भारत स्थित न्यूट्रिनो वेधशाला

संदर्भ

हाल ही में चीन ने अपनी जियांगमेन भूमिगत न्यूट्रिनो वेधशाला (Jiangmen Underground Neutrino Observatory- JUNO) का निर्माण पूरा कर लिया है और प्रारंभिक शोध निष्कर्ष जारी कर दिए हैं, जबकि भारत की न्यूट्रिनो वेधशाला (INO) वर्षों की देरी के बाद अभी भी कार्यशील नहीं हो पाई है।

न्यूट्रिनो क्या हैं?

• मूल परिभाषा: न्यूट्रिनो उप-परमाणविक कण होते हैं, जिनमें कोई विद्युत आवेश नहीं होता और जिनका द्रव्यमान नगण्य (बहुत छोटा लेकिन शून्येतर द्रव्यमान) होता है।
• घोस्ट पार्टिकल: ये कण अत्यंत तीव्र होते हैं, प्रतिवर्ष लगभग 100 ट्रिलियन न्यूट्रिनो हर सेकंड मानव शरीर से गुजरते हैं, बावजूद इसके किसी का ध्यान उन्हें आकर्षित नहीं करता।
• लेप्टॉन समूह: न्यूट्रिनो, कण भौतिकी के मानक मॉडल के कणों के लेप्टॉन समूह का हिस्सा हैं, जो प्रबल नाभिकीय बल के माध्यम से परस्पर क्रिया नहीं करते हैं।
  • इसके बजाय, वे दुर्बल नाभिकीय बल के माध्यम से परस्पर क्रिया करते हैं, जिससे उनका पता लगाना बेहद मुश्किल हो जाता है।
• न्यूट्रिनो के प्रकार: न्यूट्रिनो तीन प्रकार (इलेक्ट्रॉन न्यूट्रिनो, म्यूऑन न्यूट्रिनो और टाउ न्यूट्रिनो) में पाए जाते हैं।
• दोलन: जैसे-जैसे न्यूट्रिनो अपनी यात्रा करते हैं, वे एक प्रकार से दूसरे प्रकार में परिवर्तित (ऑस्सिलेट) हो सकते हैं।

न्यूट्रिनो के गुण

• अत्यंत छोटा द्रव्यमान: यद्यपि इसका सटीक द्रव्यमान अभी भी अनिश्चित है, यह इलेक्ट्रॉन जैसे अन्य उप-परमाणविक कणों की तुलना में बहुत छोटा माना जाता है।
• विद्युत आवेश रहित: न्यूट्रिनो में कोई आवेश नहीं होता, जिससे वे पदार्थ के साथ बहुत कमजोर रूप से अन्योन्यक्रिया करते हैं।
• गति: न्यूट्रिनो लगभग प्रकाश की गति से यात्रा करते हैं और मूलतः अपने स्रोत से सीधी रेखा में आगे बढ़ते हैं।
• कमजोर अन्योन्यक्रिया: वे केवल कमजोर नाभिकीय बल और गुरुत्वाकर्षण बल के माध्यम से अन्योन्यक्रिया करते हैं, जिससे वे अत्यधिक भेदक होते हैं।
• सूचना के संदेशवाहक: अपने अद्वितीय गुणों के कारण, न्यूट्रिनो उत्कृष्ट संदेशवाहक के रूप में कार्य करते हैं, जो उन घटनाओं या वस्तुओं के बारे में जानकारी पहुँचाते हैं, जिनसे वे उत्पन्न होते हैं।

न्यूट्रिनो के स्रोत

• ब्रह्मांडीय घटनाएँ: उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो सुपरनोवा जैसी घटनाओं के साथ-साथ सक्रिय आकाशगंगा नाभिक और ब्लैक होल जैसी वस्तुओं में भी उत्पन्न होते हैं।
• अन्य स्रोत: न्यूट्रिनो सूर्य में परमाणु प्रतिक्रियाओं, पृथ्वी पर कण क्षय, बीटा क्षय, कण त्वरक और परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के दौरान भी उत्सर्जित होते हैं।

न्यूट्रिनो के अध्ययन का महत्त्व

• ब्रह्मांड के विकास को समझना:  न्यूट्रिनो ब्रह्मांड के आरंभिक चरणों की जानकारी प्रदान कर सकते हैं और बिग बैंग के तुरंत पश्चात् की अवधि के रहस्यों का पता लगाने में मार्गदर्शन कर सकते हैं।
• डार्क मैटर और डार्क एनर्जी: न्यूट्रिनो शोधकर्ताओं को डार्क मैटर (27%) और डार्क एनर्जी (68%) को समझने में मदद करते हैं, जो मिलकर ब्रह्मांड की कुल संरचना का 95% हिस्सा बनाते हैं।
• अनुप्रयोग: न्यूट्रिनो का उपयोग एक्स-रे मशीनों और MRI स्कैन जैसी तकनीकों की तरह, चिकित्सा इमेजिंग में भी किया जा सकता है।

भारत स्थित न्यूट्रिनो वेधशाला (INO)

• प्रस्तावित स्थल 
  • भारत स्थित न्यूट्रिनो वेधशाला (INO) के लिए प्रस्तावित स्थल तमिलनाडु के थेनी जिले में स्थित है, जहाँ यह वेधशाला एक पहाड़ के नीचे भूमिगत स्थित होगी।
  • यह स्थान बाहरी विक्षोभों से प्राकृतिक सुरक्षा के कारण न्यूट्रिनो के अध्ययन के लिए एक आदर्श वातावरण प्रदान करता है।
• डिटेक्टर: INO में 50 किलोटन का आयरन कैलोरीमीटर (ICAL) डिटेक्टर होगा, जिसे उच्च परिशुद्धता के साथ वायुमंडलीय न्यूट्रिनो का पता लगाने और मापने के लिए डिजाइन किया गया है।
• उद्देश्य: INO का प्राथमिक लक्ष्य वायुमंडलीय न्यूट्रिनो का अध्ययन करना और न्यूट्रिनो द्रव्यमान पदानुक्रम का निर्धारण करना है।
• लाभ
  • प्रस्तावित स्थल पर स्थित पर्वतीय चट्टान, ब्रह्मांडीय किरणों से एक प्राकृतिक सुरक्षा कवच का कार्य करेगी, जो न्यूट्रिनो का सटीक पता लगाने में सहायक है।
  • यह सुरक्षा ब्रह्मांडीय विकिरण से होने वाले हस्तक्षेप को कम करती है, जिससे स्पष्ट डेटा संग्रह संभव हो पाता है।
• वित्त पोषण: परमाणु ऊर्जा विभाग और विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी विभाग द्वारा संयुक्त रूप से वित्तपोषित।

वैश्विक न्यूट्रिनो वेधशालाएँ	अवस्थिति
MINOS एक्सपेरीमेंट, सौडन खदान	सौडन भूमिगत खदान, मिनेसोटा, संयुक्त राज्य अमेरिका।
आइसक्यूब (IceCube) न्यूट्रिनो वेधशाला	अंटार्कटिका में अमुंडसेन-स्कॉट दक्षिण ध्रुव स्टेशन।
जियांगमेन भूमिगत न्यूट्रिनो वेधशाला (JUNO)	काइपिंग, गुआंग्डोंग प्रांत, चीन।
सुपर कामिओकांडे	कामिओका, जापान
कैट्रिन (KATRIN) प्रयोग	कार्लजूए, जर्मनी।
सुडबरी न्यूट्रिनो वेधशाला	सुडबरी क्षेत्र, ओंटारियो, कनाडा।
ग्रैन सासो (Gran Sasso) राष्ट्रीय प्रयोगशालाएँ	ग्रान सासो पर्वत, इटली।
दया बे रिएक्टर न्यूट्रिनो एक्सपेरीमेंट	हांगकांग।

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