کائنات میں زیادہ تر مادّہ، جس کی مقدار بڑے پیمانے پر 85 فیصد تک ہے، مشاہدہ نہیں کیا جا سکتا اور یہ ایسے ذرات پر مشتمل ہوتا ہے جن کا پارٹیکل فزکس کے معیاری ماڈل کے ذریعے حساب نہیں لیا جاتا ہے (ریمارکس 1 دیکھیں)۔ ان ذرات کو ڈارک میٹر کے نام سے جانا جاتا ہے، اور ان کے وجود کا اندازہ دور دراز کی کہکشاؤں سے آنے والی روشنی پر ان کے کشش ثقل کے اثرات سے لگایا جا سکتا ہے۔ ڈارک میٹر بنانے والے ذرے کو تلاش کرنا جدید طبیعیات میں ایک فوری مسئلہ ہے، کیونکہ یہ بڑے پیمانے پر اور اس وجہ سے کہکشاؤں کی کشش ثقل پر حاوی ہے — اس معمہ کو حل کرنا معیاری ماڈل سے آگے نئی طبیعیات کی طرف لے جا سکتا ہے۔

جبکہ کچھ نظریاتی ماڈلز گہرے مادے کے ممکنہ امیدوار کے طور پر الٹرا ماسیو ذرات کے وجود کی تجویز پیش کرتے ہیں، دوسرے انتہائی ہلکے ذرات کی تجویز کرتے ہیں۔ ہانگ کانگ یونیورسٹی (HKU) کے شعبہ طبیعیات کے ڈاکٹر جیریمی LIM کی ٹیم میں پی ایچ ڈی کے طالب علم الفریڈ AMRUTH کی قیادت میں ماہرین فلکیات کی ایک ٹیم، ہانگ کانگ یونیورسٹی کے فزکس میں نوبل انعام یافتہ پروفیسر جارج سموٹ کے ساتھ تعاون کر رہی ہے۔ سائنس اینڈ ٹیکنالوجی (HKUST) اور ڈاکٹر رضیہ EMAMI، سینٹر فار ایسٹرو فزکس میں ریسرچ ایسوسی ایٹ | ہارورڈ اینڈ سمتھسونین (سی ایف اے) نے ابھی تک سب سے براہ راست ثبوت فراہم کیا ہے کہ ڈارک میٹر الٹرا ماسیو پارٹیکلز نہیں بناتا جیسا کہ عام طور پر سوچا جاتا ہے بلکہ اس میں ذرات اتنے ہلکے ہوتے ہیں کہ وہ لہروں کی طرح خلا میں سفر کرتے ہیں۔ ان کا کام فلکی طبیعیات میں ایک شاندار مسئلہ کو حل کرتا ہے جو پہلی بار دو دہائیوں قبل اٹھایا گیا تھا: وہ ماڈل جو الٹرماسیو ڈارک میٹر کے ذرات کو اپناتے ہیں وہ مشاہدہ شدہ پوزیشنوں اور کشش ثقل کے لینسنگ کے ذریعہ تخلیق کردہ ایک ہی کہکشاں کی متعدد تصاویر کی چمک کی صحیح پیش گوئی کرنے میں کیوں ناکام رہتے ہیں؟ تحقیق کے نتائج حال ہی میں شائع ہوئے تھے۔ نیچر فلکیات.

تاریک مادّہ روشنی کا اخراج، جذب یا عکاسی نہیں کرتا، جس کی وجہ سے روایتی فلکیاتی تکنیکوں کا استعمال کرتے ہوئے مشاہدہ کرنا مشکل ہو جاتا ہے۔ آج، ڈارک میٹر کا مطالعہ کرنے کے لیے سائنسدانوں کے پاس سب سے زیادہ طاقتور ٹول کشش ثقل کے لینسنگ کے ذریعے ہے، جس کی پیشن گوئی البرٹ آئن اسٹائن نے اپنے نظریہ عمومی اضافیت میں کی تھی۔ اس نظریہ میں، بڑے پیمانے پر خلائی وقت کو گھماؤ کا سبب بنتا ہے، جس سے یہ ظاہری شکل پیدا ہوتی ہے کہ روشنی بڑے پیمانے پر اشیاء جیسے ستاروں، کہکشاؤں، یا کہکشاؤں کے گروہوں کے گرد جھکتی ہے۔ روشنی کے اس موڑ کو دیکھ کر، سائنسدان ڈارک میٹر کی موجودگی اور تقسیم کا اندازہ لگا سکتے ہیں — اور جیسا کہ اس تحقیق میں دکھایا گیا ہے، خود ڈارک میٹر کی نوعیت۔

جب پیش منظر کی لینسنگ آبجیکٹ اور بیک گراؤنڈ لینس والی آبجیکٹ — دونوں ہی مثال میں انفرادی کہکشائیں تشکیل دیتے ہیں — قریب سے منسلک ہوتے ہیں، تو آسمان میں ایک ہی پس منظر والی چیز کی متعدد تصاویر دیکھی جا سکتی ہیں۔ ملٹی پلائی لینس والی امیجز کی پوزیشن اور چمک کا انحصار پیش منظر کے لینسنگ آبجیکٹ میں ڈارک میٹر کی تقسیم پر ہوتا ہے، اس طرح ڈارک میٹر کی خاص طور پر طاقتور جانچ فراہم ہوتی ہے۔

ڈارک میٹر کی نوعیت کا ایک اور مفروضہ

1970 کی دہائی میں، ڈارک میٹر کا وجود مضبوطی سے قائم ہونے کے بعد، فرضی ذرات جنہیں Weakly Interacting Massive Particles (WIMPs) کہا جاتا ہے، کو ڈارک میٹر کے امیدواروں کے طور پر تجویز کیا گیا۔ ان WIMPs کے بارے میں سوچا جاتا تھا کہ وہ انتہائی مادّی ہیں — ایک پروٹون سے کم از کم دس گنا زیادہ — اور صرف کمزور ایٹمی قوت کے ذریعے دوسرے مادّے کے ساتھ تعامل کرتے ہیں۔ یہ ذرات Supersymmetry تھیوریوں سے نکلتے ہیں، جو معیاری ماڈل میں کمی کو پورا کرنے کے لیے تیار کیے گئے ہیں، اور اس کے بعد سے ڈارک میٹر کے لیے سب سے زیادہ ممکنہ امیدوار کے طور پر بڑے پیمانے پر وکالت کی جاتی رہی ہے۔ تاہم، پچھلی دو دہائیوں سے، تاریک مادّے کے لیے الٹرا ماسیو ذرات کو اپناتے ہوئے، ماہرین فلکیات نے ضرب عدسے والی تصویروں کی پوزیشن اور چمک کو درست طریقے سے دوبارہ پیدا کرنے کے لیے جدوجہد کی ہے۔ ان مطالعات میں، گہرا مادّہ کی کثافت کا تصور کیا جاتا ہے کہ وہ کہکشاؤں کے مراکز سے باہر کی طرف آسانی سے کم ہوتی ہے جو الٹرماسیو ذرات کو استعمال کرنے والے نظریاتی نقالی کے مطابق ہوتی ہے۔

1970 کی دہائی میں بھی شروع ہوا، لیکن WIMPs کے ڈرامائی طور پر برعکس، نظریات کے ایسے ورژن جو معیاری ماڈل میں خامیوں کو دور کرنے کی کوشش کرتے ہیں، یا وہ (مثال کے طور پر، سٹرنگ تھیوری) جو فطرت کی چار بنیادی قوتوں کو یکجا کرنے کی کوشش کرتے ہیں (معیاری میں تین۔ ماڈل، کشش ثقل کے ساتھ)، انتہائی ہلکے ذرات کے وجود کی وکالت کرتا ہے۔ محور کے طور پر حوالہ دیا جاتا ہے، یہ فرضی ذرات معیاری ماڈل میں ہلکے سے ہلکے ذرات سے کہیں کم بڑے ہونے کی پیش گوئی کی جاتی ہے اور ڈارک میٹر کے لیے متبادل امیدوار تشکیل دیتے ہیں۔

کوانٹم میکانکس کے نظریہ کے مطابق، انتہائی ہلکے ذرات خلا میں لہروں کے طور پر سفر کرتے ہیں، ایک دوسرے کے ساتھ اتنی بڑی تعداد میں مداخلت کرتے ہیں کہ کثافت میں بے ترتیب اتار چڑھاؤ پیدا ہوتا ہے۔ ڈارک میٹر میں یہ بے ترتیب کثافت کے اتار چڑھاو خلائی وقت میں کرنکلز کو جنم دیتے ہیں۔ جیسا کہ توقع کی جا سکتی ہے، کہکشاؤں کے ارد گرد اسپیس ٹائم کے مختلف نمونوں کا انحصار اس بات پر ہے کہ آیا تاریک مادّہ الٹرا ماسیو یا انتہائی ہلکے ذرات بناتا ہے — ہموار بمقابلہ کرنکلی — کو پس منظر کی کہکشاؤں کی ضرب عدسہ والی تصویروں کے لیے مختلف پوزیشنوں اور چمک کو جنم دینا چاہیے۔

HKU میں ڈاکٹر جیریمی LIM کی ٹیم میں پی ایچ ڈی کے طالب علم الفریڈ AMRUTH کی قیادت میں کام میں، ماہرین فلکیات نے پہلی بار یہ شمار کیا ہے کہ کس طرح کشش ثقل سے لینس والی تصاویر الٹرا لائٹ ڈارک میٹر کے ذرات کو شامل کرنے والی کہکشاؤں کے ذریعے پیدا کی گئی تصاویر الٹرا ماسیو ڈارک کو شامل کرنے والوں سے مختلف ہیں۔

ان کی تحقیق سے معلوم ہوا ہے کہ مشاہدہ شدہ اور پیش گوئی کی گئی پوزیشنوں کے درمیان پائے جانے والے اختلاف کی عمومی سطح کے ساتھ ساتھ الٹرا میسیو ڈارک میٹر کو شامل کرنے والے ماڈلز کے ذریعے پیدا ہونے والی ضرب عدسہ والی تصویروں کی چمک کو انتہائی ہلکے ڈارک میٹر کے ذرات کو شامل کرنے والے ماڈلز کو اپنا کر حل کیا جا سکتا ہے۔ مزید یہ کہ، وہ یہ ظاہر کرتے ہیں کہ انتہائی ہلکے گہرے مادّے کے ذرات کو شامل کرنے والے ماڈلز ملٹی پلائی لینس والی کہکشاں امیجز کی مشاہدہ شدہ پوزیشنوں اور چمک کو دوبارہ پیش کر سکتے ہیں، یہ ایک اہم کامیابی ہے جو کہکشاؤں کے گرد خلائی وقت کی ہموار نوعیت کے بجائے خستہ حال کو ظاہر کرتی ہے۔

ڈاکٹر لم بتاتے ہیں کہ ‘اس امکان کا کہ ڈارک میٹر میں الٹراسمیوز ذرات شامل نہیں ہیں، جیسا کہ سائنسی برادری نے طویل عرصے سے وکالت کی ہے، لیبارٹری کے تجربات اور فلکیاتی مشاہدات دونوں میں دیگر مسائل کو کم کرتا ہے۔’ ‘لیبارٹری کے تجربات WIMPs کو تلاش کرنے میں واحد طور پر ناکام رہے ہیں، جو ڈارک میٹر کے لیے طویل عرصے سے پسندیدہ امیدوار ہیں۔ اس طرح کے تجربات اپنے آخری مراحل میں ہیں، جو کہ منصوبہ بند ڈارون کے تجربے پر اختتام پذیر ہوتے ہیں، جس سے WIMPs کو چھپنے کی کوئی جگہ نہیں ملتی اگر وہ نہ ملے (تبصرہ 2 دیکھیں)۔’

پروفیسر ٹام براڈہرسٹ، یونیورسٹی آف دی باسکی کنٹری کے اکرباسکی پروفیسر، ایچ کے یو کے وزٹنگ پروفیسر اور مقالے کے شریک مصنف نے مزید کہا، ‘اگر ڈارک میٹر میں الٹرماسیو ذرات شامل ہیں، تو کائناتی نقوش کے مطابق، وہاں سینکڑوں کی تعداد میں ہونا چاہیے۔ آکاشگنگا کے ارد گرد سیٹلائٹ کہکشائیں تاہم، گہری تلاش کے باوجود، اب تک صرف پچاس کے قریب ہی دریافت ہوئے ہیں۔ دوسری طرف، اگر ڈارک میٹر اس کے بجائے الٹرا لائٹ ذرات پر مشتمل ہوتا ہے، تو کوانٹم میکینکس کا نظریہ پیش گوئی کرتا ہے کہ ایک خاص کمیت کے نیچے کہکشائیں صرف ان ذرات کی لہر کی مداخلت کی وجہ سے نہیں بن سکتیں، یہ وضاحت کرتی ہے کہ ہم اپنے ارد گرد چھوٹی سیٹلائٹ کہکشاؤں کی کمی کا مشاہدہ کیوں کرتے ہیں۔ آکاشگنگا.’

امرتھ الفریڈ نے کہا، ‘ڈارک میٹر کے لیے الٹرا میسیو پارٹیکلز کے بجائے الٹرا لائٹ کو شامل کرنا پارٹیکل فزکس اور ایسٹرو فزکس دونوں میں بیک وقت کئی دیرینہ مسائل کو حل کرتا ہے،’ امرتھ الفریڈ نے کہا، ‘ہم ایک ایسے مقام پر پہنچ گئے ہیں جہاں ڈارک میٹر کے موجودہ پیراڈائم پر دوبارہ غور کرنے کی ضرورت ہے۔ الٹرا میسیو ذرات کو الوداع کرنا، جو طویل عرصے سے ڈارک میٹر کے لیے پسندیدہ امیدوار کے طور پر بتائے جاتے ہیں، آسانی سے نہیں آسکتے ہیں، لیکن شواہد ڈارک میٹر کے حق میں جمع ہوتے ہیں جو کہ انتہائی ہلکے ذرات کے پاس لہر جیسی خصوصیات رکھتے ہیں۔’ ابتدائی کام نے HKU میں سپر کمپیوٹنگ کی سہولیات کا استعمال کیا، جس کے بغیر یہ کام ممکن نہیں تھا۔

شریک مصنف پروفیسر جارج سموٹ نے مزید کہا، ‘ڈارک میٹر کی تشکیل کرنے والے ذرات کی نوعیت کو سمجھنا نئی فزکس کی طرف پہلا قدم ہے۔ یہ کام گریویٹیشنل لینسنگ سے متعلق حالات میں لہر نما ڈارک میٹر کے مستقبل کے ٹیسٹوں کے لیے راہ ہموار کرتا ہے۔ جیمز ویب اسپیس ٹیلی سکوپ کو کشش ثقل کے لحاظ سے لینس والے بہت سے اور نظام دریافت کرنے چاہئیں، جس سے ہمیں ڈارک میٹر کی نوعیت کے اور بھی زیادہ درست ٹیسٹ کرنے کی اجازت مل سکتی ہے۔’

ریمارکس: 1. پارٹیکل فزکس کا معیاری ماڈل وہ نظریہ ہے جو کائنات میں چار معلوم بنیادی قوتوں (برقی مقناطیسی، کمزور اور مضبوط تعاملات — کشش ثقل کو چھوڑ کر) میں سے تین کو بیان کرتا ہے اور تمام معلوم ابتدائی ذرات کی درجہ بندی کرتا ہے۔ اگرچہ اسٹینڈرڈ ماڈل نے بہت بڑی کامیابیاں حاصل کی ہیں، لیکن یہ کچھ مظاہر کو غیر واضح چھوڑ دیتا ہے — مثلاً، ایسے ذرات کا وجود جو اسٹینڈرڈ ماڈل میں معلوم ذرات کے ساتھ صرف کشش ثقل کے ذریعے تعامل کرتے ہیں — اور بنیادی تعامل کا مکمل نظریہ ہونے سے کم ہے۔



>Source link>

>>Join our Facebook Group be part of community. <<

By hassani

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *