছে বলে মনে হয়, পৃথিবীতে তাদের পর্যবেক্ষণের বিরলতার কারণে তাদের উত্স এখনও খারাপভাবে বোঝা যায় না।

মহাজাগতিক কাট-অফ

ইউএইচইসিআর-এর উত্স অনুসন্ধানে, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা গ্রিসেন-জাটসেপিন-কুজমিন (জিজেডকে) কাট-অফ নামক একটি ঘটনা থেকে উপকৃত হন। এটি ঘটে কারণ প্রায় 60 EeV-এর উপরে শক্তিযুক্ত UHECRগুলি মহাজাগতিক মাইক্রোওয়েভ পটভূমির সাথে যোগাযোগ করে যখন তারা মহাকাশের মধ্য দিয়ে ভ্রমণ করে – তারা যেতে যেতে শক্তি হারায়। এর মানে হল যে এই উচ্চ শক্তির কণা পৃথিবীতে পৌঁছানোর আগে প্রায় 300 মিলিয়ন আলোকবর্ষের বেশি ভ্রমণ করতে পারে না।

এই কাটা বন্ধ সত্ত্বেও, আন্তর্জাতিক দল যারা আমেতারসু সনাক্ত করেছে কণার উৎপত্তি সম্পর্কে কোন জ্ঞানী হয় না, অনুযায়ী তোশিহিরো ফুজি জাপানের ওসাকা মেট্রোপলিটন ইউনিভার্সিটির – যিনি প্রথম টেলিস্কোপ অ্যারে ডেটাতে UHECR-এর প্রমাণ লক্ষ্য করেছিলেন।

"আমরা এই নতুন রহস্য খুঁজে পেয়েছি," তিনি বলেছিলেন যে কণাটি কোনো পরিচিত জ্যোতির্পদার্থগত বস্তুর সাথে সম্পর্কযুক্ত নয়। জার্নালে লেখা বিজ্ঞান, দলটি আমেরাসুর জন্য বিভিন্ন সম্ভাব্য উত্সের পরামর্শ দেয়।

অন্ধকার আর আলো

GZK কাট-অফের মধ্যে দেখে এবং অনুমান করে যে কণাটি মিল্কিওয়ের চৌম্বক ক্ষেত্রের দ্বারা বিচ্যুত হয়েছে, একটি সম্ভাব্য উত্স হল গ্যালাক্সি NGC 6946। এটি প্রায় 25 মিলিয়ন আলোকবর্ষ দূরে এবং এর অসাধারণ তারা গঠন এবং অসংখ্য সুপারনোভার জন্য পরিচিত। যাইহোক, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা গ্যালাক্সি থেকে গামা রশ্মি বা এক্স-রে পর্যবেক্ষণ করেননি। এই বিকিরণটি পর্যবেক্ষণ করলে UHECR-কে ত্বরান্বিত করতে সক্ষম একটি অ্যাস্ট্রোফিজিক্যাল বস্তুর উপস্থিতির পরামর্শ দেবে। আমাতেরাসুকে স্থানীয় শূণ্যস্থানেও খুঁজে পাওয়া যেতে পারে, একটি নিকটবর্তী অঞ্চল যেখানে ছায়াপথের অস্বাভাবিক কম ঘনত্ব রয়েছে। কিন্তু আবার, সেখানে এমন কোনো বস্তু নেই যা উৎস হিসেবে চিহ্নিত করা যায়।

দলটির মতে, আরেকটি সম্ভাবনা হল যে স্ট্যান্ডার্ড মডেলের বাইরে কণা পদার্থবিদ্যা সম্পর্কে আমাদের অসম্পূর্ণ বোঝার অর্থ হতে পারে যে আমেটারসু জিজেডকে কাট-অফ দ্বারা অনুমোদিত হওয়ার চেয়ে অনেক বেশি ভ্রমণ করেছে। যদি এটি হয়, তবে এটি হতে পারে যে UHECR এর উত্স এত দূরে যে আমরা এর ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক নির্গমন সনাক্ত করতে পারি না।

ফুজির মতে, অ্যামেটেরাসুর সবচেয়ে বহিরাগত সম্ভাব্য উৎস হল একটি "ডার্ক এক্সিলারেটর" - একটি কাল্পনিক বস্তু যা UHECRs নির্গত করে কিন্তু অন্য কোনো বিকিরণ করে না।

আবিষ্কার এবং জল্পনা সত্ত্বেও, রাফায়েল আলভেস বাতিস্তা, মাদ্রিদের অটোনোমাস ইউনিভার্সিটির একজন জ্যোতির্পদার্থবিদ বলেছেন ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড যে পর্যবেক্ষণ UHECR সম্পর্কে "নতুন কিছু নয়" প্রকাশ করে।

"আমি এই অর্থে একটি রক্ষণশীল যে আমি স্ট্যান্ডার্ড মডেলের বাইরে কোনো ব্যাখ্যায় ঝাঁপিয়ে পড়ব না," তিনি বলেছেন। “আমাদের কাছে জ্যোতির্পদার্থগত বস্তু রয়েছে যা প্রকৃতপক্ষে এই উচ্চ শক্তির মহাজাগতিক রশ্মি তৈরি করতে পারে। আমরা জানি না এটি কীভাবে ঘটে, বা এই বস্তুগুলি কোথায়, বা কোন বস্তুগুলি এটি করছে।"

তিনি আরও উল্লেখ করেছেন যে জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের মিল্কিওয়ের বাইরের চৌম্বক ক্ষেত্রের খুব দুর্বল ধারণা রয়েছে, যা ব্যাকট্র্যাকিংকে খুব কঠিন করে তোলে।

সম্পূর্ণ অনিশ্চয়তা

“আমাদের গ্যালাক্সিতে, আমরা আসলে [গ্যালাকটিক চৌম্বক ক্ষেত্র] জানি না তবে অন্তত আমাদের কাছে একটি হ্যান্ডেল আছে যে এটি নির্দিষ্ট সীমার মধ্যে রয়েছে। কিন্তু, অতিরিক্ত গ্যালাকটিক চৌম্বক ক্ষেত্রের জন্য, এটি সম্পূর্ণ অনিশ্চিত," বাতিস্তা বলেন।

ফুজি এবং বাতিস্তা উভয়েই একমত যে আমরা UHECR-এর উত্স বুঝতে শুরু করার আগে এই বিরল ঘটনাগুলির আরও পর্যবেক্ষণ প্রয়োজন। এক্সট্রা গ্যালাকটিক চৌম্বক ক্ষেত্র সম্পর্কে আমাদের বোঝার উন্নতিও প্রয়োজন।

এই পর্যবেক্ষণের কিছু অবশ্যই টেলিস্কোপ অ্যারে দ্বারা করা হবে. এটি উত্তর গোলার্ধের বৃহত্তম মহাজাগতিক-রশ্মি আবিষ্কারক এবং বর্তমানে এটির বর্তমান ক্ষেত্রফলের চেয়ে চারটি বড় ফ্যাক্টর হিসাবে প্রসারিত হচ্ছে।

আজ, আমেরাসুর মতো কণাগুলি প্রতি 15 বছরে একবার সনাক্ত করা হয়, তবে ফুজি বলেছেন টেলিস্কোপ অ্যারেতে উন্নতি প্রতি চার বছরে একবারে এটি হ্রাস করতে পারে।

গবেষণায় বর্ণনা করা হয়েছে বিজ্ঞান.

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• PlatoData.Network উল্লম্ব জেনারেটিভ Ai. নিজেকে ক্ষমতায়িত করুন। এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোইএসজি। কার্বন, ক্লিনটেক, শক্তি, পরিবেশ সৌর, বর্জ্য ব্যবস্থাপনা. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটো হেলথ। বায়োটেক এবং ক্লিনিক্যাল ট্রায়াল ইন্টেলিজেন্স। এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://physicsworld.com/a/mysterious-ultrahigh-energy-cosmic-ray-puzzles-astronomers/