भौतिकी का नोबेल पुरस्कार 2026 दक्षिणी ध्रुव की बर्फ में 2 किमी नीचे दबे टेलीस्कोप को

ब्रह्मांड के सबसे शक्तिशाली कण त्वरक पृथ्वी पर नहीं हैं, और दशकों तक कोई नहीं बता सका कि वे कहाँ हैं। फ्रांसिस हॉल्ज़ेन (Francis Halzen) उन्हें दक्षिणी ध्रुव के नीचे एक घन किलोमीटर बर्फ में ढूंढ़ने निकले, जो हजारों प्रकाश संवेदकों से जुड़ी थी ताकि भौतिकी के सबसे शर्मीले कणों को पकड़ा जा सके। रॉयल स्वीडिश एकेडमी ऑफ साइंसेज ने अब उन्हें उस डिटेक्टर और उसकी खोज के लिए भौतिकी का नोबेल पुरस्कार दिया है, और उन्हें इसे किसी के साथ बांटना नहीं है।

डिटेक्टर का नाम आइसक्यूब (IceCube) है, और इसने पहली बार उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो को पकड़ा जो सौर मंडल से बहुत दूर से आते हैं। न्यूट्रिनो में कोई विद्युत आवेश नहीं होता और लगभग कोई द्रव्यमान नहीं होता, और सूर्य से लगभग 65 अरब न्यूट्रिनो हर सेकंड आपके छोटे नाखून से बिना किसी परमाणु को छुए गुज़र जाते हैं। चूँकि ये सीधी रेखाओं में उड़ते हैं और धूल, गैस और चुंबकीय क्षेत्रों से फिसल जाते हैं, दुर्लभ ब्रह्मांडीय न्यूट्रिनो उन हिंसक स्थानों की ओर इशारा करते हैं जहाँ वे पैदा हुए थे। यह उन्हें एक नई तरह की दूरबीन बनाता है, जो उन क्षेत्रों में देख सकती है जहाँ से प्रकाश बाहर नहीं निकल सकता।

हॉल्ज़ेन, जो बेल्जियम में जन्मे भौतिक विज्ञानी हैं और विस्कॉन्सिन-मैडिसन विश्वविद्यालय (University of Wisconsin–Madison) से जुड़े हैं, को “आइसक्यूब न्यूट्रिनो वेधशाला और खगोलभौतिकीय मूल के उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो की खोज में निर्णायक योगदान” के लिए सम्मानित किया गया। वे 34 वर्षों में अकेले भौतिकी का पुरस्कार जीतने वाले पहले व्यक्ति हैं, और वे पूरे 12 मिलियन स्वीडिश क्रोनर अपने पास रखते हैं। “फ्रांसिस हॉल्ज़ेन ने शोधकर्ताओं और इंजीनियरों की एक अंतरराष्ट्रीय टीम का नेतृत्व किया जिसने हमें एक शानदार उपकरण प्रदान किया। उनकी दृढ़ता और वैज्ञानिक दृष्टि ने एक नई तरह की खगोल विज्ञान का मार्ग प्रशस्त किया,” भौतिकी के लिए नोबेल समिति के अध्यक्ष मार्क पीयर्स (Mark Pearce) ने कहा।

एक ब्रह्मांडीय त्वरक खोजने के लिए हिमनद की आवश्यकता क्यों है

अंतरिक्ष में ब्रह्मांडीय किरणें भरी हैं, जो अधिकतर नग्न प्रोटॉन होते हैं, और उनमें से कुछ पृथ्वी पर किसी भी प्रयोगशाला की पहुँच से लाखों गुना अधिक ऊर्जा के साथ आते हैं। कोई चीज़ उन्हें त्वरित करती है, शायद विस्फोटित तारे या अतिविशाल ब्लैक होल के जेट। प्रोटॉन अपराधी को प्रकट नहीं कर सकते, क्योंकि चुंबकीय क्षेत्र यहाँ आने के रास्ते में उनके पथ को मोड़ देते हैं, इसलिए जब तक वे हमारे वायुमंडल से टकराते हैं, उनकी दिशा का कोई अर्थ नहीं रहता।

वही प्रक्रियाएँ जो प्रोटॉन को त्वरित करती हैं, उन्हें न्यूट्रिनो भी बनाना चाहिए, और चुंबकीय क्षेत्र उन्हें विक्षेपित नहीं करते। मुश्किल यह है कि न्यूट्रिनो लगभग कभी किसी चीज़ से अंतःक्रिया नहीं करते। दुर्लभ अवसर पर जब कोई न्यूट्रिनो किसी परमाणु नाभिक से टकराता है, तो यह एक आवेशित कण उत्पन्न करता है जो पदार्थ में दौड़ता है और एक हल्की नीली चमक छोड़ता है। एक पारदर्शी माध्यम में, संवेदक उस चमक को रिकॉर्ड कर सकते हैं और पुनर्निर्माण कर सकते हैं कि न्यूट्रिनो कहाँ से आया। ब्रह्मांडीय न्यूट्रिनो इतने दुर्लभ हैं कि मुट्ठी भर को भी पकड़ने के लिए एक विशाल पारदर्शी आयतन की आवश्यकता होती है।

हॉल्ज़ेन का विचार था कि अंटार्कटिक बर्फ की चादर पहले से ही वह आयतन है। गहराई पर यह स्थायी रूप से अंधेरी है, जीवित प्राणियों से मुक्त है जो समुद्री डिटेक्टरों में हस्तक्षेप करते हैं, रेडियोधर्मिता में कम है, और भूगर्भीय रूप से स्थिर है, जहाँ कोई भूकंप नहीं आते।

उन्होंने यह कैसे किया

योजना अव्यवहारिक लग रही थी। टीमों को गर्म पानी की एक ड्रिल से एक किलोमीटर से अधिक गहरे छेद पिघलाने थे, जो एक विस्तृत शॉवर हेड की तरह काम करती है, फिर प्रकाश संवेदकों से जुड़ी केबलों को पानी में उतारना था, इससे पहले कि वह फिर से जम जाए। हॉल्ज़ेन प्रत्येक संवेदक को एक उल्टा बल्ब बताते हैं: यह प्रकाश लेता है और उसे विद्युत संकेत में बदल देता है। सारा निर्माण नवंबर और फरवरी के बीच छोटे अंटार्कटिक ग्रीष्मकाल में फिट होना था।

पहला प्रयास, AMANDA नामक एक छोटा ऐरे, ने लगभग इस विचार को डुबो दिया। जिस गहराई पर पहले संवेदक गए, वहाँ बर्फ छोटे हवा के बुलबुलों से भरी थी जो प्रकाश को हर दिशा में बिखेरते थे, इसलिए एक चमक आधे मीटर के भीतर अपनी दिशा खो देती थी। गहराई में तस्वीर पूरी तरह बदल गई। लगभग 1,400 मीटर से नीचे बर्फ इतनी साफ निकली कि न्यूट्रिनो टकराव से प्रकाश 300 मीटर तक यात्रा कर सकता था, जो किसी की उम्मीद से कहीं अधिक था।

आइसक्यूब ने उस सबक को बड़े पैमाने पर लागू किया। इसकी 86 केबलें सतह से 1,450 से 2,450 मीटर नीचे लटकती हैं, एक दूसरे से 125 मीटर अलग, प्रत्येक में 60 संवेदक 17 मीटर के अंतराल पर लगे हैं, कुल 5,160 संवेदक। उपकरणीकृत बर्फ का घन किलोमीटर लगभग एक अरब टन वजनी है। वेधशाला का प्रबंधन यूएस नेशनल साइंस फाउंडेशन (US National Science Foundation) करता है और इसे 14 देशों के 58 संस्थानों के लगभग 450 लोगों का एक सहयोग चलाता है।

वे चमकें जिन्होंने इसे साबित किया

आइसक्यूब जो अधिकतर देखता है वह शोर है। अंटार्कटिका के ऊपर वायुमंडल में ब्रह्मांडीय किरणों द्वारा निर्मित 100 मिलियन से अधिक म्यूऑन हर दिन संवेदकों तक पहुँचते हैं, और ग्रह के दूसरी ओर वायुमंडल में बने कुछ सौ न्यूट्रिनो पूरी पृथ्वी को पार करके आते हैं। ब्रह्मांडीय संकेत को अलग करने के लिए, टीम डिटेक्टर की बाहरी परत को एक वीटो शील्ड के रूप में मानती है और केवल उन न्यूट्रिनो को रखती है जो कोर के अंदर, किनारों से दूर, चालू होते हैं।

पहली दो ठोस घटनाएँ दुर्घटनावश मिलीं, और भी अधिक ऊर्जावान कणों की खोज के दौरान। प्रत्येक में लगभग एक पेटाइलेक्ट्रॉनवोल्ट ऊर्जा जमा हुई, जो एक हजार ट्रिलियन इलेक्ट्रॉनवोल्ट है, जो लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर (Large Hadron Collider) अपने प्रत्येक प्रोटॉन को देता है उससे सौ गुना अधिक। उन दो ने टीम को उसी दो वर्षों के डेटा में 28 उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो तक पहुँचाया, और बाद में एक बड़े नमूने ने 5.7 सिग्मा के सांख्यिकीय आत्मविश्वास पर वायुमंडलीय उत्पत्ति को खारिज कर दिया, जो भौतिक विज्ञानियों द्वारा खोज का दावा करने के लिए उपयोग किए जाने वाले 5-सिग्मा बार से अधिक है।

पहले की न्यूट्रिनो खगोल विज्ञान से छलांग बहुत बड़ी है। वे न्यूट्रिनो जिन्होंने रेमंड डेविस जूनियर (Raymond Davis Jr) और मासातोशी कोशिबा (Masatoshi Koshiba) को भौतिकी का पुरस्कार दिलाया, सूर्य और 160,000 प्रकाश-वर्ष दूर एक सुपरनोवा से आए थे, जिनकी ऊर्जा लगभग एक अरब गुना कम थी। आइसक्यूब का अब तक का सबसे ऊर्जावान न्यूट्रिनो लगभग 11.4 पेटाइलेक्ट्रॉनवोल्ट का अनुमानित था।

पुरस्कार क्या तय नहीं करता

आइसक्यूब ने साबित किया कि ब्रह्मांडीय न्यूट्रिनो का एक स्थिर प्रवाह मौजूद है, लेकिन इसने यह नहीं दिखाया कि उनमें से अधिकतर कहाँ से आते हैं। सबसे अच्छे उम्मीदवार उम्मीदवार ही बने हुए हैं। एक न्यूट्रिनो TXS 0506+056 नामक एक भड़कते ब्लेज़र की दिशा से आया, जो एक आकाशगंगा है जिसका ब्लैक होल पृथ्वी की ओर एक जेट दागता है, और पुराने डेटा की खोज में उसी स्थान से 3.5 सिग्मा पर एक पहले का विस्फोट मिला, जो खोज की ताकत से काफी कम है।

अब तक का सबसे मजबूत एकल स्रोत सक्रिय आकाशगंगा NGC 1068 है, जिसे M77 के नाम से भी जाना जाता है, जो सेटस तारामंडल में 46 मिलियन प्रकाश-वर्ष दूर है। आइसक्यूब ने इसकी दिशा से 79 न्यूट्रिनो गिने, जो 4.2 सिग्मा पर है। नोबेल समिति का अपना पृष्ठभूमि पाठ कहता है कि यह साक्ष्य अभी तक NGC 1068 को एक पुष्ट स्रोत कहने के लिए पर्याप्त मजबूत नहीं है।

श्रेय का सवाल भी है। आइसक्यूब सैकड़ों वैज्ञानिकों और इंजीनियरों का काम है, और भौतिकी का पुरस्कार केवल व्यक्तियों को जा सकता है। समिति ने हॉल्ज़ेन को उस व्यक्ति के रूप में चुना जिसने अवधारणा का आविष्कार किया, इसे डिज़ाइन किया और निर्माण और संचालन के दौरान प्रमुख अन्वेषक के रूप में इसका नेतृत्व किया।

2026 के भौतिकी के नोबेल पुरस्कार के बारे में सामान्य प्रश्न

2026 में भौतिकी का नोबेल पुरस्कार किसने जीता?

फ्रांसिस हॉल्ज़ेन ने अकेले जीता, आइसक्यूब न्यूट्रिनो वेधशाला के निर्माण में उनकी निर्णायक भूमिका और अंतरिक्ष से उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो की खोज के लिए। उनका जन्म टिएनन, बेल्जियम में हुआ था, और वे पूरे 12 मिलियन स्वीडिश क्रोनर प्राप्त करते हैं।

न्यूट्रिनो क्या है?

न्यूट्रिनो एक उप-परमाणु कण है जिसमें कोई विद्युत आवेश नहीं और लगभग कोई द्रव्यमान नहीं होता। यह पदार्थ से इतनी कमजोर अंतःक्रिया करता है कि हर सेकंड अरबों आपके शरीर से बिना ध्यान दिए गुज़र जाते हैं।

आइसक्यूब न्यूट्रिनो का पता कैसे लगाता है?

जब कोई न्यूट्रिनो बर्फ में किसी परमाणु नाभिक से टकराता है, तो यह एक आवेशित कण बनाता है जो यात्रा करते समय एक हल्की नीली चमक उत्सर्जित करता है। 1,450 से 2,450 मीटर गहरे दबे 5,000 से अधिक संवेदक उस चमक को रिकॉर्ड करते हैं, और प्रकाश का पैटर्न कण की ऊर्जा और दिशा प्रकट करता है।

दक्षिणी ध्रुव पर न्यूट्रिनो दूरबीन क्यों बनाई?

गहरी अंटार्कटिक बर्फ अत्यंत साफ, स्थायी रूप से अंधेरी, जीवित जीवों से मुक्त और भूगर्भीय रूप से स्थिर है। मौजूदा अमुंडसेन-स्कॉट दक्षिणी ध्रुव स्टेशन (Amundsen-Scott South Pole Station) ने छेद ड्रिल करने और एक किलोमीटर चौड़ा डिटेक्टर बनाने के लिए आवश्यक रसद, बिजली और कर्मचारी भी प्रदान किए।

ब्रह्मांडीय न्यूट्रिनो कहाँ से आते हैं?

अभी तक कोई निश्चित रूप से नहीं जानता। आइसक्यूब ने हमारी अपनी आकाशगंगा के तल से न्यूट्रिनो देखे हैं और सक्रिय आकाशगंगा NGC 1068 और ब्लेज़र TXS 0506+056 को संभावित स्रोतों के रूप में इंगित किया है, लेकिन इनमें से कोई भी अधिकांश प्रवाह का कारण नहीं है।

यह कब हुआ, और आगे क्या है

हॉल्ज़ेन और उनके सहयोगी जॉन जी. लर्न्ड (John G. Learned) ने पहली बार 1988 में पोलैंड में एक सम्मेलन में दक्षिणी ध्रुव की अवधारणा प्रस्तुत की। हॉल्ज़ेन को याद है कि वे 1993 में क्रिसमस की पूर्व संध्या पर, अपनी गोद में कंप्यूटर लिए, पहली AMANDA केबल के बर्फ में होने की खबर की प्रतीक्षा कर रहे थे। यूएस नेशनल साइंस फाउंडेशन ने 2002 में आइसक्यूब के लिए फंडिंग को मंजूरी दी, डिटेक्टर 2011 में पूरा हुआ, और ब्रह्मांडीय न्यूट्रिनो का पहला सबूत 2013 में प्रकाशित हुआ। आकाशगंगा से उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो 2023 में आए।

उत्तराधिकारी पहले से ही आकार ले रहे हैं: भूमध्य सागर में KM3NeT, बैकाल झील में Baikal-GVD, वैंकूवर द्वीप के पास P-ONE और दक्षिण चीन सागर में TRIDENT। दक्षिणी ध्रुव पर, IceCube-Gen2 की योजना शुरू हो गई है, जो लगभग आठ घन किलोमीटर बर्फ को कवर करेगा। हॉल्ज़ेन 10 दिसंबर को स्टॉकहोम में अपना पदक प्राप्त करेंगे।

संदर्भ: IceCube Collaboration, “Evidence for High-Energy Extraterrestrial Neutrinos at the IceCube Detector,” Science, 2013. DOI: 10.1126/science.1242856

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