মার্চ 28, 2024 (নানোওয়ার্ক নিউজ) আবিষ্কারের পর থেকে, কয়েক দশক ধরে বিশ্বজুড়ে একাধিক অতি-সংবেদনশীল কণা আবিষ্কারক পরীক্ষা-নিরীক্ষা শুরু হওয়া সত্ত্বেও, অন্ধকার পদার্থ বিজ্ঞানীদের কাছে অদৃশ্য রয়ে গেছে। এখন, ডিপার্টমেন্ট অফ এনার্জি এর (DOE) SLAC ন্যাশনাল অ্যাক্সিলারেটর ল্যাবরেটরির পদার্থবিদরা কোয়ান্টাম ডিভাইস ব্যবহার করে অন্ধকার পদার্থের সন্ধান করার জন্য একটি নতুন উপায় প্রস্তাব করছেন, যা গবেষকরা তাপীয় ডার্ক ম্যাটারকে কী বলে তা সনাক্ত করার জন্য স্বাভাবিকভাবেই সুর করা যেতে পারে।
(বাম) নতুন ডার্ক ম্যাটার সনাক্তকরণ প্রস্তাবটি একটি ডিটেক্টরের নিউক্লিয়াস এবং কম-শক্তিযুক্ত অন্ধকার পদার্থের মধ্যে ঘন ঘন মিথস্ক্রিয়া যা পৃথিবীতে এবং এর চারপাশে উপস্থিত থাকতে পারে তা দেখায়। (ডানদিকে) একটি প্রচলিত প্রত্যক্ষ সনাক্তকরণ পরীক্ষা অন্ধকার পদার্থের বিক্ষিপ্তকরণ থেকে মাঝে মাঝে পশ্চাদপসরণ করে। (ছবি: অনির্বাণ দাস, নোয়া কুরিনস্কি এবং রেবেকা লিন) বেশিরভাগ ডার্ক ম্যাটার এক্সপেরিমেন্ট গ্যালাকটিক ডার্ক ম্যাটারের সন্ধান করে, যা মহাকাশ থেকে সরাসরি পৃথিবীতে রকেট আসে, কিন্তু অন্য ধরনের হয়তো বছরের পর বছর ধরে পৃথিবীর চারপাশে ঝুলে আছে, SLAC পদার্থবিদ রেবেকা লিন বলেছেন, যিনি ছিলেন নতুন গবেষণায় একজন লেখক (দৈহিক পর্যালোচনা চিঠি, "কোয়ান্টাম ডিভাইসে ডার্ক ম্যাটার ইনডিউসড পাওয়ার").
"অন্ধকার পদার্থ পৃথিবীতে যায়, অনেক চারপাশে বাউন্স করে, এবং অবশেষে পৃথিবীর মহাকর্ষীয় ক্ষেত্রের দ্বারা আটকে যায়," লিন বলেন, এটিকে ভারসাম্যের মধ্যে নিয়ে এসে বিজ্ঞানীরা তাপীয় হিসাবে উল্লেখ করেন। সময়ের সাথে সাথে, এই থার্মালাইজড ডার্ক ম্যাটার কয়েকটি আলগা, গ্যালাকটিক কণার তুলনায় উচ্চ ঘনত্ব পর্যন্ত তৈরি করে, যার অর্থ এটি একটি ডিটেক্টরকে আঘাত করার সম্ভাবনা বেশি হতে পারে। দুর্ভাগ্যবশত, থার্মালাইজড ডার্ক ম্যাটার গ্যালাকটিক ডার্ক ম্যাটারের তুলনায় অনেক বেশি ধীর গতিতে চলে, যার অর্থ এটি গ্যালাকটিক ডার্ক ম্যাটারের তুলনায় অনেক কম শক্তি সরবরাহ করবে - সম্ভবত প্রথাগত ডিটেক্টরের জন্য খুব কম।
সেই কথা মাথায় রেখে, লিন এবং এসএলএসি পোস্টডক্টরাল সহকর্মী অনির্বাণ দাস নোয়া কুরিনস্কির সাথে যোগাযোগ করেছিলেন, SLAC-এর একজন স্টাফ বিজ্ঞানী এবং কোয়ান্টাম সেন্সরগুলির সাহায্যে অন্ধকার পদার্থ সনাক্তকরণের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করা একটি নতুন ল্যাবের নেতা, যিনি একটি ধাঁধা নিয়ে ভাবছিলেন: এমনকি যখন সুপারকন্ডাক্টরগুলি পরম শূন্যে ঠাণ্ডা করে, সিস্টেম থেকে সমস্ত শক্তি সরিয়ে একটি স্থিতিশীল কোয়ান্টাম অবস্থা তৈরি করে, কোনোভাবে শক্তি পুনরায় প্রবেশ করে এবং কোয়ান্টাম অবস্থাকে ব্যাহত করে।
সাধারণত, বিজ্ঞানীরা অনুমান করেন যে এটি অপূর্ণ কুলিং সিস্টেম বা পরিবেশে তাপের কিছু উত্সের কারণে, কুরিঙ্কসি বলেছেন। তবে আরেকটি কারণ থাকতে পারে, তিনি বলেছিলেন: "যদি আমাদের আসলে একটি পুরোপুরি ঠান্ডা সিস্টেম থাকে এবং আমরা এটিকে কার্যকরভাবে ঠাণ্ডা করতে না পারি, কারণ এটি ক্রমাগত অন্ধকার পদার্থ দ্বারা বোমাবর্ষণ করা হচ্ছে?" দাস, কুরিনস্কি, এবং লিয়ান ভেবেছিলেন যে সুপারকন্ডাক্টিং কোয়ান্টাম ডিভাইসগুলিকে তাপীয় ডার্ক ম্যাটার ডিটেক্টর হিসাবে পুনরায় ডিজাইন করা যেতে পারে কিনা। তাদের গণনা অনুসারে, একটি কোয়ান্টাম সেন্সর সক্রিয় করার জন্য প্রয়োজনীয় ন্যূনতম শক্তি যথেষ্ট কম - একটি ইলেকট্রন ভোল্টের এক হাজার ভাগের কাছাকাছি - যা এটি পৃথিবীর চারপাশে ঝুলন্ত কম-শক্তির গ্যালাকটিক ডার্ক ম্যাটারের পাশাপাশি তাপযুক্ত ডার্ক ম্যাটার কণা সনাক্ত করতে পারে।
অবশ্যই, এর মানে এই নয় যে ডার্ক ম্যাটার ব্যাহত কোয়ান্টাম ডিভাইসগুলির জন্য দায়ী - শুধুমাত্র এটি সম্ভব। পরবর্তী পদক্ষেপ, লেন এবং কুরিনস্কি বলেন, তারা সংবেদনশীল কোয়ান্টাম ডিভাইসগুলিকে ডার্ক ম্যাটার ডিটেক্টরে পরিণত করতে পারে কিনা এবং কীভাবে তা খুঁজে বের করা।
যে সঙ্গে, বিবেচনা করার কিছু বিষয় আছে. প্রারম্ভিকদের জন্য, সম্ভবত ডিভাইসটি তৈরি করার জন্য আরও ভাল উপাদান রয়েছে। "আমরা শুরু করার জন্য অ্যালুমিনিয়ামের দিকে তাকিয়ে ছিলাম, এবং এটি শুধুমাত্র কারণ এটি সম্ভবত সবচেয়ে ভাল বৈশিষ্ট্যযুক্ত উপাদান যা এখনও পর্যন্ত ডিটেক্টরগুলির জন্য ব্যবহৃত হয়েছে," লেন বলেন। "কিন্তু এটা দেখা যেতে পারে যে আমরা যে ধরনের ভর পরিসরের দিকে তাকিয়ে আছি, এবং আমরা যে ধরনের ডিটেক্টর ব্যবহার করতে চাই, তার জন্য হয়তো আরও ভালো উপাদান আছে।" এমন একটি সম্ভাবনাও রয়েছে যে থার্মালাইজড ডার্ক ম্যাটার কোয়ান্টাম ডিভাইসের সাথে ইন্টারঅ্যাক্ট করবে না যেভাবে গ্যালাকটিক ডার্ক ম্যাটার সরাসরি সনাক্তকরণ ডিভাইসের সাথে যোগাযোগ করে বলে সন্দেহ করা হয়, লিন বলেন। "এই সমীক্ষায়, আমরা কেবল একটি সাধারণ কেস সম্পর্কে চিন্তা করছিলাম যাতে ডার্ক ম্যাটার আসে এবং সরাসরি ডিটেক্টর থেকে বাউন্স করে, তবে এটি অন্যান্য অনেক কিছু করতে পারে।" উদাহরণস্বরূপ, অন্যান্য কণাগুলি অন্ধকার পদার্থের সাথে ইন্টারঅ্যাক্ট করতে পারে যা ডিটেক্টরের কণাগুলিকে বিতরণ করার উপায় পরিবর্তন করে।
"এসএলএসি-তে থাকার বিষয়ে এটি একটি দুর্দান্ত জিনিস," লিন বলেছেন।
(বাম) নতুন ডার্ক ম্যাটার সনাক্তকরণ প্রস্তাবটি একটি ডিটেক্টরের নিউক্লিয়াস এবং কম-শক্তিযুক্ত অন্ধকার পদার্থের মধ্যে ঘন ঘন মিথস্ক্রিয়া যা পৃথিবীতে এবং এর চারপাশে উপস্থিত থাকতে পারে তা দেখায়। (ডানদিকে) একটি প্রচলিত প্রত্যক্ষ সনাক্তকরণ পরীক্ষা অন্ধকার পদার্থের বিক্ষিপ্তকরণ থেকে মাঝে মাঝে পশ্চাদপসরণ করে। (ছবি: অনির্বাণ দাস, নোয়া কুরিনস্কি এবং রেবেকা লিন) বেশিরভাগ ডার্ক ম্যাটার এক্সপেরিমেন্ট গ্যালাকটিক ডার্ক ম্যাটারের সন্ধান করে, যা মহাকাশ থেকে সরাসরি পৃথিবীতে রকেট আসে, কিন্তু অন্য ধরনের হয়তো বছরের পর বছর ধরে পৃথিবীর চারপাশে ঝুলে আছে, SLAC পদার্থবিদ রেবেকা লিন বলেছেন, যিনি ছিলেন নতুন গবেষণায় একজন লেখক (দৈহিক পর্যালোচনা চিঠি, "কোয়ান্টাম ডিভাইসে ডার্ক ম্যাটার ইনডিউসড পাওয়ার").
"অন্ধকার পদার্থ পৃথিবীতে যায়, অনেক চারপাশে বাউন্স করে, এবং অবশেষে পৃথিবীর মহাকর্ষীয় ক্ষেত্রের দ্বারা আটকে যায়," লিন বলেন, এটিকে ভারসাম্যের মধ্যে নিয়ে এসে বিজ্ঞানীরা তাপীয় হিসাবে উল্লেখ করেন। সময়ের সাথে সাথে, এই থার্মালাইজড ডার্ক ম্যাটার কয়েকটি আলগা, গ্যালাকটিক কণার তুলনায় উচ্চ ঘনত্ব পর্যন্ত তৈরি করে, যার অর্থ এটি একটি ডিটেক্টরকে আঘাত করার সম্ভাবনা বেশি হতে পারে। দুর্ভাগ্যবশত, থার্মালাইজড ডার্ক ম্যাটার গ্যালাকটিক ডার্ক ম্যাটারের তুলনায় অনেক বেশি ধীর গতিতে চলে, যার অর্থ এটি গ্যালাকটিক ডার্ক ম্যাটারের তুলনায় অনেক কম শক্তি সরবরাহ করবে - সম্ভবত প্রথাগত ডিটেক্টরের জন্য খুব কম।
সেই কথা মাথায় রেখে, লিন এবং এসএলএসি পোস্টডক্টরাল সহকর্মী অনির্বাণ দাস নোয়া কুরিনস্কির সাথে যোগাযোগ করেছিলেন, SLAC-এর একজন স্টাফ বিজ্ঞানী এবং কোয়ান্টাম সেন্সরগুলির সাহায্যে অন্ধকার পদার্থ সনাক্তকরণের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করা একটি নতুন ল্যাবের নেতা, যিনি একটি ধাঁধা নিয়ে ভাবছিলেন: এমনকি যখন সুপারকন্ডাক্টরগুলি পরম শূন্যে ঠাণ্ডা করে, সিস্টেম থেকে সমস্ত শক্তি সরিয়ে একটি স্থিতিশীল কোয়ান্টাম অবস্থা তৈরি করে, কোনোভাবে শক্তি পুনরায় প্রবেশ করে এবং কোয়ান্টাম অবস্থাকে ব্যাহত করে।
সাধারণত, বিজ্ঞানীরা অনুমান করেন যে এটি অপূর্ণ কুলিং সিস্টেম বা পরিবেশে তাপের কিছু উত্সের কারণে, কুরিঙ্কসি বলেছেন। তবে আরেকটি কারণ থাকতে পারে, তিনি বলেছিলেন: "যদি আমাদের আসলে একটি পুরোপুরি ঠান্ডা সিস্টেম থাকে এবং আমরা এটিকে কার্যকরভাবে ঠাণ্ডা করতে না পারি, কারণ এটি ক্রমাগত অন্ধকার পদার্থ দ্বারা বোমাবর্ষণ করা হচ্ছে?" দাস, কুরিনস্কি, এবং লিয়ান ভেবেছিলেন যে সুপারকন্ডাক্টিং কোয়ান্টাম ডিভাইসগুলিকে তাপীয় ডার্ক ম্যাটার ডিটেক্টর হিসাবে পুনরায় ডিজাইন করা যেতে পারে কিনা। তাদের গণনা অনুসারে, একটি কোয়ান্টাম সেন্সর সক্রিয় করার জন্য প্রয়োজনীয় ন্যূনতম শক্তি যথেষ্ট কম - একটি ইলেকট্রন ভোল্টের এক হাজার ভাগের কাছাকাছি - যা এটি পৃথিবীর চারপাশে ঝুলন্ত কম-শক্তির গ্যালাকটিক ডার্ক ম্যাটারের পাশাপাশি তাপযুক্ত ডার্ক ম্যাটার কণা সনাক্ত করতে পারে।
অবশ্যই, এর মানে এই নয় যে ডার্ক ম্যাটার ব্যাহত কোয়ান্টাম ডিভাইসগুলির জন্য দায়ী - শুধুমাত্র এটি সম্ভব। পরবর্তী পদক্ষেপ, লেন এবং কুরিনস্কি বলেন, তারা সংবেদনশীল কোয়ান্টাম ডিভাইসগুলিকে ডার্ক ম্যাটার ডিটেক্টরে পরিণত করতে পারে কিনা এবং কীভাবে তা খুঁজে বের করা।
যে সঙ্গে, বিবেচনা করার কিছু বিষয় আছে. প্রারম্ভিকদের জন্য, সম্ভবত ডিভাইসটি তৈরি করার জন্য আরও ভাল উপাদান রয়েছে। "আমরা শুরু করার জন্য অ্যালুমিনিয়ামের দিকে তাকিয়ে ছিলাম, এবং এটি শুধুমাত্র কারণ এটি সম্ভবত সবচেয়ে ভাল বৈশিষ্ট্যযুক্ত উপাদান যা এখনও পর্যন্ত ডিটেক্টরগুলির জন্য ব্যবহৃত হয়েছে," লেন বলেন। "কিন্তু এটা দেখা যেতে পারে যে আমরা যে ধরনের ভর পরিসরের দিকে তাকিয়ে আছি, এবং আমরা যে ধরনের ডিটেক্টর ব্যবহার করতে চাই, তার জন্য হয়তো আরও ভালো উপাদান আছে।" এমন একটি সম্ভাবনাও রয়েছে যে থার্মালাইজড ডার্ক ম্যাটার কোয়ান্টাম ডিভাইসের সাথে ইন্টারঅ্যাক্ট করবে না যেভাবে গ্যালাকটিক ডার্ক ম্যাটার সরাসরি সনাক্তকরণ ডিভাইসের সাথে যোগাযোগ করে বলে সন্দেহ করা হয়, লিন বলেন। "এই সমীক্ষায়, আমরা কেবল একটি সাধারণ কেস সম্পর্কে চিন্তা করছিলাম যাতে ডার্ক ম্যাটার আসে এবং সরাসরি ডিটেক্টর থেকে বাউন্স করে, তবে এটি অন্যান্য অনেক কিছু করতে পারে।" উদাহরণস্বরূপ, অন্যান্য কণাগুলি অন্ধকার পদার্থের সাথে ইন্টারঅ্যাক্ট করতে পারে যা ডিটেক্টরের কণাগুলিকে বিতরণ করার উপায় পরিবর্তন করে।
"এসএলএসি-তে থাকার বিষয়ে এটি একটি দুর্দান্ত জিনিস," লিন বলেছেন।
- 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://www.nanowerk.com/news2/space/newsid=64933.php
