Nuclear Clock

 

 

જરા કલ્પના કરો....જો આપણી પાસે એવી ઘડિયાળ હો, જે બ્રહ્માંડના એક સૌથી મોટા રહસ્ય ગણાતા ડાર્ક મેટર ઉપરથી પડદો ઉઠાવી શકે તો!! ડાર્ક મેટરની ભાળ મેળવવા માટે આપણે particle accelerator બનાવ્યું, ભૂગર્ભમાં ડિટેક્ટરો લગાવ્યા પરંતુ હજી તે પડદાની પાછળ જ છે. અત્યારસુધી ડાર્ક મેટરનો પત્તો લગાવવા માટે આપણે પ્રકાશ(ફોટોન્સ) વિશે જ વિચાર્યું પરંતુ તે તો પ્રકાશ સાથે કોઇ પ્રકારની આંતરક્રિયા કરતું નથી. માટે વૈજ્ઞાનિકો વિચારે છે કે, તે પ્રકાશને બદલે પદાર્થના મૂળભૂત ગુણધર્મમાં અતિ સૂક્ષ્મ ફેરફાર કરતો હશે. તેથી હવે વૈજ્ઞાનિકો પદાર્થના ગુણધર્મોમાં થતી અતિ સૂક્ષ્મ હિલચાલને માપી ડાર્ક મેટરની ચોટલી પકડવા માંગે છે. આ કોઇ સાયન્સ ફિક્શન વાત નથી પરંતુ વૈજ્ઞાનિકો હવે થોરિયમ-229 નામક એક અણુની સહાય વડે આ કરિશ્માને અંજામ આપવા જઇ રહ્યા છે. કઇ રીતે ચાલો જોઇએ....

-

બ્રહ્માંડ મૂળભૂત ચાર force(બળ) વડે બન્યું છે, જેમાં સૌથી કમજોર ગુરૂત્વાકર્ષણ બળ છે. જાણીને નવાઇ લાગશે કે, આ ઘડિયાળ ગુરૂત્વાકર્ષણ કરતા દસ અબજ ગણા નબળા બળને પણ મહેસુસ કરશે(wow!!). યાદરહે, આ અણુ ઘડિયાળ(atomic clock) નથી બલ્કે પરમાણ્વીક ઘડિયાળ(nuclear clock) છે. આ ઘડિયાળ અતિશય નાના સ્કેલ ઉપર સમયને માપે છે જેને અણુ ઘડિયાળ માપી નથી શકતી અને તે એટલી સચોટ છે કે તેમાં ફેરફાર આવવાની શક્યતા લગભગ અશક્ય છે. એવું કેમ? વાંચો આગળ....

-

જ્યારે આપણે અણુ ઘડિયાળની વાત કરીએ છીએ ત્યારે હકિકતમાં આપણે અણુમાં રહેલ ઇલેક્ટ્રોનના excitation(ઉત્તેજના) ની વાત કરી રહ્યાં હોઇએ છીએ એટલેકે nucleus(નાભિ) ની બહારની વાત કરી રહ્યાં હોઇએ છીએ. પરંતુ!! nuclear clock માં આપણે nucleus ને ઉત્તેજીત કરીએ છીએ. જ્યારે આપણે nucleus ને ઉત્તેજીત કરીએ ત્યારે તેમાં ઇલેક્ટ્રોન મૌજૂદ ન હોવાના કારણે હવે નાભિ ઉપર electric field ની કોઇ અસર નથી થતી. તેથી જ વૈજ્ઞાનિકોએ હવે થોરિયમ-229 ના isotope ઉપર પસંદગી ઉતારી છે કેમકે આની નાભિ ત્યારે ઉત્તેજીત થાય જ્યારે તે ગામા અને એક્ષ-રે ને શોષે છે. આ ઘડિયાળની કાર્યશૈલીના ઊંડાણમાં નથી જવું કેમકે તે ઘણી ટેકનિકલ બાબત છે. આપણે કેવળ એટલું જ જોઇશું કે, ડાર્ક મેટરને શોધવામાં આ ઘડિયાળ આપણને કઇ રીતે મદદરૂપ થશે?

-

વૈજ્ઞાનિકોનું માનવું છે કે જો ડાર્ક મેટર ખરેખર આસપાસ મૌજૂદ છે, તો તેની wave nature(તરંગ પ્રકૃતિ) અણુના દળમાં ખુબજ બારીક ફેરફાર કરી શકે છે. આ ફેરફાર નાભિની resonance frequency માં oscillation(કંપન) પેદા કરી શકે છે. અર્થાત ઘડિયાળના કાંટામાં ખુબજ-ખુબજ નાજુક ફેરફાર/ધ્રુજારી આવશે જેને અણુ ઘડિયાળ પણ મહેસુસ નહીં કરી શકે પરંતુ atomic clock કરી શકે છે.

-

પ્રોફેસર Gilad Perez અને તેમની ટીમનું કહેવું છે કે, આપણે કેવળ frequency માં થતાં ફેરફારને જ નથી નોંધવાનું બલ્કે સમગ્ર સ્પેક્ટ્રમના ફેરફારને નોંધવાનું છે. જો આ કાર્યમાં સફળ રહ્યાં તો આ પ્રથમ અવસર હશે કે, આપણને ડાર્ક મેટર સુધી પહોંચવાનો રસ્તો મળી જશે. જોઇએ આગળ શું થાય છે...