भौतिकी का नोबेल 2026: फ्रांसिस हाल्जेन और अंतरिक्ष के ‘भूतिया कणों’ की खोज

महराजगंज।(न्यूज पैच)। वर्ष 2026 का भौतिकी का नोबेल पुरस्कार बेल्जियम में जन्मे अमेरिकी भौतिक विज्ञानी फ्रांसिस हाल्जेन (Francis Halzen) को प्रदान किया गया है। रॉयल स्वीडिश एकेडमी ऑफ साइंसेज ने उन्हें “IceCube Neutrino Observatory में निर्णायक योगदान और खगोलीय मूल के उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो की खोज” के लिए सम्मानित किया है। यह घोषणा 6 अक्टूबर 2026 को की गई।

खगोलविद एवं एस्ट्रोनॉमी एजुकेटर अमर पाल सिंह ने बताया कि यह सम्मान आधुनिक खगोल विज्ञान में न्यूट्रिनो के महत्व को रेखांकित करता है। नोबेल समिति ने न्यूट्रिनो को अंतरिक्ष से आने वाले अत्यंत दुर्लभ और रहस्यमयी संदेशवाहक के रूप में समझाया है। इन कणों के अध्ययन ने वैज्ञानिकों को उन ब्रह्मांडीय प्रक्रियाओं की जानकारी हासिल करने का नया माध्यम दिया है, जिन्हें केवल प्रकाश के जरिए समझना कठिन है।

फ्रांसिस हाल्जेन को क्यों मिला नोबेल पुरस्कार?

फ्रांसिस हाल्जेन अमेरिका की यूनिवर्सिटी ऑफ विस्कॉन्सिन–मैडिसन में भौतिकी के प्रोफेसर हैं और IceCube Neutrino Observatory के प्रमुख अन्वेषक (Principal Investigator) हैं। IceCube की आधिकारिक जानकारी के अनुसार हाल्जेन इस अंतरराष्ट्रीय परियोजना के वैज्ञानिक नेतृत्व में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते रहे हैं।

उनके काम की सबसे बड़ी विशेषता यह थी कि दक्षिणी ध्रुव की विशाल और अत्यंत स्वच्छ बर्फ को ही एक विशाल कण डिटेक्टर के रूप में इस्तेमाल करने की अवधारणा को साकार किया गया। इसके परिणामस्वरूप अंटार्कटिका की बर्फ के भीतर लगभग एक घन किलोमीटर क्षेत्र में हजारों प्रकाश-संवेदक लगाए गए और न्यूट्रिनो खगोल विज्ञान के लिए एक अभूतपूर्व वेधशाला तैयार हुई।

क्या हैं न्यूट्रिनो—ब्रह्मांड के ‘भूतिया कण’?

न्यूट्रिनो बेहद हल्के, विद्युत आवेश रहित उप-परमाण्विक कण हैं। इनके पदार्थ के साथ संपर्क की संभावना बहुत कम होती है। इसी कारण बड़ी संख्या में न्यूट्रिनो पृथ्वी, चट्टानों और हमारे शरीर से होकर लगभग बिना किसी प्रभाव के गुजर जाते हैं।

IceCube के अनुसार हर सेकंड लगभग 100 ट्रिलियन न्यूट्रिनो मानव शरीर से होकर गुजरते हैं। अधिकांश का कोई पता नहीं चलता, क्योंकि वे पदार्थ के साथ संपर्क किए बिना निकल जाते हैं।

न्यूट्रिनो की यही विशेषता उन्हें वैज्ञानिकों के लिए बेहद उपयोगी बनाती है। ये विद्युत आवेश रहित होने के कारण चुंबकीय क्षेत्रों से आसानी से नहीं मुड़ते और अपने स्रोत से पृथ्वी तक ब्रह्मांडीय जानकारी पहुंचा सकते हैं। IceCube के अनुसार उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो अत्यंत ऊर्जावान खगोलीय स्रोतों से उत्पन्न हो सकते हैं।

दक्षिणी ध्रुव की बर्फ बनी दुनिया की अनोखी ‘दूरबीन’

IceCube पारंपरिक ऑप्टिकल टेलीस्कोप नहीं है। यह एक विशाल न्यूट्रिनो डिटेक्टर है, जो अंटार्कटिका की बर्फ का उपयोग करता है।

IceCube में 5,160 Digital Optical Modules (DOMs) लगाए गए हैं। ये सेंसर 86 तारों (strings) पर लगभग 1,450 से 2,450 मीटर की गहराई में बर्फ के भीतर स्थित हैं। पूरा डिटेक्टर लगभग एक घन किलोमीटर बर्फ में फैला है।

जब कोई न्यूट्रिनो बर्फ के किसी परमाणु के साथ दुर्लभ रूप से अंतःक्रिया करता है, तो उससे आवेशित द्वितीयक कण पैदा हो सकते हैं। ये कण बर्फ में चेरेनकोव विकिरण (Cherenkov radiation) के रूप में अत्यंत क्षीण नीली रोशनी उत्पन्न करते हैं। IceCube के सेंसर इस प्रकाश को रिकॉर्ड करते हैं। इन संकेतों का विश्लेषण करके वैज्ञानिक कण की दिशा और ऊर्जा जैसी जानकारी निकाल सकते हैं।

दक्षिणी ध्रुव की गहरी बर्फ इस काम के लिए इसलिए उपयोगी है क्योंकि वहां की बर्फ अत्यंत साफ और प्रकाशीय रूप से पारदर्शी है। यही कारण है कि न्यूट्रिनो की अंतःक्रिया से पैदा होने वाले बेहद कमजोर प्रकाश संकेतों को दर्ज करना संभव होता है।

2010 में पूरा हुआ IceCube का निर्माण

IceCube का निर्माण 2004 में शुरू हुआ और 18 दिसंबर 2010 को अंतिम स्ट्रिंग बर्फ में स्थापित किए जाने के साथ इसका निर्माण पूरा हुआ। सात वर्षों के दौरान 86 गहरे बोरहोल में सेंसर स्ट्रिंग्स स्थापित की गईं।

IceCube के आधिकारिक विवरण के अनुसार, अंतिम व्यवस्था में 5,160 इन-आइस डिजिटल ऑप्टिकल मॉड्यूल शामिल हैं। निर्माण के लिए लगभग 2.45 किलोमीटर तक गहरे छेद बनाए गए और उनमें सेंसर स्थापित किए गए।

2013 में मिली ऐतिहासिक सफलता

IceCube की सबसे महत्वपूर्ण शुरुआती उपलब्धियों में से एक 2013 में उच्च-ऊर्जा खगोलीय न्यूट्रिनो का स्पष्ट अवलोकन था। इस उपलब्धि ने यह प्रमाणित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई कि ब्रह्मांड में ऐसे प्राकृतिक स्रोत मौजूद हैं जो अत्यधिक ऊर्जा वाले न्यूट्रिनो उत्पन्न करते हैं।

इस खोज ने न्यूट्रिनो को ब्रह्मांड का अध्ययन करने वाले एक नए वैज्ञानिक माध्यम के रूप में स्थापित करने में मदद की। इसके बाद वैज्ञानिकों ने न्यूट्रिनो के जरिए ब्रह्मांड की उन अत्यधिक ऊर्जावान घटनाओं को समझने की दिशा में नई संभावनाएं तलाशनी शुरू कीं।

2018 में पहली बार एक खगोलीय स्रोत से जुड़ा न्यूट्रिनो

IceCube ने 22 सितंबर 2017 को एक उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो घटना दर्ज की, जिसकी दिशा और समय एक सक्रिय ब्लेज़र TXS 0506+056 से आए गामा-किरण विस्फोट से मेल खाते थे। इसके बाद पुराने डेटा के विश्लेषण में भी उसी दिशा से अतिरिक्त न्यूट्रिनो घटनाओं के प्रमाण मिले। इस उपलब्धि ने न्यूट्रिनो खगोल विज्ञान और मल्टी-मैसेंजर एस्ट्रोनॉमी को महत्वपूर्ण बढ़ावा दिया।

मल्टी-मैसेंजर एस्ट्रोनॉमी में वैज्ञानिक प्रकाश, गुरुत्वीय तरंगों, कॉस्मिक किरणों और न्यूट्रिनो जैसे अलग-अलग ब्रह्मांडीय संदेशवाहकों को एक साथ अध्ययन करके किसी खगोलीय घटना की अधिक व्यापक तस्वीर तैयार करते हैं।

न्यूट्रिनो की खोज इतनी कठिन क्यों है?

न्यूट्रिनो को पकड़ना बेहद चुनौतीपूर्ण है क्योंकि वे पदार्थ के साथ बहुत कम अंतःक्रिया करते हैं। अरबों-खरबों न्यूट्रिनो हमारे आसपास से गुजर सकते हैं, लेकिन उनमें से बहुत कम ही किसी डिटेक्टर के पदार्थ के साथ ऐसी अंतःक्रिया करते हैं जिसे वैज्ञानिक रिकॉर्ड कर सकें।

इसीलिए IceCube को इतने विशाल क्षेत्र में बनाया गया। एक छोटे डिटेक्टर में न्यूट्रिनो की दुर्लभ अंतःक्रिया पकड़ने की संभावना बहुत कम होती, जबकि एक घन किलोमीटर बर्फ में हजारों सेंसर लगाने से ऐसे दुर्लभ संकेतों को दर्ज करने की संभावना बढ़ जाती है।

यही वैज्ञानिक चुनौती और उसे हल करने की रणनीति फ्रांसिस हाल्जेन के काम को विशेष बनाती है।

न्यूट्रिनो की कहानी करीब एक सदी पुरानी

न्यूट्रिनो का इतिहास भी बेहद रोचक है। 1930 में वोल्फगैंग पाउली ने बीटा क्षय में ऊर्जा संरक्षण के सवाल को समझाने के लिए एक नए, अदृश्य कण की परिकल्पना की थी। बाद में एनरिको फर्मी ने इसे ‘न्यूट्रिनो’ नाम दिया।

वर्ष 1956 में क्लाइड कोवान और फ्रेडरिक रेइन्स ने परमाणु रिएक्टर की सहायता से न्यूट्रिनो के अस्तित्व का प्रयोगात्मक प्रमाण हासिल किया। इस उपलब्धि के लिए फ्रेडरिक रेइन्स को 1995 में भौतिकी का नोबेल पुरस्कार प्रदान किया गया।

इसके बाद दशकों के शोध के क्रम में वैज्ञानिकों ने न्यूट्रिनो के गुणों, उनके स्रोतों और ब्रह्मांड में उनकी भूमिका को समझने की दिशा में महत्वपूर्ण प्रगति की। IceCube ने इस कहानी को पृथ्वी से बाहर आने वाले उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो के अध्ययन तक पहुंचाया।

भारत के लिए क्यों महत्वपूर्ण है यह उपलब्धि?

खगोलविद अमर पाल सिंह के अनुसार, भारतीय विद्यार्थियों और शोधकर्ताओं के लिए IceCube की सफलता इसलिए महत्वपूर्ण है क्योंकि यह दिखाती है कि अत्यंत कठिन वैज्ञानिक समस्याओं के समाधान के लिए बड़े विचार, दीर्घकालिक प्रयास और अंतरराष्ट्रीय सहयोग कितने महत्वपूर्ण हैं।

भारत में भी न्यूट्रिनो विज्ञान को लेकर लंबे समय से वैज्ञानिक रुचि रही है। India-based Neutrino Observatory (INO) इसी व्यापक शोध प्रयास से जुड़ी प्रस्तावित परियोजना है। इसका उद्देश्य न्यूट्रिनो के गुणों और उनके व्यवहार का अध्ययन करना है।

IceCube और INO की अवधारणाएं एक जैसी नहीं हैं। IceCube अंटार्कटिका की गहरी बर्फ को डिटेक्टर माध्यम के रूप में इस्तेमाल करता है, जबकि INO परियोजना का प्रस्ताव भूमिगत प्रयोगशाला और न्यूट्रिनो डिटेक्टर के माध्यम से न्यूट्रिनो भौतिकी का अध्ययन करने का है। दोनों का वैज्ञानिक उद्देश्य न्यूट्रिनो के रहस्यों को समझने की दिशा में योगदान देना है।

नई खिड़की खोल रहा है न्यूट्रिनो खगोल विज्ञान

फ्रांसिस हाल्जेन और IceCube की उपलब्धि का महत्व केवल एक नई प्रयोगशाला बनाने तक सीमित नहीं है। इसने खगोल विज्ञान के लिए एक नया संदेशवाहक उपलब्ध कराया है।

प्रकाश हमें ब्रह्मांड के बारे में बहुत कुछ बताता है, लेकिन कुछ अत्यधिक ऊर्जावान घटनाओं के अध्ययन में प्रकाश और अन्य विद्युतचुंबकीय संकेत सीमित हो सकते हैं। न्यूट्रिनो अलग तरह की जानकारी लेकर आते हैं और अपने स्रोत से पृथ्वी तक पहुंचने के दौरान पदार्थ एवं चुंबकीय क्षेत्रों से बहुत कम प्रभावित होते हैं।

IceCube की उपलब्धियों ने यह दिखाया है कि ब्रह्मांड को समझने के लिए केवल प्रकाश को देखना पर्याप्त नहीं है। अब वैज्ञानिक प्रकाश के साथ न्यूट्रिनो, गुरुत्वीय तरंगों और कॉस्मिक किरणों को भी ब्रह्मांडीय संदेशवाहक के रूप में इस्तेमाल कर रहे हैं।

फ्रांसिस हाल्जेन को 2026 का भौतिकी नोबेल पुरस्कार इसी व्यापक वैज्ञानिक यात्रा में उनके निर्णायक योगदान और IceCube के माध्यम से खगोलीय मूल के उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो की खोज के लिए दिया गया है। नोबेल समिति का यह सम्मान इस बात को रेखांकित करता है कि अंटार्कटिका की गहरी बर्फ में छिपे हजारों सेंसर भी हमें ब्रह्मांड के सबसे शक्तिशाली और रहस्यमय स्रोतों की कहानी सुना सकते हैं।