एक सदी पहले शुरू हुए ब्रह्मांडीय कणों पर गुब्बारे पर आधारित शोध को अगले साल एक बड़ा बढ़ावा मिलेगा - पृथ्वी की निचली कक्षा तक, जब नासा के कॉस्मिक रे एनर्जेटिक्स एंड मास ( मलाई ) इस प्रकार बनने वाले अंतरिक्ष स्टेशन को भेजा जाएगा (क्या आप इसके लिए तैयार हैं?)आईएसएस-क्रीम, विशेष रूप से सुपर-हाई-एनर्जी कॉस्मिक किरणों का पता लगाने और वैज्ञानिकों को यह निर्धारित करने में मदद करने के लिए डिज़ाइन किया गया है कि उनका रहस्यमय स्रोत क्या हो सकता है।
कार्यक्रम वैज्ञानिक वर्नोन जोन्स ने कहा, 'जवाब वह है जिसका दुनिया 100 वर्षों से इंतजार कर रही थी।'
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कॉस्मिक रे एनर्जेटिक्स एंड मास (क्रीम) ऐसा पहला कॉस्मिक किरण उपकरण होगा जिसे इतनी उच्च ऊर्जा श्रेणियों में और अंतरिक्ष में इतनी लंबी अवधि में पता लगाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। वैज्ञानिकों को यह पता लगाने की उम्मीद है कि क्या ब्रह्मांडीय किरणों को एक ही कारण से त्वरित किया जाता है, जिसे सुपरनोवा माना जाता है। नया शोध यह भी निर्धारित कर सकता है कि अस्तित्व के सिद्धांत की तुलना में बहुत अधिक ऊर्जा पर कम ब्रह्मांडीय किरणें क्यों पाई जाती हैं।
क्रीम अध्ययन के प्रमुख अन्वेषक यून-सुक सेओ ने कहा, 'कॉस्मिक किरणें बाहरी अंतरिक्ष से ऊर्जावान कण हैं।' 'वे सौर मंडल के बाहर से पदार्थ का प्रत्यक्ष नमूना प्रदान करते हैं। मापों से पता चला है कि इन कणों में 100,000 ट्रिलियन इलेक्ट्रॉन वोल्ट तक की ऊर्जा हो सकती है। यह एक बहुत बड़ी ऊर्जा है, जो किसी भी ऊर्जा से बहुत आगे और ऊपर है जिसे मानव निर्मित त्वरक, यहां तक कि सीईआरएन में लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर के साथ उत्पन्न किया जा सकता है।'
शोधकर्ताओं ने कॉस्मिक रे डिटेक्शन में गिरावट का अध्ययन करने की भी योजना बनाई है, जिसे वर्णक्रमीय 'घुटने' कहा जाता है, जो लगभग एक हजार ट्रिलियन इलेक्ट्रॉन-वोल्ट (ईवी) पर होता है, जो कि मेडिकल न्यूक्लियर इमेजिंग स्कैन में उत्सर्जन से लगभग 2 बिलियन गुना अधिक शक्तिशाली है। जो कुछ भी ब्रह्मांडीय किरणों का कारण बनता है, या उन्हें फ़िल्टर करता है क्योंकि वे आकाशगंगा के माध्यम से आगे बढ़ते हैं, जनसंख्या में से 1,000 ट्रिलियन इलेक्ट्रॉन-वोल्ट से ऊपर की ओर काटते हैं। इसके अलावा, कॉस्मिक किरणों के लिए स्पेक्ट्रम सुपरनोवा के उत्पादन में सक्षम होने के बारे में बहुत आगे तक फैला हुआ है।
क्रीम ले जाने वाला एक लंबी अवधि का गुब्बारा मैकमुर्डो स्टेशन (NASA) के पास एक स्थान से लॉन्च करने की तैयारी करता है
इन सवालों से निपटने के लिए, NASA ने ISS-CREAM बनकर, CREAM को अंतरिक्ष स्टेशन पर रखने की योजना बनाई है। दक्षिणी ध्रुव की परिक्रमा करने वाले लंबी अवधि के गुब्बारों पर कुल 161 दिनों में यह उपकरण छह बार उड़ान भर चुका है, जहां पृथ्वी की चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं अनिवार्य रूप से लंबवत हैं।
अंतरिक्ष से आने वाले ऊर्जावान कणों का विचार 1911 में अज्ञात था जब विक्टर हेसो 1936 में भौतिकी के नोबेल पुरस्कार विजेता को कॉस्मिक किरणों की खोज का श्रेय दिया गया, इस रहस्य से निपटने के लिए हवा में ले गए कि सामग्री ऊंचाई के साथ अधिक विद्युतीकृत क्यों हो गई, एक प्रभाव जिसे आयनीकरण कहा जाता है। उम्मीद यह थी कि पृथ्वी से दूर जाने पर आयनीकरण कमजोर हो जाएगा। हेस ने संवेदनशील उपकरण विकसित किए और उन्हें 3.3 मील (5.3 किलोमीटर) तक ऊंचा ले गए और उन्होंने स्थापित किया कि दिन हो या रात ऊंचाई के साथ आयनीकरण चार गुना तक बढ़ गया।
कॉस्मिक किरणों की बेहतर समझ से वैज्ञानिकों को उस काम को पूरा करने में मदद मिलेगी जब हेस ने अप्रत्याशित रूप से एक सांसारिक प्रश्न को तारकीय पहेली में बदल दिया था। उस पहेली का उत्तर देने से हमें यह समझने में मदद मिलेगी कि हमारी आकाशगंगा और शायद ब्रह्मांड कैसे बना और काम करता है, इसके एक छिपे हुए, मौलिक पहलू को समझने में मदद मिलेगी।
इस घटना ने जल्द ही एक गलत सिद्धांत से एक लोकप्रिय लेकिन भ्रमित नाम, ब्रह्मांडीय किरणें प्राप्त कीं कि वे एक्स-रे या गामा किरणें थीं, जो प्रकाश की तरह विद्युत चुम्बकीय विकिरण हैं। इसके बजाय, ब्रह्मांडीय किरणें पदार्थ के उच्च-गति, उच्च-ऊर्जा कण हैं।
कणों के रूप में, ब्रह्मांडीय किरणों को दूरबीन में प्रकाश की तरह केंद्रित नहीं किया जा सकता है। इसके बजाय, शोधकर्ता ब्रह्मांडीय किरणों का पता प्रकाश और विद्युत आवेशों से लगाते हैं, जब कण पदार्थ में टकराते हैं। वैज्ञानिक तब अपने विद्युत आवेश के प्रत्यक्ष माप द्वारा मूल कण की पहचान करने के लिए जासूसी कार्य का उपयोग करते हैं और अपने स्वयं के अतिव्यापी ट्रेल्स बनाने वाले मलबे के कणों के हिमस्खलन से इसकी ऊर्जा निर्धारण करते हैं।
क्रीम योजनाबद्ध
CREAM इस ट्रेस कार्य को एक आयनीकरण कैलोरीमीटर का उपयोग करके करता है जिसे कॉस्मिक किरणों को अपनी ऊर्जा बहाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। कार्बन, टंगस्टन और अन्य सामग्रियों की परतें स्टैक के भीतर प्रसिद्ध परमाणु 'क्रॉस सेक्शन' प्रस्तुत करती हैं। विद्युत और ऑप्टिकल डिटेक्टर घटना की तीव्रता को मापते हैं क्योंकि ब्रह्मांडीय कण, हाइड्रोजन से लोहे तक, उपकरण के माध्यम से दुर्घटनाग्रस्त हो जाते हैं।
भले ही CREAM गुब्बारे की उड़ानें उच्च ऊंचाई पर पहुंच गईं, माप में हस्तक्षेप करने के लिए पर्याप्त वातावरण ऊपर बना रहा। अंतरिक्ष स्टेशन के बाहरी हिस्से में उपकरण को माउंट करने की योजना इसे 250 मील (400 किलोमीटर) की ऊंचाई पर वातावरण के अस्पष्ट प्रभावों से ऊपर रखेगी।
'कॉस्मिक किरणों की उत्पत्ति और संरचना के बारे में अभी भी मौजूद कई पहेलियों को हल करने की अपनी आशाओं को अब हम किस पर रख सकते हैं?'
- विक्टर एफ। हेस, नोबेल व्याख्यान, दिसंबर 1936
स्रोत: नासा