यशवंत सिंह-
क्या हमारे ब्रह्माण्ड का 85% पदार्थ (डार्क मैटर) हमारे चारों ओर मौजूद होकर भी हमारी इंद्रियों और हमारे वर्तमान उपकरणों से लगभग अदृश्य है?
अभी खोज पूरी नहीं हुई है, लेकिन विज्ञान के किसी बड़े रहस्य का दरवाजा अचानक थोड़ा-सा खुला है। वैज्ञानिकों ने LUX-ZEPLIN प्रयोग में एक ऐसी रहस्यमय particle interaction दर्ज की है जिसे dark matter का संभावित संकेत माना जा रहा है। अभी इसे खोज की अंतिम पुष्टि नहीं माना गया है, लेकिन अगर आगे इसकी पुष्टि होती है तो यह ब्रह्माण्ड को समझने में ऐतिहासिक खोज हो सकती है।
1 सितंबर 2026 को LUX-ZEPLIN यानी LZ प्रयोग ने अपना नया विश्लेषण सार्वजनिक किया। इसमें 2.84 tonne-year के डेटा में एक ऐसा particle event मिला जिसे सामान्य ज्ञात background से समझाना कठिन है। इस घटना में xenon nucleus को लगभग 248 keV की ऊर्जा मिली।
सबसे दिलचस्प बात यह है कि LZ इसी चीज की तलाश कर रहा है, dark matter के संभावित कणों की। खासकर WIMP यानी “Weakly Interacting Massive Particle” नाम के काल्पनिक कणों की।
Dark matter को समझने का सबसे आसान तरीका यह है: हम ब्रह्माण्ड में ऐसी चीज के गुरुत्वीय प्रभाव देखते हैं जो खुद प्रकाश के साथ लगभग कोई interaction नहीं करती। आकाशगंगाओं का घूमना, galaxy clusters की गति और gravitational lensing जैसे अनेक observations बताते हैं कि दिखाई देने वाले तारों, ग्रहों और गैस के अलावा बहुत अधिक “अदृश्य पदार्थ” मौजूद होना चाहिए। वैज्ञानिक अनुमान लगाते हैं कि कुल matter का लगभग 85% dark matter है। लेकिन आज तक किसी dark-matter particle को सीधे पकड़ना संभव नहीं हुआ है।
अब आता है LZ का कमाल। यह detector अमेरिका के South Dakota में लगभग एक मील यानी करीब 1.5 किलोमीटर जमीन के नीचे बनाया गया है। ऊपर की दुनिया से आने वाली cosmic radiation और दूसरी अवांछित particles को रोकने के लिए इसे इतनी गहराई में रखा गया है। इसके भीतर लगभग 10 tonnes ultra-pure liquid xenon है।
कल्पना कीजिए कि कोई dark-matter particle धरती से गुजर रहा है। वह सामान्य पदार्थ के साथ लगभग interaction नहीं करता, इसलिए अरबों-खरबों कणों के बीच से गुजर सकता है और हमें कुछ पता नहीं चलेगा। लेकिन बहुत दुर्लभ स्थिति में वह xenon के किसी nucleus से टकरा सकता है।
तब xenon का nucleus थोड़ा-सा पीछे हटेगा, एक अत्यंत सूक्ष्म “धक्का”। LZ इसी recoil को पकड़ने की कोशिश करता है।
और अब इस कहानी का सबसे रोमांचक हिस्सा है। LZ को एक ऐसा event मिला जिसमें xenon nucleus का recoil लगभग 248 keV था। वैज्ञानिकों ने detector के ज्ञात background को बहुत सावधानी से model किया। फिर भी इस particular event को सामान्य प्रक्रियाओं से समझाना आसान नहीं निकला।
वैज्ञानिकों के हिसाब से background-only explanation के मुकाबले यह घटना 2.6 sigma के global significance पर है। कुछ विशिष्ट models में local significance 3.4 sigma तक जाती है।
Particle physics में किसी नई fundamental discovery के लिए सामान्यतः 5 sigma का बहुत मजबूत statistical standard इस्तेमाल किया जाता है। इसलिए अभी वैज्ञानिक खुद इसे dark matter की खोज नहीं कह रहे हैं। यानी फिलहाल तीन संभावनाएं हैं:
पहली- वास्तव में कोई dark-matter particle आया और xenon nucleus से टकराया।
दूसरी- कोई अत्यंत दुर्लभ ज्ञात physical process इस event के पीछे है जिसे अभी पूरी तरह समझा नहीं गया।
तीसरी- यह statistical fluctuation हो सकता है।
अगर आने वाले वर्षों में LZ या किसी दूसरे detector में इसी तरह के कई independent events मिलते हैं, और वे इसी energy range तथा इसी तरह के pattern में आते हैं, तो मामला बहुत मजबूत हो जाएगा। तब हमारे पास पहली बार dark matter के “गुरुत्वीय प्रभाव” देखने से आगे बढ़कर उसके किसी संभावित particle interaction का प्रत्यक्ष evidence हो सकता है।
और अगर यह सचमुच WIMP निकला, तो बात केवल एक नया particle खोजने की नहीं होगी। इससे हमें यह समझने में मदद मिल सकती है कि ब्रह्माण्ड की अधिकांश matter आखिर बनी किस चीज से है।
इस एक event के सामने आने के तुरंत बाद दूसरे theoretical physicists ने इसके संभावित explanations पर नए papers डालने शुरू कर दिए हैं। कुछ इसे भारी dark matter, कुछ inelastic dark matter और कुछ दूसरे theoretical models से समझाने की कोशिश कर रहे हैं। यानी एक अकेली mysterious घटना ने theoretical physics में उसी सप्ताह नई हलचल पैदा कर दी है।
(ऊपर तस्वीर : ग़ाज़ीपुर के कुछ पत्रकार साथियों के साथ, एक दिन)
