असंभव रूप से शक्तिशाली ‘भूत कण’ जो पृथ्वी से टकराया था, संभवतः एक विस्फोटित ब्लैक होल से आया था – और यह कण भौतिकी और ब्रह्मांड विज्ञान दोनों को उलट सकता है।

एक असंभव रूप से शक्तिशाली “भूत कण” जो हाल ही में पृथ्वी से टकराया है एक दुर्लभ प्रकार के विस्फोटित ब्लैक होल से आते हैंशोधकर्ताओं का दावा है।

अगर सच है, तो असाधारण घटना एक सिद्धांत साबित हो सकती है जो दोनों के बारे में हमारी समझ को उलट सकती है कण भौतिकी और गहरे द्रव्यटीम का तर्क है। हालाँकि, यह केवल एक सिद्धांत है, और इसकी पुष्टि करने के लिए कोई प्रत्यक्ष प्रमाण नहीं है कि वास्तव में ऐसा ही हुआ था।

2023 की शुरुआत में, क्यूबिक किलोमीटर न्यूट्रिनो टेलीस्कोप (KM3NeT) के शोधकर्ताओं – भूमध्य सागर के तल पर सेंसर की एक विशाल, नवनिर्मित श्रृंखला – ने एक न्यूट्रिनो का पता लगाया, एक भूतिया कण जिसका लगभग कोई द्रव्यमान नहीं है और अधिकांश पदार्थों के साथ आसानी से बातचीत नहीं करता है।

न्यूट्रिनो की विशिष्ट विचित्रता के अलावा, यह विशिष्ट कण अपनी असामान्य तीव्रता के लिए उल्लेखनीय था। इसने हमारे ग्रह पर प्रहार किया 220 क्वाड्रिलियन इलेक्ट्रॉन वोल्ट तक की अनुमानित ऊर्जाजो अब तक खोजे गए किसी भी अन्य न्यूट्रिनो से कम से कम 100 गुना अधिक शक्तिशाली है और सीईआरएन के लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर जैसे मानव निर्मित कण त्वरक के भीतर देखे गए किसी भी न्यूट्रिनो से लगभग 100,000 गुना अधिक शक्तिशाली है।

असंभव को समझाना

शोधकर्ता शुरू में अनिश्चित थे कि इस “असंभव” न्यूट्रिनो के प्रकट होने का कारण क्या है। इसका जन्म तब हुआ होगा जब ए ब्रह्मांड किरण पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश किया और मुक्त किया उच्च-ऊर्जा कणों का झरना जो ग्रह की सतह पर बरस गया। हालाँकि, इसकी अभूतपूर्व शक्ति ने विशेषज्ञों को यह मानने के लिए प्रेरित किया कि इसकी उत्पत्ति किसी उच्च-ऊर्जा वाली ब्रह्मांडीय घटना से हुई होगी जिसे हम पूरी तरह से नहीं समझते हैं।

नए पेपर में, जिसे जर्नल में प्रकाशन के लिए स्वीकार कर लिया गया है भौतिक समीक्षा पत्रएक शोध समूह का मानना ​​है कि उन्होंने आखिरकार यह पहचान लिया है कि वास्तव में न्यूट्रिनो का जन्म किससे हुआ: एक विस्फोटित, प्राइमर्डियल ब्लैक होल (पीबीएच)।

पीबीएच ब्लैक होल का एक काल्पनिक वर्ग है जो बेहद छोटा होता है – संभावित रूप से एक परमाणु के आकार से लेकर एक पिनहेड तक – और संभवतः इसका समय बिग बैंग के बाद के पहले क्षण. इस अवधारणा को पहली बार ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी स्टीफन हॉकिंग ने 1970 के दशक की शुरुआत में लोकप्रिय बनाया था, जिन्होंने यह भी संकेत दिया था कि ये लघु विलक्षणताएँ बड़ी मात्रा में उच्च-ऊर्जा कण उत्सर्जित करते हैंजिसे हॉकिंग विकिरण कहा गया, क्योंकि वे धीरे-धीरे वाष्पित हो गए। सैद्धांतिक रूप से, इसका मतलब यह भी होगा कि उनमें विस्फोट करने की क्षमता है।

अध्ययन के सह-लेखक ने कहा, “ब्लैक होल जितना हल्का होगा, उसे उतना ही अधिक गर्म होना चाहिए और वह उतने ही अधिक कण उत्सर्जित करेगा।” एंड्रिया थम्ममैसाचुसेट्स एमहर्स्ट विश्वविद्यालय के एक सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी ने एक में कहा कथन. “जैसे-जैसे पीबीएच वाष्पित होते हैं, वे बहुत हल्के और अधिक गर्म हो जाते हैं, और विस्फोट होने तक भागने की प्रक्रिया में और भी अधिक विकिरण उत्सर्जित करते हैं।”

असंभव न्यूट्रिनो से जुड़े सबसे बड़े रहस्यों में से एक, इसकी अपार शक्ति के अलावा, यह है कि इसे दुनिया भर के अन्य न्यूट्रिनो डिटेक्टरों, जैसे कि आइसक्यूब न्यूट्रिनो वेधशाला, द्वारा नहीं देखा गया था। अंटार्कटिका की बर्फीली सतह के नीचे दबा हुआ. यह देखते हुए कि पीबीएच हैं काफी सामान्य माना जाता है पूरे ब्रह्माण्ड में, कोई उचित रूप से उम्मीद कर सकता है कि इस संभावित खोज से पहले या बाद में भी इसी तरह के शक्तिशाली कणों का पता लगाया गया होगा, खासकर न्यूट्रिनो डिटेक्टरों की संख्या के रूप में तेज़ी से बढ़ रहा है.

शोधकर्ताओं ने कहा कि ऐसा इसलिए है क्योंकि न्यूट्रिनो को एक विशेष प्रकार के पीबीएच द्वारा उत्सर्जित किया गया था, जिसे अर्ध-चरम पीबीएच कहा जाता है, जिसमें “डार्क चार्ज” होता है – नियमित विद्युत बल का एक संस्करण जिसमें इलेक्ट्रॉन का एक बहुत भारी, परिकल्पित संस्करण शामिल होता है जिसे “डार्क इलेक्ट्रॉन” कहा जाता है।

शोधकर्ताओं ने सुझाव दिया कि इस सैद्धांतिक प्रकार के पीबीएच के अंधेरे गुणों से यह संभावना कम हो जाती है कि इन ब्लैक होल के विस्फोटों का पता लगाया जाएगा। उन्होंने कहा कि यह भी हो सकता है कि अब तक खोजे गए कम शक्तिशाली न्यूट्रिनो में से कुछ इन घटनाओं का आंशिक रूप से अधूरा पता लगा सकते हैं।

थैम ने कहा, “डार्क चार्ज वाले पीबीएच में अद्वितीय गुण होते हैं और यह उन तरीकों से व्यवहार करता है जो अन्य, सरल पीबीएच मॉडल से भिन्न होते हैं।” “हमने दिखाया है कि यह सभी असंगत प्रयोगात्मक डेटा का स्पष्टीकरण प्रदान कर सकता है।”

उभरती हुई लौकिक समझ

जबकि नया शोध अर्ध-चरम पीबीएच के अस्तित्व पर संकेत देता है, लेकिन यह उनकी पुष्टि नहीं करता है या यह साबित नहीं करता है कि वे विस्फोट करते हैं जैसा कि शोधकर्ता सोचते हैं। (नियमित पीबीएच को कभी भी सीधे तौर पर नहीं देखा गया है, हालांकि ऐसा है इस बात पर मजबूत सहमति है कि वे मौजूद हैं.)

हालाँकि, टीम को भरोसा है कि इन काले विस्फोटों को वास्तविक साबित करने में देर नहीं लगेगी। उसी शोध समूह ने हाल ही में इसकी भविष्यवाणी की थी 90% सम्भावना है हम 2035 तक पहला अर्ध-चरम पीबीएच विस्फोट देखेंगे, जो दो मुख्य कारणों से बेहद रोमांचक होगा।

सबसे पहले, ये विस्फोट इतने शक्तिशाली होंगे कि संभवतः वे ज्ञात संस्थाओं सहित “अस्तित्व में सभी उप-परमाणु कणों की एक निश्चित सूची” उत्सर्जित करेंगे, जैसे हिग्स बोसोन; सैद्धांतिक कण, जैसे ग्रेविटॉन या समय-यात्रा करने वाले टैक्यॉन; और “बाकी सब कुछ जो अब तक विज्ञान के लिए पूरी तरह से अज्ञात है,” शोधकर्ताओं ने बयान में लिखा है।

दूसरा, ये ब्लैक होल डार्क मैटर की रहस्यमय पहचान को उजागर करने में मदद कर सकते हैं – वह अदृश्य सामग्री जिसे हम देख नहीं सकते, फिर भी जिसका गुरुत्वाकर्षण बल का हम पता लगा सकते हैं लगभग हर देखी गई आकाशगंगा के भीतर, आकाशगंगा सहित. शोधकर्ताओं ने लिखा है कि अर्ध-चरम पीबीएच “ब्रह्मांड में देखे गए सभी काले पदार्थ का गठन कर सकते हैं,” इसलिए किसी को ढूंढना संभव हो सकता है इस रहस्य को सुलझाने में मदद करें. (समान नामों के बावजूद, डार्क मैटर सीधे तौर पर डार्क चार्ज या डार्क इलेक्ट्रॉनों से संबंधित नहीं है।)

शोधकर्ता, भौतिकी के क्षेत्र में कई अन्य टीमों के साथ ब्रह्मांड विज्ञानअब यह देखने के लिए अपनी सामूहिक सांसें रोके हुए हैं कि पहले विस्फोट का पता कब चलेगा।

यह “अविश्वसनीय घटना” “ब्रह्मांड पर एक नई खिड़की” प्रदान करेगी और हमें “इस अन्यथा अस्पष्ट घटना को समझाने” में मदद करेगी, अध्ययन के प्रमुख लेखक माइकल बेकरयूमैस एमहर्स्ट के एक सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी ने बयान में कहा।