டெக்சாஸில் உருவாக்கப்பட்ட குவாண்டம் சென்சார்கள் இருண்ட பொருளைக் கண்டறிந்து பிரபஞ்சத்தின் கலவையை வெளிப்படுத்துவதாக உறுதியளிக்கின்றன

டெக்சாஸ் ஏ&எம் பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு புதிய அறிவியல் முயற்சியில் முன்னணியில் உள்ளனர், இது உயர் துல்லியமான கண்டறிதல் தொழில்நுட்பங்களை உருவாக்குவதன் மூலம் நவீன அண்டவியலின் மிகப் பெரிய மர்மங்களில் ஒன்றைத் தீர்க்கும் நோக்கத்தைக் கொண்டுள்ளது. இயற்பியலாளர் ரூபாக் மஹாபத்ரா தலைமையிலான குழு, இன்று வரை வழக்கமான கருவிகளுக்கு கண்ணுக்கு தெரியாத துகள் தொடர்புகளை அடையாளம் காணும் திறன் கொண்ட சாதனங்களை உருவாக்குவதில் கவனம் செலுத்துகிறது. பிரபஞ்சத்தின் கட்டமைப்பை உருவாக்கும் அடிப்படைத் தொகுதிகள் பற்றிய புரிதலை மாற்றுவதற்கு முன்கூட்டியே உறுதியளிக்கிறது.

சமீபத்திய தசாப்தங்களில், விண்மீன் திரள்கள் மற்றும் நட்சத்திரக் கூட்டங்களில் அளவிடக்கூடிய புவியீர்ப்பு செல்வாக்கை செலுத்தும் ஒரு கூறு, இருண்ட பொருளின் நேரடி கண்காணிப்பைத் தடுக்கும் தொழில்நுட்ப தடைகளை கடப்பதில் இந்த முயற்சி கவனம் செலுத்துகிறது. மேம்பட்ட கிரையோஜெனிக் அமைப்புகளைப் பயன்படுத்தி, விஞ்ஞானிகள் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட சூழலில் குறைந்தபட்ச சமிக்ஞைகளை தனிமைப்படுத்த முயல்கின்றனர், அரிய அணு தொடர்பு நிகழ்வுகளை மறைக்கும் சத்தத்தை நீக்குகின்றனர்.

இந்த உணரிகளின் வளர்ச்சி இயற்பியலுக்கான ஒரு முக்கியமான நேரத்தில் வருகிறது, அங்கு கோட்பாட்டு மாதிரிகள் தற்போதைய அறிவின் எல்லைகளுக்கு அப்பால் முன்னேற சோதனை சரிபார்ப்புக்காக காத்திருக்கின்றன. புதிய முன்மாதிரிகளால் அடையப்பட்ட துல்லியமானது, பிரபஞ்சத்தின் மறைக்கப்பட்ட துறையை வரைபடமாக்குவதற்கு மனிதகுலம் முன்னெப்போதையும் விட நெருக்கமாக இருப்பதாகக் கூறுகிறது.

டெசெராக்ட் திட்டத்துடன் புதுமை

TESSERACT எனப்படும் சோதனையானது, முழுமையான பூஜ்ஜியத்திற்கு நெருக்கமான வெப்பநிலையில் செயல்படும் குறைக்கடத்தி படிகங்களை ஒருங்கிணைத்து, அறிவியல் கருவிகளில் ஒரு தரமான பாய்ச்சலைக் குறிக்கிறது. சாத்தியமான துகள் மோதல்களால் உருவாக்கப்பட்ட சிறிய அதிர்வுகளை சென்சார்கள் பதிவு செய்ய இந்த தீவிர நிலை அவசியம். குவாண்டம் அளவீடுகளில் அளவீடுகளின் நிலைத்தன்மையை பராமரிக்க அவசியமான எதிர்மறை மின்வெப்ப பின்னூட்ட அமைப்பை தொழில்நுட்பம் பயன்படுத்துகிறது.

மஹாபத்ராவின் குழு பல்வேறு சிப் வடிவமைப்புகளுடன் செதில்களை தயாரிப்பதில் வேலை செய்கிறது, இது ஒரே நேரத்தில் வெவ்வேறு உணர்திறன் அமைப்புகளை சோதிக்க அனுமதிக்கிறது. இந்த மட்டு அணுகுமுறை அளவுத்திருத்த செயல்முறையை விரைவுபடுத்துகிறது மற்றும் முந்தைய தலைமுறை கண்டுபிடிப்பாளர்களில் இருந்து தப்பித்த நிகழ்வுகளை கைப்பற்றுவதற்கான வாய்ப்புகளை அதிகரிக்கிறது. மின்னணு சாதனங்களின் இயற்கையான பின்னணி இரைச்சலில் இருந்து முன்னர் பிரித்தறிய முடியாத சமிக்ஞைகளை பெருக்கும் திறனில் புதுமை உள்ளது.

அண்டவியல் தேடலுடன் கூடுதலாக, உருவாக்கப்பட்ட தொழில்நுட்பம் குறுக்குவெட்டு பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது, குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் மற்றும் துல்லியமான அளவியல் போன்ற பகுதிகளுக்கு பயனளிக்கிறது. எலாஸ்டிக் ஒத்திசைவான நியூட்ரினோக்களைக் கண்டறியும் திறன், எடுத்துக்காட்டாக, சூரியப் பாய்வுகளைக் கண்காணிப்பதற்கும் அணு இயற்பியல் கருவிகளை முன்னோடியில்லாத கடுமையுடன் அளவீடு செய்வதற்கும் ஒரு புதிய கருவியை வழங்குகிறது.

பிரபஞ்சத்தின் ஆற்றல் கலவை

இத்தகைய கருவிகளின் தேவை பிரபஞ்சத்தில் நிறை மற்றும் ஆற்றலின் விநியோகம் பற்றிய தற்போதைய புரிதலில் இருந்து எழுகிறது, இது கண்ணுக்கு தெரியாத கூறுகளின் ஆதிக்கத்தை சுட்டிக்காட்டுகிறது. ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட வானியல் அவதானிப்புகள் நாம் பார்க்கக்கூடியவற்றிற்கும் ஈர்ப்பு விசையால் மட்டுமே ஊகிப்பதற்கும் இடையே ஒரு சமமற்ற பிரிவைக் குறிக்கிறது:

– இருண்ட ஆற்றல்: மொத்தத்தில் 68% ஆகும், இது பிரபஞ்சத்தின் விரிவாக்கத்தின் முடுக்கத்துடன் தொடர்புடைய உந்து சக்தியாகும்.

– இருண்ட விஷயம்: தோராயமாக 27% கலவையைக் குறிக்கிறது, இது விண்மீன் திரள்களை ஒன்றாக வைத்திருக்கும் ஈர்ப்பு “பசை” ஆக செயல்படுகிறது.

– பேரோனிக் பொருள்: நட்சத்திரங்கள், கிரகங்கள் மற்றும் உயிரினங்களை உருவாக்கும் அணுக்களால் உருவாக்கப்பட்ட சாதாரண பொருளுக்கு 5% மட்டுமே ஒத்திருக்கிறது.

இந்த மதிப்புகள், காஸ்மிக் மைக்ரோவேவ் பின்னணி மற்றும் விண்மீன்களின் சுழற்சி இயக்கவியல் ஆகியவற்றின் ஆய்வுகளிலிருந்து பெறப்பட்டவை, நிலையான அண்டவியல் மாதிரியின் அடிப்படையை உருவாக்குகின்றன. இருண்ட துறை துகள்களை நேரடியாகக் கண்டறிவது இந்த விகிதங்களைச் செம்மைப்படுத்தலாம் அல்லது மீண்டும் எழுதலாம், கோட்பாட்டு இயற்பியலை ஆழமாக மாற்றலாம்.

தற்போதைய சூழ்நிலை மற்றும் கண்டறிதல் சவால்கள்

இயற்பியலாளர்கள் எதிர்கொள்ளும் சவால்கள் மகத்தானவை, ஏனெனில் WIMP கள் (பலவீனமாக ஊடாடும் பாரிய துகள்கள்) போன்ற வேட்பாளர் துகள்கள் சாதாரண பொருளுடன் அரிதாகவே தொடர்பு கொள்கின்றன. காஸ்மிக் கதிர்கள் போன்ற வெளிப்புற குறுக்கீடுகளைத் தணிக்க, பூமியின் மேலோட்டத்தை இயற்கையான கவசமாகப் பயன்படுத்தி, ஆழமான நிலத்தடி ஆய்வகங்களில் சோதனைகள் பெரும்பாலும் அமைக்கப்படுகின்றன.

LZ (LUX-ZEPLIN) போன்ற பெரிய சர்வதேச ஒத்துழைப்புகள் டிசம்பர் 2025 இல் முடிவுகளை வெளியிட்டன, இது உறுதிப்படுத்தப்பட்ட நேர்மறையான சமிக்ஞைகள் இல்லாமல் பல மாதங்கள் தரவு சேகரிப்புக்குப் பிறகு, இந்தத் துகள்களின் நிறைக்கான புதிய விலக்கு வரம்புகளை நிறுவியது. இந்த “கண்டறிதல் இல்லை” காட்சி விஞ்ஞான சமூகத்தை ஊக்கப்படுத்தவில்லை; மாறாக, இது தேடல் இடத்தைக் குறைக்கிறது மற்றும் டெக்சாஸில் உருவாக்கப்பட்டவை போன்ற அதிக உணர்திறன் வாய்ந்த தொழில்நுட்பங்களுக்கு கவனம் செலுத்துகிறது.

தரவு பகுப்பாய்வு வழிமுறைகளின் பரிணாமமும் ஒரு அடிப்படை பாத்திரத்தை வகிக்கிறது, இது தவறான நேர்மறைகளை உண்மையான நிகழ்வுகளிலிருந்து மிகவும் திறம்பட வேறுபடுத்த அனுமதிக்கிறது. செயலாக்க அமைப்புகளில் 2026 இல் செயல்படுத்தப்பட்ட புதுப்பிப்புகள் சிக்னல்களை செயலாக்க குவிட்களை இணைக்க முயல்கின்றன, மேலும் வெப்ப இரைச்சலைக் குறைக்கவும், முன்னோடியில்லாத அளவிற்கு உணர்திறனை அதிகரிக்கவும் நோக்கமாக உள்ளன.

சான்றுகள் மற்றும் எதிர்கால முன்னோக்குகள்

நேரடி கண்டறிதல் மழுப்பலாக இருந்தாலும், இருண்ட பொருளின் இருப்புக்கான மறைமுக சான்றுகள் வலுவானவை மற்றும் பன்முகத்தன்மை கொண்டவை. ஈர்ப்பு லென்சிங்கைக் கவனிப்பது, தொலைதூரப் பொருட்களிலிருந்து வரும் ஒளியானது பாரிய கொத்துக்களின் ஈர்ப்பு விசையால் சிதைந்துவிடும், பொருளின் கண்ணுக்குத் தெரியாத ஒளிவட்டங்கள் இருப்பதை வெளிப்படுத்துகிறது. அதேபோல், சுழல் விண்மீன் திரள்களின் சுழற்சி வளைவுகள் விளிம்புகளில் வேகத்தைக் காட்டுகின்றன, இது கூடுதல் ஒளியற்ற நிறை இல்லாமல் சாத்தியமற்றது.

ஆராய்ச்சியின் எதிர்காலம், SuperCDMS மற்றும் திரவ செனான்-அடிப்படையிலான கண்டுபிடிப்பாளர்கள் போன்ற பல்வேறு சோதனைகளுக்கு இடையேயான உலகளாவிய ஒத்துழைப்பு மற்றும் தரவுப் பகிர்வைப் பொறுத்தது. தற்போதைய மூலோபாயம் மீதமுள்ள கோட்பாட்டு வேட்பாளர்களைக் குறைக்க ஆய்வக முடிவுகளுடன் வானியற்பியல் அவதானிப்புகளை இணைப்பதை உள்ளடக்கியது.

செமிகண்டக்டர் பொருட்கள் மற்றும் ரீட்அவுட் எலக்ட்ரானிக்ஸ் ஆகியவற்றின் தூய்மையில் தொடர்ச்சியான முன்னேற்றங்களுடன், அல்ட்ராலைட் துகள்கள் அல்லது அச்சுகளை உள்ளடக்கிய தேடல் சாளரத்தை விரிவுபடுத்த விஞ்ஞானிகள் நம்புகின்றனர். SNOLAB மற்றும் Gran Sasso போன்ற வசதிகளில் தொழில்நுட்ப முன்னேற்றம், குவாண்டம் சென்சார்களின் கண்டுபிடிப்புகளுடன் இணைந்து, இருண்ட பொருளின் தன்மை இறுதியாக வரும் ஆண்டுகளில் வெளிப்படும் என்ற எதிர்பார்ப்பை உயிர்ப்புடன் வைத்திருக்கிறது.

முக்கிய வார்த்தைகள்: இருண்ட விஷயம், டெசெராக்ட் திட்டம், கிரையோஜெனிக் சென்சார்கள், சோதனை இயற்பியல்.

நீண்ட வால் முக்கிய வார்த்தைகள்: பிரபஞ்சத்தில் நேரடி துகள் கண்டறிதல்.

ஆய்வு செய்யப்பட்ட ஆதாரங்கள்:

https://phys.org/news/2024-02-physicists-texas-super-sensitive-quantum.html

https://science.tamu.edu/news/2024/02/texas-am-physicists-building-super-sensitive-quantum-detectors-to-search-for-dark-matter/

https://today.tamu.edu/2024/02/26/physicists-building-super-sensitive-quantum-detectors-to-search-for-dark-matter/