LUX-ZEPLIN ডেটা থেকে ২৪৮ keV-এর একটি অস্বাভাবিক শক আবির্ভূত হয়েছে: এটি ব্যাকগ্রাউন্ড নয়েজ পরীক্ষায় উত্তীর্ণ হলেও, এটিকে আবিষ্কারের জন্য এখনও যথেষ্ট নয়।

২২০ দিনের পর্যবেক্ষণে রেকর্ড করা একমাত্র সংঘর্ষটি ডিটেক্টরের এমন একটি অঞ্চল থেকে উদ্ভূত হতে পেরেছিল যেখানে প্রত্যাশিত ব্যাকগ্রাউন্ড নয়েজ অত্যন্ত কম। এই ঘটনাটি শক্তি জমা করেছিল। ২৪৮ কিলোইলেকট্রনভোল্ট এবং এটি একটি জেনন পরমাণুর নিউক্লিয়াসের পশ্চাৎক্ষেপের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। এটি কোনো ডার্ক ম্যাটার কণার দ্বারাও উৎপন্ন হতে পারত, কিন্তু প্রাপ্ত তথ্য এখনও আমাদের তা নিশ্চিতভাবে প্রতিষ্ঠা করার সুযোগ দেয় না।

সংকেতটি আসে লাক্স-জেপলিন, অথবা এলজেড, সাধারণ পদার্থ এবং কাল্পনিক পদার্থের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া অনুসন্ধানের জন্য নির্মিত সবচেয়ে সংবেদনশীল যন্ত্রগুলির মধ্যে একটি। দুর্বলভাবে মিথস্ক্রিয়াশীল বিশাল কণা, দুর্বলভাবে মিথস্ক্রিয়াকারী বিশাল কণা যা WIMPs নামে পরিচিত। ডিটেক্টরটি ভূপৃষ্ঠের প্রায় এক মাইল নিচে কাজ করে, স্যানফোর্ড ভূগর্ভস্থ গবেষণা কেন্দ্র লিড, সাউথ ডাকোটা।

La এলজেড কোলাবোরেশন ফলাফলটি প্রিপ্রিন্ট আকারে প্রকাশ করেছে।অতএব, পিয়ার রিভিউয়ের আগে, প্রচলিত গবেষণার তুলনায় অনেক বেশি শক্তিশালী পারমাণবিক রিকয়েল পর্যন্ত বিশ্লেষণটি প্রসারিত করার পর। পরিসংখ্যানগত তাৎপর্য একটি স্থানীয় সর্বোচ্চ মানে পৌঁছায়। 3,4 সিগমাকিন্তু এটা কমে যায় বৈশ্বিক পর্যায়ে ২.৬ সিগমা পরীক্ষিত মডেলের সংখ্যা বিবেচনা করলে, এটি মনোযোগ আকর্ষণের যোগ্য একটি অসঙ্গতি, ডার্ক ম্যাটারের প্রথম প্রত্যক্ষ পর্যবেক্ষণের ঘোষণা নয়।

সাত টন জেনন বৈদ্যুতিক শককে আলোতে রূপান্তরিত করে।

জ্যোতির্বৈজ্ঞানিক প্রমাণ ইঙ্গিত দেয় যে ডার্ক ম্যাটার প্রায় মহাবিশ্বের পদার্থের ৮৫ শতাংশছায়াপথ, নক্ষত্রপুঞ্জ এবং বৃহৎ মহাজাগতিক কাঠামোর মধ্য দিয়ে গমনকারী আলোর উপর এর মহাকর্ষীয় প্রভাব থেকে এর উপস্থিতি অনুমান করা হয়। যেহেতু এটি পর্যবেক্ষণযোগ্যভাবে কোনো তড়িৎচুম্বকীয় বিকিরণ নির্গত বা শোষণ করে না, তাই পদার্থটি দূরবীনের কাছে অদৃশ্য থাকে এবং এর আণুবীক্ষণিক গঠন অজানা।

এলজেড সরাসরি পরিমাপের চেষ্টা করে। যন্ত্রটির কেন্দ্রে রয়েছে একটি দ্বি-পর্যায়ের সময় প্রক্ষেপণ চেম্বার এতে প্রায় সাত টন সক্রিয় তরল জেনন রয়েছে, যা প্রায় দশ টনের মোট মজুদের একটি অংশ। জেনন ভারী নিউক্লিয়াস এবং একটি অত্যন্ত বিশুদ্ধ মাধ্যম সরবরাহ করে, যেখানে এমনকি ন্যূনতম শক্তির ভান্ডারও পুনর্গঠন করা যায়।

যখন কোনো কণা তরলের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে, তখন এটি একটি প্রাথমিক স্কিনটিলেশন স্পন্দন তৈরি করে, যাকে বলা হয় S1এবং ইলেকট্রন নির্গত করে। একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র সেগুলোকে চেম্বারের উপরের দিকে ঠেলে দেয়, যেখানে সেগুলো জেনন গ্যাসের একটি স্তরে শোষিত হয়ে দ্বিতীয় একটি আলোক সংকেত তৈরি করে। S2দুটি স্পন্দনের আপেক্ষিক তীব্রতা, তাদের সময় ব্যবধান এবং আলোর বণ্টন আমাদেরকে মিথস্ক্রিয়াটির শক্তি ও ত্রিমাত্রিক অবস্থান অনুমান করতে সাহায্য করে।

এই তথ্য দুই ধরনের ঘটনাকে আলাদা করতেও সাহায্য করে। গামা ও বিটা কণা জেননের ইলেকট্রনের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে উৎপন্ন করে। ইলেকট্রনিক রিকয়েলএর পরিবর্তে নিউট্রন বা সম্ভাব্য WIMP সরাসরি নিউক্লিয়াসকে আঘাত করে উৎপন্ন করতে পারে। পারমাণবিক প্রত্যাঘাতপরিসংখ্যানগত পৃথকীকরণ খুবই কার্যকর, কিন্তু তা নিখুঁত নয়: বিরল ঘটনা, আকস্মিক কাকতালীয় ঘটনা এবং ডিভাইসের অস্বাভাবিক প্রতিক্রিয়া কাঙ্ক্ষিত সংকেতের অনুকরণ করতে পারে।

মহাজাগতিক রশ্মির প্রবাহ কমাতে ডিটেক্টরটি মাটির অনেক গভীরে স্থাপন করা হয় এবং এটি একটি জলের ট্যাঙ্ক ও নিউট্রন এবং অন্যান্য কণা শনাক্ত করতে সক্ষম বাহ্যিক ব্যবস্থা দ্বারা সুরক্ষিত থাকে। সুতরাং, ডার্ক ম্যাটারের অনুসন্ধান কেবল লক্ষ্যবস্তুর ভরের উপরই নির্ভর করে না, বরং প্রায় প্রতিটি সম্ভাব্য পটভূমি উৎসকে শনাক্ত ও বাতিল করার ক্ষমতার উপরও নির্ভর করে।

শক্তির পরিসর ৫৫ থেকে প্রায় ২৭০ keV পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়।

বিশ্লেষণটি এর মধ্যে সংগৃহীত তথ্য ব্যবহার করে ২৭ মার্চ, ২০২৩ এবং ১ এপ্রিল, ২০২৪, যার সামগ্রিক এক্সপোজার প্রতি বছর ২.৮৪ টনসবচেয়ে সরল WIMP মিথস্ক্রিয়াগুলির সন্ধানে একই নমুনাটি ইতিমধ্যেই অধ্যয়ন করা হয়েছিল, যা প্রধানত নিম্ন শক্তিতে কেন্দ্রীভূত। নতুন কাজটি নিউক্লীয় রিকয়েলের অঞ্চলকে প্রসারিত করেছে। ৫.৪ থেকে প্রায় ২৭০ keV পর্যন্ত, যা পূর্ববর্তী প্রায় ৫৫ keV সীমার বিপরীতে।

এই নির্বাচন আমাদের এমন মডেলগুলি অন্বেষণ করার সুযোগ দেয় যেখানে প্রত্যাশিত শক্তি বন্টন প্রচলিত স্পিন-নিরপেক্ষ স্থিতিস্থাপক মিথস্ক্রিয়ার মতো দ্রুত হ্রাস পায় না। এই সহযোগিতায় অপারেটরগুলি বিবেচনা করা হয়েছিল অ-আপেক্ষিক কার্যকরী ক্ষেত্র তত্ত্বএকটি গাণিতিক সরঞ্জাম যা বর্ণনা করে যে একটি WIMP বিভিন্ন উপায়ে প্রোটন এবং নিউট্রনের সাথে কীভাবে যুক্ত হতে পারে।

দৃশ্যকল্পগুলিও পরীক্ষা করা হয়েছিল অস্থিতিস্থাপক ডার্ক ম্যাটারএই ধরনের মডেলগুলিতে, সংঘর্ষের সময় কণাটির অবস্থার পরিবর্তন ঘটে এবং এর কিছু শক্তি ব্যবহার করে নিজেরই একটি সামান্য ভারী সংস্করণ তৈরি করা হয়। এই প্রক্রিয়াটিকে সম্ভব করার জন্য, WIMP-গুলিকে যথেষ্ট দ্রুত এবং ভরযুক্ত হতে হয়; ফলে এর থেকে সৃষ্ট পশ্চাৎক্ষেপ এমন শক্তি অঞ্চল দখল করতে পারে যা প্রচলিত বিশ্লেষণে উপেক্ষিত থাকে।

অস্বাভাবিক ঘটনাটি পুনর্গঠন করা হয়েছিল ২৪৮ কেভিযার পরিসংখ্যানগত অনিশ্চয়তা ২৩ keV এবং পদ্ধতিগত অনিশ্চয়তাও সমপরিমাণ। এর গঠন একটি একক নিউক্লীয় পশ্চাৎক্ষেপের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ বলে মনে হয়, এবং এর অবস্থান দেয়াল ও অন্যান্য উপাদান থেকে দূষণ সীমিত করার জন্য নির্বাচিত অভ্যন্তরীণ আয়তনের মধ্যে পড়ে।

যদি সংঘর্ষটি ডার্ক ম্যাটারের কারণে ঘটে থাকে, তবে বিবেচিত ব্যাখ্যাগুলোর জন্য সাধারণত একটি ভারী WIMP-এর প্রয়োজন হবে, যার ভর কমপক্ষে ২০০ GeV/c²যা প্রোটনের চেয়ে দুইশত গুণ বেশি। অধিকন্তু, এটি সর্বাধিক অনুসন্ধানকৃত মৌলিক মিথস্ক্রিয়া হবে না, বরং ভরবেগ, স্পিন বা একটি অস্থিতিস্থাপক রূপান্তরের উপর নির্ভরশীল একটি কাপলিং হবে। সুতরাং, সংকেতটি কোনো নির্দিষ্ট কণাকে শনাক্ত করে না: এটি বিশ্লেষণের অধীনে থাকা বেশ কয়েকটি তাত্ত্বিক কাঠামোর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।

স্থানীয় সর্বোচ্চ থেকে প্রায় ২.৬ সিগমার বৈশ্বিক মান পর্যন্ত

কিছু মডেলের ক্ষেত্রে, পর্যবেক্ষিত ঘটনা এবং শুধুমাত্র পটভূমি-ভিত্তিক অনুমানের মধ্যেকার অসামঞ্জস্য স্থানীয়ভাবে পৌঁছায়। 3,4 সিগমাএককভাবে বিবেচনা করলে, এই ধরনের একটি মান ওঠানামার মাধ্যমে অন্তত ততটা চরম একটি ফলাফল পাওয়ার অত্যন্ত কম সম্ভাবনাকে নির্দেশ করে। কিন্তু পরীক্ষাটি কোনো একটি পূর্বনির্ধারিত ভবিষ্যদ্বাণী যাচাই করেনি: এটি অপারেটর, ভর এবং শক্তির ব্যবধানের অসংখ্য সংমিশ্রণ অন্বেষণ করেছে।

যত বেশি অনুমান পরীক্ষা করা হয়, ততই এই সম্ভাবনা বাড়ে যে অন্তত একটি অনুমান দৈবক্রমে একটি আকর্ষণীয় অসঙ্গতি তৈরি করবে। একেই বলা হয় অন্যত্র দেখার প্রভাবএই সহযোগিতাটি মন্টে কার্লো কৌশল ব্যবহার করে সিমুলেটেড নমুনা তৈরি করে এবং কার্যত সম্পূর্ণ গবেষণাটির পুনরাবৃত্তি করে এটিকে পরিমাপ করেছিল। এই সংশোধনের পর, সামগ্রিক তাৎপর্য সমান বলে পাওয়া গিয়েছিল। 2,6 সিগমা, যার পি-ভ্যালু প্রায় ০.৫ শতাংশ।

এর মানে এই নয় যে ঘটনাটি ডার্ক ম্যাটার হওয়ার সম্ভাবনা ৯৯.৫ শতাংশ। পি-ভ্যালু পরিমাপ করে যে, অন্তর্নিহিত মডেলটি সঠিক ধরে নিলে এই ধরনের অসঙ্গতি পর্যবেক্ষণ করা কতটা অস্বাভাবিক হবে; এটি সরাসরি বিভিন্ন ভৌত কারণের সম্ভাবনা নির্ধারণ করে না। কণা পদার্থবিজ্ঞানে কোনো আবিষ্কার দাবি করার প্রচলিত সীমা হলো... পাঁচ সিগমাঅনেক বেশি সীমাবদ্ধ।

এই সতর্কতা আরও জোরদার হয় এই কারণে যে, সম্পূর্ণ বাড়তি অংশ নির্ভর করে একটি একক ঘটনাঅনুরূপ বৈশিষ্ট্যসম্পন্ন আরেকটি মিথস্ক্রিয়া আগ্রহ বাড়াবে, কিন্তু এর তাৎপর্য স্বয়ংক্রিয়ভাবে বৃদ্ধি পাবে না: শক্তি, ডিটেক্টরের মধ্যে অবস্থান, একই তাত্ত্বিক বর্ণালীর সাথে সামঞ্জস্য এবং নতুন সংস্পর্শে প্রত্যাশিত পটভূমির বিবর্তনই হবে নির্ধারক বিষয়।

রিক গেইটস্কেল, এ অধ্যাপক ব্রাউন বিশ্ববিদ্যালয় এবং এলজেড-এর মুখপাত্র কর্তৃক প্রকাশিত নোটে অকাল ব্যাখ্যাগুলো বাদ দেওয়া হয়েছে। শেফিল্ড বিশ্ববিদ্যালয়:.

আমরা শুধু একটি ঘটনার ভিত্তিতে কোনো সিদ্ধান্তে পৌঁছাতে চাই না। আমরা ডার্ক ম্যাটার পর্যবেক্ষণ করেছি বলে দাবি করছি না। কিন্তু আমরা আকর্ষণীয় কিছু দেখেছি যা আমরা বৈজ্ঞানিক সম্প্রদায়ের সাথে ভাগ করে নিতে চাই, যাতে তাদের মতামত সংগ্রহ করা যায়।

তলদেশে করা পরিদর্শনে এখনও কোনো কারণ খুঁজে পাওয়া যায়নি।

এই সহযোগিতাটি আরও প্রচলিত ব্যাখ্যাগুলো পরীক্ষা করতে মাসব্যাপী সময় ব্যয় করেছে। এই মডেলে অন্তর্ভুক্ত রয়েছে অভ্যন্তরীণ বিটা ক্ষয়, নিউট্রিনো, জেনন আইসোটোপ, ট্রিটিয়াম ও কার্বন-১৪-এর চিহ্ন, তেজস্ক্রিয় ও মহাজাগতিক নিউট্রন, S1 ও S2 সংকেতের মধ্যে আকস্মিক কাকতালীয় মিল, এবং এমন সব বিন্যাস যেখানে একটিমাত্র আয়নায়নের সাথে একাধিক স্কিনটিলেশন যুক্ত থাকতে পারে।

পৃষ্ঠতলের কাছাকাছি সৃষ্ট ঘটনা, একাধিক মিথস্ক্রিয়াকে ভুলবশত একক হিসেবে পুনর্গঠন এবং সম্ভাব্য তরঙ্গরূপের প্রভাবগুলোও মূল্যায়ন করা হয়েছিল। ২৪৮ keV শকটি প্রয়োগকৃত নির্বাচনগুলো অতিক্রম করেছিল এবং ভেটো সিস্টেমগুলোতে এমন কোনো সংকেত এর সাথে ছিল না যা থেকে বোঝা যেত যে একটি নিউট্রন এর মধ্য দিয়ে অতিক্রম করেছে। এটি কিছু জ্ঞাত ব্যাখ্যাকে হ্রাস করে, তবে এটি প্রমাণ করতে পারেনি যে কোনো বিরল প্রক্রিয়া বা মডেলিং ত্রুটি এটিকে তৈরি করতে পারত।

অ্যারন মানালেসে, লরেন্সের পদার্থবিজ্ঞানী বার্কলে জাতীয় পরীক্ষাগার এবং এলজেড ইনস্টিটিউশনাল বোর্ডের চেয়ারম্যান উল্লেখ করেছেন যে, অস্বাভাবিক ঘটনা অপ্রত্যাশিত নয়, তবে সাধারণত আরও পুঙ্খানুপুঙ্খ তদন্তের পরেই এগুলোর উৎস প্রকাশ পায়।

আমি এ পর্যন্ত যতগুলো পরীক্ষা-নিরীক্ষায় কাজ করেছি, তার মধ্যে এটিই প্রথম এমন একটি ব্যতিক্রমী ঘটনা যা সবদিক থেকে বৈধ বলে মনে হচ্ছে। আমরা এখনও বোঝার চেষ্টা করছি যে আমরা কোনো বিরল অন্তর্নিহিত প্রক্রিয়া এড়িয়ে গেছি কি না, কিন্তু এটা ভেবে রোমাঞ্চ হচ্ছে যে এটিই হয়তো ডার্ক ম্যাটার পর্যবেক্ষণের প্রথম ইঙ্গিত হতে পারে।

এই পরিস্থিতিটি খুব কম সংখ্যক পরীক্ষার একটি কাঠামোগত সীমাবদ্ধতা তুলে ধরে। যখন কাঙ্ক্ষিত ঘটনাটি বছরের পর বছর ধরে চলা কার্যক্রমে মাত্র কয়েকবার প্রকাশ পাবে বলে আশা করা হয়, প্রতিটি মিথস্ক্রিয়া বৈজ্ঞানিক গুরুত্ব লাভ করে।একই সময়ে, একটিমাত্র উপাদানের সমষ্টি আমাদেরকে বর্ণালী পুনর্গঠন করতে, কালিক বিন্যাস যাচাই করতে, বা একাধিক ঘটনার মধ্যে তুলনা করতে দেয় না।

একটি ভৌত ​​সংকেত পুনর্গঠন করার জন্য একটিমাত্র ঘটনা যথেষ্ট নয়।

স্যাম এরিকসেন, সিনিয়র গবেষকইউনিভার্সিটি ডি ব্রিস্টল এবং গবেষণাটির প্রধান লেখক ব্যাখ্যা করেছেন যে, এই বিশ্লেষণে একই ডেটা নমুনার মধ্যে পূর্বে অনাবিষ্কৃত একটি অঞ্চল অনুসন্ধান করা হয়েছে। দলটি অন্তর্নিহিত ঘটনাগুলো ঘটাতে সক্ষম এমন সমস্ত জ্ঞাত কারণ পুনর্গঠন করতে অতিরিক্ত মাস ব্যয় করেছে।

আমরা আমাদের ডিটেক্টর এবং এর উপাদানগুলো সম্পর্কে এতটাই ভালোভাবে জানি যে, আমাদের খুঁজে পাওয়া ঘটনাটির মতো একটিমাত্র ব্যাখ্যাতীত ঘটনাও গুরুত্বপূর্ণ। আমরা আশা করি যে ডার্ক ম্যাটারের মিথস্ক্রিয়া অত্যন্ত বিরল, তাই কয়েকটি ঘটনাই WIMP ডার্ক ম্যাটারের প্রথম শনাক্তকরণ হিসেবে চিহ্নিত হতে পারে।

অন্যান্য জেনন ডিটেক্টর থেকেও স্বাধীন যাচাইকরণ আসতে পারে, যার মধ্যে অন্তর্ভুক্ত রয়েছে জেননটি গ্রান সাসো ন্যাশনাল ল্যাবরেটরিজে। তবে, তুলনীয়তা নির্ভর করবে বিশ্লেষণ করা সংশ্লিষ্ট এনার্জি উইন্ডো, থ্রেশহোল্ড, এক্সপোজার এবং মডেলের আকারের উপর। ভিন্ন কোনো যন্ত্র দ্বারা পর্যবেক্ষণ করা একটি অনুরূপ ঘটনা বিশেষভাবে মূল্যবান হবে, কারণ এটি অবতরণ অঞ্চলের (LZ) একটি নির্দিষ্ট যন্ত্রগত উৎসের সম্ভাবনা হ্রাস করবে।

ড্যান টোভি, অধ্যাপক এবং এলজেড গ্রুপের প্রধানশেফিল্ড বিশ্ববিদ্যালয়তিনি জোর দিয়ে বলেন যে, সংকেতটি আরও সাধারণ কোনো প্রক্রিয়ার কারণে উদ্ভূত হয়েছে কিনা তা নির্ধারণের জন্য পরিচালিত সমস্ত পরীক্ষায় এ পর্যন্ত উত্তীর্ণ হয়েছে। তবে, এর প্রকৃতি নির্ধারণের একমাত্র উপায় হলো আরও বিপুল পরিমাণ ডেটা পরীক্ষা করা।

শুধুমাত্র একটি ঘটনা থেকে এই সিদ্ধান্তে আসা অসম্ভব যে আমরা আসলেই নতুন পদার্থবিদ্যার প্রাথমিক লক্ষণ পর্যবেক্ষণ করছি। ঘটনাটি যে আরও সাধারণ প্রক্রিয়ার ফল নয়, তা যাচাই করার জন্য প্রচুর কাজ করা হয়েছে এবং এখন পর্যন্ত এটি প্রতিটি পরীক্ষায় উত্তীর্ণ হয়েছে। নিশ্চিত হওয়ার একমাত্র উপায় হলো আরও ডেটা বিশ্লেষণ করা।

এলজেড সাউথ ডাকোটায় পর্যবেক্ষণ সংগ্রহ করে চলেছে এবং ইতোমধ্যেই উইম্প-হান্টিং এক্সপেরিমেন্টের মাধ্যমে উৎপাদিত সর্ববৃহৎ নমুনাটি তাদের কাছে রয়েছে। ভবিষ্যতের তথ্য থেকে জানা যাবে যে এই অসঙ্গতিটি একটি বিচ্ছিন্ন ঘটনা হিসেবেই থেকে যাবে, নাকি পারিপার্শ্বিক অবস্থা সম্পর্কে আরও সুনির্দিষ্ট জ্ঞান লাভের ফলে এর গুরুত্ব কমে যাবে, অথবা এর পরে তুলনীয় শক্তি ও বৈশিষ্ট্যসম্পন্ন অন্যান্য প্রতিঘাত ঘটবে। শুধুমাত্র এই সম্ভাব্য পুনরাবৃত্তিই একটিমাত্র জেনন ফ্ল্যাশকে ডার্ক ম্যাটারের প্রকৃতি বিষয়ক একটি আবিষ্কারে রূপান্তরিত করবে।

এখানে তিনটি অন্তর্দৃষ্টি রয়েছে যা আপনাকে আগ্রহী করতে পারে:

মাটির দুই কিলোমিটার নিচে অবস্থিত স্নোল্যাবে, ডেটার মাধ্যমে বিজ্ঞান বিকশিত হয়।
ইউক্লিড, মহাবিশ্বের অন্ধকার শক্তির জন্য শিকার করার জন্য ESA মিশন
মহাজাগতিক সম্পর্কে (নতুন) রহস্যে পূর্ণ সেই "অন্ধকার বাস্তবতা"