माउंट इकेनो के तहत, जापान, एक पुरानी खदान में, जो सतह के नीचे एक हजार मीटर (3,300 फीट) बैठता है, सुपर-कमिओकांडे वेधशाला (SKO) है। 1996 के बाद से, जब इसने प्रेक्षणों का संचालन शुरू किया, तो शोधकर्ताओं ने हमारी आकाशगंगा में प्रोटॉन क्षय और न्यूट्रिनो के संकेत देखने के लिए इस सुविधा के चेरनकोव डिटेक्टर का उपयोग किया है। यह कोई आसान काम नहीं है, क्योंकि न्यूट्रिनों का पता लगाना बहुत मुश्किल है।
लेकिन एक नई कंप्यूटर प्रणाली के लिए धन्यवाद जो वास्तविक समय में न्यूट्रिनो की निगरानी करने में सक्षम होंगे, एसकेओ के शोधकर्ता निकट भविष्य में इन रहस्यों के कणों पर अधिक बारीकी से शोध कर पाएंगे। ऐसा करने में, वे यह समझने की उम्मीद करते हैं कि तारे कैसे बनते हैं और अंततः ब्लैक होल में गिर जाते हैं, और प्रारंभिक ब्रह्मांड में इस मामले में एक चोटी को चीरते हैं।
न्युट्रीनो, सीधे शब्दों में कहें, तो मौलिक कणों में से एक हैं जो ब्रह्मांड को बनाते हैं। अन्य मूलभूत कणों की तुलना में, उनके पास बहुत कम द्रव्यमान है, कोई चार्ज नहीं है, और केवल कमजोर परमाणु बल और गुरुत्वाकर्षण के माध्यम से अन्य प्रकार के कणों के साथ बातचीत करते हैं। वे कई तरीकों से निर्मित होते हैं, विशेष रूप से रेडियोधर्मी क्षय के माध्यम से, परमाणु प्रतिक्रियाएं जो एक स्टार को शक्ति देती हैं, और सुपरनोवा में।
मानक बिग बैंग मॉडल के अनुसार, ब्रह्मांड के निर्माण से बचे न्यूट्रिनो अस्तित्व में सबसे प्रचुर मात्रा में कण हैं। किसी भी समय, इन कणों के खरबों को हमारे आसपास और हमारे माध्यम से आगे बढ़ने के लिए माना जाता है। लेकिन जिस तरह से वे पदार्थ के साथ बातचीत करते हैं (अर्थात केवल कमजोर रूप से) वे पता लगाने में बेहद मुश्किल हैं।
इस कारण से, न्यूट्रिनो वेधशालाओं को ब्रह्मांडीय किरणों के हस्तक्षेप से बचने के लिए गहरे भूमिगत बनाया गया है। वे चेरनकोव डिटेक्टरों पर भी भरोसा करते हैं, जो अनिवार्य रूप से बड़े पैमाने पर पानी के टैंक हैं जिनमें हजारों सेंसर अपनी दीवारों को अस्तर करते हैं। कणों का पता लगाने का ये प्रयास प्रकाश की स्थानीय गति (यानी पानी में प्रकाश की गति) से धीमा हो जाता है, जिसे एक चमक की उपस्थिति से स्पष्ट किया जाता है - जिसे चेरेनकोव विकिरण के रूप में जाना जाता है।
SKO में डिटेक्टर वर्तमान में दुनिया में सबसे बड़ा है। इसमें एक बेलनाकार स्टेनलेस स्टील टैंक होता है जो 41.4 मीटर (136 फीट) लंबा और 39.3 मीटर (129 फीट) व्यास का होता है, और 45,000 मीट्रिक टन (50,000 अमेरिकी टन) अल्ट्रा-शुद्ध पानी रखता है। इंटीरियर में, 11,146 फोटोमल्टीप्लायर ट्यूब लगाए गए हैं, जो अत्यधिक संवेदनशीलता के साथ विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के पराबैंगनी, दृश्यमान और निकट-अवरक्त रेंज में प्रकाश का पता लगाते हैं।
सालों से, SKO के शोधकर्ताओं ने सौर न्यूट्रिनो, वायुमंडलीय न्यूट्रिनो और मानव निर्मित न्यूट्रिनो की जांच करने के लिए सुविधा का उपयोग किया है। हालांकि, जो सुपरनोवा द्वारा बनाए गए हैं, उनका पता लगाना बहुत मुश्किल है, क्योंकि वे अचानक दिखाई देते हैं और अन्य प्रकार से अलग करना मुश्किल है। हालाँकि, नए जोड़े गए कंप्यूटर सिस्टम के साथ, सुपर कोमीओकंडे शोधकर्ता उम्मीद कर रहे हैं कि यह बदल जाएगा।
मैड्रिड (स्पेन) के स्वायत्त विश्वविद्यालय के भौतिक विज्ञानी और सहयोग के एक सदस्य लुइस लाबरगा ने वैज्ञानिक समाचार सेवा (एसआईएनसी) को हालिया बयान में बताया:
“सुपरनोवा विस्फोट ब्रह्मांड में सबसे ऊर्जावान घटनाओं में से एक है और इस ऊर्जा का अधिकांश न्यूट्रिनो के रूप में जारी किया जाता है। यही कारण है कि इन मामलों में उत्सर्जित होने वाले न्यूट्रिनों का पता लगाना और उनका विश्लेषण करना, सूर्य या अन्य स्रोतों के अलावा, न्यूट्रॉन सितारों के निर्माण में तंत्र को समझने के लिए बहुत महत्वपूर्ण है- एक प्रकार का तारकीय अवशेष और ब्लैक होल ”।
असल में, नया कंप्यूटर सिस्टम वास्तविक समय में वेधशाला की गहराई में दर्ज घटनाओं का विश्लेषण करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यदि यह न्यूट्रिनो के असामान्य रूप से बड़े प्रवाह का पता लगाता है, तो यह नियंत्रणों को नियंत्रित करने वाले विशेषज्ञों को जल्दी से सचेत कर देगा। वे मिनट के भीतर संकेत के महत्व का आकलन करने में सक्षम होंगे और देखें कि क्या यह वास्तव में पास के सुपरनोवा से आ रहा है।
"सुपरनोवा विस्फोटों के दौरान न्यूट्रीनो की एक विशाल संख्या समय की एक बहुत छोटी जगह में उत्पन्न होती है - कुछ सेकंड - और इसके लिए हमें तैयार होने की आवश्यकता है," लैबरा ने कहा। "यह हमें इन आकर्षक कणों के मूलभूत गुणों, जैसे उनकी बातचीत, उनके पदानुक्रम और उनके द्रव्यमान के निरपेक्ष मूल्य, उनके आधे जीवन और निश्चित रूप से अन्य गुणों के बारे में शोध करने की अनुमति देता है जो हम अभी भी कल्पना नहीं कर सकते हैं।"
समान रूप से महत्वपूर्ण तथ्य यह है कि यह प्रणाली SKO को दुनिया भर के अनुसंधान केंद्रों को प्रारंभिक चेतावनी जारी करने की क्षमता प्रदान करेगी। ग्राउंड-आधारित वेधशालाएं, जहां खगोल विज्ञानी सुपरनोवा द्वारा कॉस्मिक न्यूट्रिनो के निर्माण को देखने के लिए उत्सुक हैं, तब वे अपने सभी ऑप्टिकल उपकरणों को स्रोत की ओर अग्रिम रूप से इंगित करने में सक्षम होंगे (चूंकि विद्युत चुम्बकीय संकेत आने में अधिक समय लगेगा)।
इस सहयोगात्मक प्रयास के माध्यम से, खगोलविद सभी के सबसे मायावी न्यूट्रिनो को बेहतर ढंग से समझने में सक्षम हो सकते हैं। इन मूलभूत कणों को दूसरों के साथ बातचीत करने के तरीके से अलग करना हमें एक ग्रैंड यूनिफाइड थ्योरी के करीब ला सकता है - सुपर-कमियोकांडे वेधशाला के प्रमुख लक्ष्यों में से एक।
आज तक, दुनिया में केवल कुछ न्यूट्रिनो डिटेक्टर मौजूद हैं। इनमें ओहियो में इरविन-मिशिगन-ब्रुकवेन (IMB) डिटेक्टर, ओंटारियो, कनाडा में सबड्यूरी न्यूट्रिनो ऑब्जर्वेटरी (SNOLAB) और जापान में सुपर कमिओकांडे ऑब्जर्वेटरी शामिल हैं।
