نیوٹرینو ہر جگہ موجود ابتدائی ذرات ہیں جو عام مادے کے ساتھ صرف بہت کمزور تعامل کرتے ہیں۔ لہذا، وہ عام طور پر بغیر کسی رکاوٹ کے اس میں گھس جاتے ہیں اور اسی لیے انہیں بھوت کے ذرات بھی کہا جاتا ہے۔ اس کے باوجود، ابتدائی کائنات میں نیوٹرینو ایک اہم کردار ادا کرتے ہیں۔ پوری طرح سے وضاحت کرنے کے لیے کہ ہماری کائنات کیسے تیار ہوئی، ہمیں ان کے بڑے پیمانے کو جاننے کی ضرورت ہے۔ لیکن اب تک اس بڑے پیمانے کا تعین کرنا ممکن نہیں ہو سکا ہے۔
بین الاقوامی پروجیکٹ 8 تعاون اپنے نئے تجربے سے اسے تبدیل کرنا چاہتا ہے۔ پہلی بار، پروجیکٹ 8 نیوٹرینو ماس کا تعین کرنے کے لیے بالکل نئی ٹیکنالوجی کا استعمال کر رہا ہے، جسے نام نہاد “سائیکلوٹرون ریڈی ایشن ایمیشن اسپیکٹروسکوپی” — مختصراً CRES ہے۔ جریدے میں ایک حالیہ اشاعت میں جسمانی جائزہ کے خطوطپراجیکٹ 8 کا تعاون اب یہ ظاہر کرنے میں کامیاب ہو گیا ہے کہ CRES طریقہ واقعی نیوٹرینو ماس کا تعین کرنے کے لیے موزوں ہے اور اس نے پہلے ہی پیمائش میں اس بنیادی مقدار کے لیے ایک بالائی حد مقرر کر دی ہے — اس طرح ایک اہم سنگ میل عبور کر لیا گیا ہے۔ جوہانس گٹنبرگ یونیورسٹی مینز (جے جی یو) سے، پروفیسر ڈاکٹر مارٹن فرٹل اور پروفیسر ڈاکٹر سیباسٹین بوسر کے تحقیقی گروپ شامل ہیں، دونوں محققین کلسٹر آف ایکسیلنس PRISMA+. ڈاکٹر کرسٹین کلیسینس، سیبسٹین بوسر کی سابقہ پی ایچ ڈی طالبہ اور اب سیئٹل (یو ایس اے) میں واشنگٹن یونیورسٹی میں پوسٹ ڈاک ہیں، نے اپنے پی ایچ ڈی کے مقالے کے حصے کے طور پر موجودہ اشاعت میں ایک اہم حصہ ڈالا۔
نیوٹرینو ماس کی کلید کے طور پر الیکٹران
پروجیکٹ 8 کا تجربہ نیوٹرینو ماس کو ٹریک کرنے کے لیے تابکار ٹریٹیم کے بیٹا کشی کا استعمال کرتا ہے۔ ٹریٹیم ہائیڈروجن کا ایک بھاری رشتہ دار ہے — ایک نام نہاد آاسوٹوپ۔ یہ غیر مستحکم ہے اور ایک پروٹون اور دو نیوٹران پر مشتمل ہے۔ ان میں سے ایک نیوٹران کو پروٹون میں تبدیل کرنے سے، ٹریٹیم ایک الیکٹران اور ایک اینٹی نیوٹرینو کا اخراج کرتے ہوئے ہیلیم میں تبدیل ہو جاتا ہے۔ “اور یہاں ککر ہے،” مارٹن فرٹل کہتے ہیں۔ “چونکہ نیوٹرینو اور ان کے اینٹی پارٹیکلز میں کوئی برقی چارج نہیں ہوتا ہے، اس لیے ان کا پتہ لگانا بہت مشکل ہے۔ اس لیے، ہم ان کا پتہ لگانے کی کوشش بھی نہیں کرتے۔ اس کے بجائے، ہم مقناطیسی میدان میں ان کے مداری فریکوئنسی کے ذریعے نتیجے میں آنے والے الیکٹرانوں کی توانائی کی پیمائش کرتے ہیں۔” الیکٹرانوں کے توانائی کے سپیکٹرم کی شکل پر، پھر ہم نیوٹرینو ماس کا تعین کرتے ہیں، یا اس طرح اس ماس پر اوپری حد مقرر کرتے ہیں۔”
الیکٹران توانائی کی بہت درست پیمائش ضروری ہے۔
قابل اعتماد نتائج حاصل کرنے کے لیے، الیکٹران کی توانائی کو انتہائی درست طریقے سے ناپا جانا چاہیے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ نتیجے میں (اینٹی) نیوٹرینو ناقابل یقین حد تک ہلکا ہے، ایک الیکٹران سے کم از کم 500,000 گنا ہلکا ہے۔ “جب نیوٹرینو اور الیکٹران ایک ساتھ پیدا ہوتے ہیں، نیوٹرینو ماس کا الیکٹران کی حرکت پر صرف ایک چھوٹا سا اثر ہوتا ہے۔ اور ہم اس چھوٹے سے اثر کو دیکھنا چاہتے ہیں،” سیبسٹین بوسر بتاتے ہیں۔ اس کو ممکن بنانے والا طریقہ “Cyclotron Radiation Emission Spectroscopy” (CRES) کہلاتا ہے۔ یہ نوزائیدہ الیکٹرانوں کے ذریعہ خارج ہونے والی مائکروویو تابکاری کو رجسٹر کرتا ہے جب انہیں مقناطیسی میدان میں ایک سرکلر راستے میں مجبور کیا جاتا ہے۔ خارج ہونے والی تابکاری کی فریکوئنسی کا تعین انتہائی درست طریقے سے کیا جا سکتا ہے اور پھر الیکٹران کی توانائی سے نیوٹرینو کی کمیت کا اندازہ لگایا جا سکتا ہے۔
اس کام کو کرنے کے لیے، کرسٹین کلیسینس نے ایک فیصلہ کن تجرباتی تعاون کیا ہے: “اپنے ڈاکٹریٹ کے مقالے کے حصے کے طور پر، میں نے دیگر چیزوں کے ساتھ ساتھ، ایک واقعہ کا پتہ لگانے کا نظام تیار کیا ہے جس میں ایک حقیقی وقت کا محرک اور ایک آف لائن واقعہ کی تعمیر نو پر مشتمل ہے۔ یہ نظام تلاش کرتا ہے۔ مسلسل ڈیجیٹائزڈ اور پروسیس شدہ ریڈیو فریکوئنسی سگنل میں خصوصیت CRES کی خصوصیات۔ ہر الیکٹران ایونٹ کی ابتدائی فریکوئنسی کی تعمیر نو سے ٹریٹیم ڈے سپیکٹرم کی اعلیٰ درستگی کی ریکارڈنگ ممکن ہو جاتی ہے۔” اس بنیاد پر، کرسٹین کلیسینس منظم غیر یقینی صورتحال کے حوالے سے CRES کے ساتھ ریکارڈ کیے گئے پہلے ٹریٹیم سپیکٹرم کا تجزیہ کرنے میں کامیاب ہوئیں — اور اس طرح اس نئی ٹیکنالوجی کے ساتھ نیوٹرینو ماس کے لیے پہلی بالائی حد کا حساب لگانے میں، جس نے اب تازہ ترین اشاعت میں اپنا راستہ تلاش کر لیا ہے۔ .
وہاں، پروجیکٹ 8 کا تعاون خاص طور پر 3,770 ٹریٹیم-بیٹا ڈے کے واقعات کی رپورٹ کرتا ہے جو ایک مٹر کے سائز کے نمونے کے سیل میں 82 دنوں کے عرصے میں رجسٹر کیے گئے تھے۔ نمونے کے سیل کو بہت کم درجہ حرارت پر ٹھنڈا کیا جاتا ہے اور اسے مقناطیسی میدان میں رکھا جاتا ہے جس کی وجہ سے فرار ہونے والے الیکٹران ایک سرکلر راستے میں سفر کرنے کے لیے کافی لمبا سفر کرتے ہیں تاکہ ڈٹیکٹر مائکروویو سگنل کو رجسٹر کر سکیں۔ اہم بات یہ ہے کہ کوئی غلط سگنل یا پس منظر کے واقعات رجسٹرڈ نہیں ہیں جو “حقیقی سگنل” کے لیے غلطی یا نقاب پوش ہو سکتے ہیں۔ Sebastian Böser اور Martin Fertl نے نتیجہ اخذ کیا، “خالص فریکوئنسی پر مبنی پیمائش کی تکنیک کے ساتھ پہلی بار نیوٹرینو ماس کے لیے اوپری حد کا تعین ایک بہت ہی امید افزا نتیجہ ہے، کیونکہ ہم آج کل بہت درست طریقے سے تعدد کی پیمائش کر سکتے ہیں۔”
اگلے اقدامات پہلے ہی جاری ہیں۔
اصول کے کامیاب ثبوت کے بعد، اگلا مرحلہ تیار ہے: حتمی تجربے کے لیے، محققین کو انفرادی ٹریٹیم ایٹموں کی ضرورت ہوتی ہے، جو وہ ٹریٹیم مالیکیولز کے فیشن سے تخلیق کرتے ہیں۔ یہ مشکل ہے کیونکہ ٹریٹیم، ہائیڈروجن کی طرح، مالیکیول بنانے کو ترجیح دیتا ہے۔ پہلے ایٹم ہائیڈروجن کے لیے اور بعد میں ایٹم ٹریٹیم کے لیے – ایسے ماخذ کو تیار کرنا مینز ٹیم کا ایک اہم حصہ ہے۔
اس وقت پروجیکٹ 8 کا تعاون، جس میں دنیا بھر کے دس تحقیقی اداروں کے اراکین شامل ہیں، مٹر کے سائز کے نمونے والے چیمبر سے ایک ہزار گنا بڑے تک تجربے کو بڑھانے کے لیے ڈیزائن کی جانچ پر کام کر رہا ہے۔ یہ بہت زیادہ بیٹا کشی کے واقعات کو رجسٹر کرنے کی اجازت دے گا۔ ایک کثیر سالہ تحقیق اور ترقی کے پروگرام کے اختتام پر، پروجیکٹ 8 کے تجربے کو بالآخر پچھلے تجربات کی حساسیت کو پیچھے چھوڑنا چاہیے — جیسا کہ موجودہ KATRIN تجربہ — پہلی بار نیوٹرینو ماس کی قدر فراہم کرنے کے لیے۔
>Source link>
>>Join our Facebook Group be part of community. <<