બ્રહ્માંડના 'ભૂતિયા કણો' શોધનાર ફ્રાન્સિસ હાલ્ઝનને 2026નો ફિઝિક્સનો નોબેલ પુરસ્કાર, જાણો કેવી રીતે ગતિ કરે છે રહસ્યમય ‘ન્યુટ્રિનો’

Nobel Prize In Physics 2026 : આકાશ દર્શન કરવા માટે આંખો કે ટેલિસ્કોપનો ઉપયોગ કરવાને બદલે જમીનની અંદર ઊંડે દટાયેલા બરફના ટુકડાનો ઉપયોગ કરવાનું કોઈ કહે, તો વાત સાવ કોઈ સાયન્સ ફિક્શન ફિલ્મ જેવી લાગે ને? હા, લાગે. પરંતુ, આજના વિજ્ઞાનની આ એક અદ્ભુત વાસ્તવિકતા છે. બ્રહ્માંડમાં એવી ઘણી ઘટનાઓ બને છે જેને આપણે સામાન્ય પ્રકાશથી જોઈ શકતા નથી. આવા અદૃશ્ય રહસ્યોને ઉકેલવા માટે દક્ષિણ ધ્રુવના બરફનો ઉપયોગ કરવાની અકલ્પનીય પદ્ધતિ શોધવા બદલ વૈજ્ઞાનિક ફ્રાન્સિસ હાલ્ઝનને ફિઝિક્સના નોબેલ પુરસ્કારથી સન્માનિત કરવામાં આવ્યા છે.

2026નો નોબેલ પુરસ્કારઃ એક નવી શરૂઆત

વર્ષ 2026નો ફિઝિક્સ(ભૌતિકશાસ્ત્ર)નો પ્રતિષ્ઠિત નોબેલ પુરસ્કાર અમેરિકાની ‘યુનિવર્સિટી ઑફ વિસ્કોન્સિન’ના પ્રોફેસર ફ્રાન્સિસ હાલ્ઝનને એનાયત કરવામાં આવ્યો છે. તેઓ મૂળ બેલ્જિયમના છે. રોયલ સ્વીડિશ એકેડેમી ઑફ સાયન્સિસે તેમને ઉચ્ચ-ઊર્જાવાળા 'ન્યુટ્રિનો' કણો શોધવા અને 'આઇસક્યુબ ન્યુટ્રિનો ઓબ્ઝર્વેટરી' પ્રોજેક્ટમાં તેમના નેતૃત્વ માટે આ સન્માન આપ્યું છે. નોબેલ સમિતિએ આ કણોને ‘અવકાશમાંથી આવતા ભૂતિયા સંદેશવાહકો’ ગણાવ્યા છે. હાલ્ઝનની આ શોધે બ્રહ્માંડને સમજવાની એક સાવ નવી શાખા 'ન્યુટ્રિનો ખગોળશાસ્ત્ર'નો પાયો નાખ્યો છે.

વિજ્ઞાનની ભાષામાં 'ભૂતિયા કણો'(ન્યુટ્રિનો) શું છે?

આપણી આસપાસની દરેક વસ્તુ અણુઓની બનેલી છે. આ અણુઓની અંદર પણ નાના નાના કણો હોય છે. ન્યુટ્રિનોએ પ્રકૃતિમાં જોવા મળતાં આવા જ અત્યંત સૂક્ષ્મ અને મૂળભૂત કણો છે.

ધારો કે એક એવો માણસ છે જે કોઈપણ દીવાલ કે પહાડની આરપાર જઈ શકે છે અને કોઈને દેખાતો નથી! ન્યુટ્રિનો બરાબર આવું જ વર્તન કરે છે. આ કણોનું વજન એટલું ઓછું હોય છે કે તેને માપી શકાતું નથી અને તેમના પર કોઈ ઈલેક્ટ્રિક ચાર્જ(વિદ્યુતભાર) હોતો નથી. ચાર્જ ન હોવાને કારણે તેઓ કોઈ ચુંબક કે પદાર્થ સાથે ચોંટતા નથી કે આકર્ષાતા નથી. આ જ કારણ છે કે કોઈપણ જાતની અસર છોડ્યા વિના દર સેકન્ડે લાખો-કરોડો(ટ્રિલિયન) ન્યુટ્રિનો પૃથ્વીની આરપાર નીકળી જાય છે. અત્યારે તમે આ લેખ વાંચી રહ્યા છો ત્યારે પણ અબજો ન્યુટ્રિનો તમારા શરીરમાંથી પસાર થઈ રહ્યા છે, અને તમને તેનો અહેસાસ પણ નથી થતો.

ન્યુટ્રિનોઃ બ્રહ્માંડના જાસૂસ

તમને થશે કે જે કણ કોઈને પકડાતો જ નથી, તે વિજ્ઞાન માટે કામનો શું? પણ તેની આ નબળાઈ જ વિજ્ઞાનીઓ માટે સૌથી મોટી તાકાત છે.

જ્યારે આપણે અવકાશમાં ટેલિસ્કોપથી જોઈએ છીએ, ત્યારે આપણે 'પ્રકાશ'(ફોટોન)ને પકડીએ છીએ. પરંતુ જ્યારે બ્રહ્માંડમાં બહુ દૂર કોઈ તારો ફાટે કે બે બ્લેક હોલ ટકરાય, ત્યારે તેમાંથી નીકળતો પ્રકાશ રસ્તામાં આવતી ધૂળ, વાદળો કે વાયુઓ સાથે અથડાઈને રોકાઈ જાય છે કે પછી વેરવિખેર થઈ જાય છે. તેવી જ રીતે અન્ય ચાર્જવાળા કણો આકાશગંગાના ચુંબકીય ક્ષેત્રોને કારણે પોતાનો રસ્તો ભટકી જાય છે.
આની સામે, ન્યુટ્રિનો કોઈ પણ વસ્તુ સાથે અથડાયા વિના અબજો પ્રકાશવર્ષનું અંતર એકદમ સીધી રેખામાં કાપે છે. તે બ્રહ્માંડના સૌથી ખતરનાક અને હિંસક વાતાવરણમાંથી ઉત્પન્ન થઈને સીધા જ આપણી પાસે પહોંચે છે. જો આપણે ન્યુટ્રિનોને પકડી લઈએ, તો તે કઈ દિશામાંથી આવ્યો છે તેની સચોટ માહિતી મળી જાય. પણ આ અદૃશ્ય ન્યુટ્રિનોને પકડવા કેવી રીતે?

પાગલપણા જેવો વિચાર: બરફનું ટેલિસ્કોપ

બ્રહ્માંડમાં 'કોસ્મિક એક્સિલરેટર્સ' (કુદરતી કણ પ્રવેગકો) આવેલા છે જે પૃથ્વી પરના માનવ-નિર્મિત મશીનો કરતાં લાખો ગણી વધુ ઊર્જા ઉત્પન્ન કરે છે.

1988માં ફ્રાન્સિસ હાલ્ઝને એક એવો વિચાર રજૂ કર્યો જે તે સમયે અશક્ય લાગતો હતો. તેમણે કહ્યું કે ન્યુટ્રિનોને પકડવા માટે દક્ષિણ ધ્રુવ(એન્ટાર્કટિકા)ના અત્યંત પારદર્શક અને વિશાળ બરફના થરનો જાળી તરીકે ઉપયોગ કરીએ! બરફ એટલે પસંદ કરવામાં આવ્યો કારણ કે પાણી હલનચલન કરે છે, જ્યારે બરફ એકદમ સ્થિર હોય છે અને એન્ટાર્કટિકાનો બરફ કાચ જેવો સાફ હોય છે. દાયકાઓની મહેનત પછી 2011માં 'આઇસક્યુબ ન્યુટ્રિનો ઓબ્ઝર્વેટરી' તૈયાર થઈ. આ કોઈ સામાન્ય બિલ્ડિંગ નથી, પણ બરફની સપાટીથી 1.5થી 2.5 કિલોમીટર નીચે બરફની અંદર કોતરીને બનાવેલું એક ઘન કિલોમીટર જેવડું વિશાળ માળખું છે.

બરફની અંદર અદૃશ્ય કણને પકડવાની રસપ્રદ રીત

હવે પ્રશ્ન એ થાય કે બરફની અંદર આ અદૃશ્ય કણ દેખાય કેવી રીતે?

• આમ તો ન્યુટ્રિનોની પ્રકૃતિ કશે ટકરાવા કે રોકાવાની હોતી નથી. પણ, દરેક બાબતમાં અપવાદ હોય છે એમ અબજો ન્યુટ્રિનોમાંથી કોઈ એકાદ ન્યુટ્રિનો ભૂલથી પોતાની પ્રકૃતિ વિરુદ્ધનું વર્તન કરી બેસે એવી શક્યતા હોય છે ખરી. બરફમાંથી પસાર થતાં અબજો ન્યુટ્રિનોમાંનો એદાક ન્યુટ્રિનો ભૂલથી બરફમાં રહેલા પાણીના અણુ સાથે અથડાઈ જાય, એવું બની શકે. આમ થાય ત્યારે ટક્કરથી એક નવો ગૌણ કણ(જેમ કે, મ્યુઓન - Muon) પેદા થાય છે. આ નવો કણ બરફની અંદર પ્રકાશની ઝડપ કરતાં પણ વધુ ઝડપે દોડે છે! શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ઝડપ બ્રહ્માંડમાં સૌથી વધુ (આશરે 3,00,000 કિમી/સેકન્ડ) હોય છે, જેને કોઈ પાર કરી શકતું નથી. પરંતુ જ્યારે પ્રકાશ પાણી જેવા માધ્યમમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે તેની ઝડપ ઘટીને આશરે 2,25,000 કિમી/સેકન્ડ થઈ જાય છે. અને મ્યુઓન એ ઝડપ કરતાં વધુ ગતિથી દોડી શકે છે.
• હવે, જ્યારે કોઈ કણ (આપણા આ કેસમાં ‘મ્યુઓન’) પ્રકાશ કરતાં વધુ ઝડપે ગતિ કરે છે, ત્યારે આછા વાદળી રંગનો ઝબકારો થાય છે. જે રીતે વિમાન અવાજની ગતિ વટાવે ત્યારે 'સોનિક બૂમ'નો મોટો ધડાકો થાય છે, તેવું જ આ પ્રકાશનું સ્વરૂપ છે જેને વિજ્ઞાનમાં ‘ચેરેન્કોવ કિરણોત્સર્ગ’ કહે છે.
• આ અતિસૂક્ષ્મ વાદળી ઝબકારાને પકડવા માટે વિજ્ઞાનીઓએ બરફમાં ઊંડા ખાડા કરીને 5160 ડિજિટલ કેમેરા (ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલ્સ) લગાવ્યા છે. જેવો વાદળી ઝબકારો થાય કે તરત જ આ કેમેરા તેને નોંધી લે છે. કયા કેમેરામાં ક્યારે લાઇટ થઈ, તે ગણતરી પરથી વિજ્ઞાનીઓ નક્કી કરે છે કે ન્યુટ્રિનો કઈ દિશામાંથી આવ્યો અને કેટલી ઊર્જા લઈને આવ્યો.

બ્રહ્માંડના નવા દરવાજા ખુલ્યા

આ ઓબ્ઝર્વેટરીએ ખગોળશાસ્ત્રના ક્ષેત્રમાં ક્રાંતિ લાવી દીધી છે. 2013 માં, આઇસક્યુબ દ્વારા પહેલીવાર પૃથ્વીની બહારથી આવેલા અત્યંત શક્તિશાળી ન્યુટ્રિનો શોધી કાઢવામાં આવ્યા. વધુ તપાસ કરતાં જાણવા મળ્યું કે આ કણો આપણા સૌરમંડળથી કરોડો માઇલ દૂર આવેલા રાક્ષસી બ્લેક હોલ, 'TXS 0506+056' જેવા સક્રિય બ્લેઝાર અને તારાઓ બનાવતી ગેલેક્સીઓમાંથી આવે છે. આનાથી સાબિત થયું કે અવકાશમાં ખરેખર કુદરતી કણ પ્રવેગકો હાજર છે. એ પછી તો વર્ષો વર્ષ આવા વધુ કણો પકડાતા રહ્યા. તેનાથી બ્રહ્માંડને સમજવા માટે 'ન્યુટ્રિનો એસ્ટ્રોનોમી' (Neutrino Astronomy) નામની એક આખી નવી વિજ્ઞાન શાખાનો જન્મ થયો.

દોઢ દાયકા બાદ મળ્યો નોબેલ

લગભગ દોઢ દાયકાના સંશોધનો બાદ નોબેલ સમિતિને લાગ્યું કે, ફ્રાન્સિસ હાલ્ઝને વિજ્ઞાનને એક નવું હથિયાર આપ્યું છે, અને તેથી તેમને આ પ્રતિષ્ઠિત પુરસ્કાર આપવામાં આવ્યો. 2026નો આ નોબેલ પુરસ્કાર માત્ર એક વૈજ્ઞાનિક શોધનું જ નહીં, પરંતુ માણસની એ વિચારશક્તિનું સન્માન છે જેણે અદૃશ્ય કણોનો પીછો કરીને બ્રહ્માંડના સૌથી ઊંડા રહસ્યોને ઉજાગર કર્યા છે.