চিবা বিশ্ববিদ্যালয়ের আইসকিউব গবেষণার অবদানে ২০২৬ সালের পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পেলেন ফ্রান্সিস হালজেন

বৈশ্বিক সাফল্যে অংশীদার জাপানের একমাত্র আইসকিউব দল

দূরবর্তী মহাজাগতিক উৎস থেকে আসা উচ্চশক্তির কণা শনাক্তে আইসকিউব নিউট্রিনো অবজারভেটরি ও এর আবিষ্কারের জন্য ইউনিভার্সিটি অব উইসকনসিন–ম্যাডিসনের ৮২ বছর বয়সী ফ্রান্সিস হালজেনকে ২০২৬ সালের পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কার দেওয়া হয়েছে। ৬ অক্টোবরের ঘোষণায় এমন এক বৈজ্ঞানিক উদ্যোগের স্বীকৃতিও রয়েছে, যেখানে সহযোগী গবেষণা প্রকল্পের একমাত্র জাপানি প্রতিষ্ঠান চিবা বিশ্ববিদ্যালয় ২০০২ সাল থেকে অবদান রেখে আসছে।

রয়্যাল সুইডিশ অ্যাকাডেমি অব সায়েন্সেস তাদের নোবেল পুরস্কার ঘোষণায় বলেছে, হালজেনকে সম্মানিত করা হয়েছে “আইসকিউব নিউট্রিনো অবজারভেটরিতে নির্ণায়ক অবদান এবং জ্যোতির্পদার্থবৈজ্ঞানিক উৎস থেকে আসা উচ্চশক্তির নিউট্রিনো আবিষ্কারের জন্য।” পুরস্কারের অর্থমূল্য ১ কোটি ২০ লাখ সুইডিশ ক্রোনা।

প্রথম মহাজাগতিক নিউট্রিনো সংকেত শনাক্ত করা থেকে শুরু করে দক্ষিণ মেরুর বরফের নিচে স্থাপন করা যন্ত্র নির্মাণ পর্যন্ত বিস্তৃত চিবার অবদান। তাদের গবেষকেরা একটি নিউট্রিনোকে দূরবর্তী ছায়াপথের সঙ্গে যুক্ত করতে সহায়তা করেছেন, বিরল এক ধরনের অ্যান্টিনিউট্রিনো মিথস্ক্রিয়ার প্রথম শনাক্তকরণে অংশ নিয়েছেন এবং আইসকিউবের সর্বশেষ সম্প্রসারণে স্থাপন করা ৬০০টিরও বেশি আলোক-শনাক্তকারীর প্রায় ৪০ শতাংশ তৈরি করেছেন।

বিশ্ববিদ্যালয়ের আন্তর্জাতিক হ্যাড্রন জ্যোতির্পদার্থবিজ্ঞান কেন্দ্রের পরিচালক, ৬০ বছর বয়সী অধ্যাপক শিগেরু ইয়োশিদা এবং ৫২ বছর বয়সী অধ্যাপক আয়া ইশিহারা ৬ অক্টোবর চিবা শহরের নিশিচিবা ক্যাম্পাসে এক সংবাদ সম্মেলনে পুরস্কারটিকে স্বাগত জানান। ইশিহারা নাগোয়া থেকে অনলাইনে যোগ দেন।

নোবেল পুরস্কারে হালজেনের নাম ব্যক্তিগতভাবে উল্লেখ করা হয়েছে। তবে অবজারভেটরির সাফল্য ১৪টি দেশের ৫৮টি প্রতিষ্ঠানের প্রায় ৪৫০ বিজ্ঞানীর আন্তর্জাতিক উদ্যোগের ফল। পর্যবেক্ষণের ব্যাখ্যা এবং পরবর্তী প্রজন্মের সরঞ্জাম নকশা—দুই ক্ষেত্রেই কীভাবে চিবার একটি ছোট গবেষক দল গুরুত্বপূর্ণ হয়ে উঠেছে, তা তাদের ভূমিকা দেখায়।

১৯৮৮ সালের ভাবনা থেকে এক ঘনক কিলোমিটারের অবজারভেটরি

দক্ষিণ মেরুর বরফ ব্যবহার করে নিউট্রিনো শনাক্তের ভাবনা হালজেন প্রথম তুলে ধরেন ১৯৮৮ সালে। ১৯৪৪ সালে বেলজিয়ামের টিনেনে জন্ম নেওয়া হালজেন ১৯৬৯ সালে কাথোলিকে ইউনিভার্সিটেইট লেউভেন থেকে ডক্টরেট অর্জন করেন এবং উইসকনসিন–ম্যাডিসনে অধ্যাপক হন। প্রচলিত গবেষণাগারের পাত্র নির্মাণের বদলে বিপুল প্রাকৃতিক বরফকে কণা শনাক্তকারীতে রূপান্তর করার প্রস্তাব দিয়েছিলেন তিনি।

সম্পূর্ণ অবজারভেটরিটি আমুন্ডসেন–স্কট দক্ষিণ মেরু স্টেশনের নিচে এক ঘনক কিলোমিটার বরফে যন্ত্র স্থাপন করেছে। এর মূল অ্যারেতে ৮৬টি তারের সঙ্গে যুক্ত ৫,১৬০টি আলোক-মডিউল রয়েছে, প্রতিটি তারে ৬০টি করে মডিউল।

নির্মাণকাজ শুরু হয় ২০০৪ সালে। বিভিন্ন বিবরণে কাজ শেষ হওয়ার তারিখে পার্থক্য রয়েছে: চিবার প্রকল্প-ইতিহাসে নির্মাণের সমাপ্তি ২০১০ সালের ডিসেম্বর বলা হয়েছে, আর নোবেল ঘোষণায় বলা হয়েছে, আইসকিউব ২০১১ সালে সম্পন্ন হয়। ২০১১ সালে সব ৮৬টি স্ট্রিং পূর্ণ কার্যক্রম শুরু করে। এতে স্থাপনকাজ শেষ হওয়া আর সম্পূর্ণ অ্যারে দিয়ে পর্যবেক্ষণ শুরুর পার্থক্যটি স্পষ্ট হয়।

মূল নির্মাণে ব্যয় হয়েছিল ২৭ কোটি ১০ লাখ মার্কিন ডলার; এর বেশির ভাগ অর্থ দিয়েছিল যুক্তরাষ্ট্রের ন্যাশনাল সায়েন্স ফাউন্ডেশন (এনএসএফ)। তাদের পুরস্কার-সংক্রান্ত বিবৃতিতে এনএসএফ জানায়, দুই দশকেরও বেশি সময় ধরে আইসকিউবের নকশা, নির্মাণ ও পরিচালনায় তারা বিনিয়োগ করেছে। দুর্গম স্টেশনে নির্মাণকাজে সহায়তা দিয়েছে ইউএস অ্যান্টার্কটিক প্রোগ্রাম।

নোবেল কমিটি ফর ফিজিকসের চেয়ার মার্ক পিয়ার্স এই ভাবনাকে কার্যকর অবজারভেটরিতে রূপ দেওয়ায় হালজেনের নেতৃত্বের প্রশংসা করেন।

ফ্রান্সিস হালজেন গবেষক ও প্রকৌশলীদের একটি আন্তর্জাতিক দলকে নেতৃত্ব দিয়েছেন, যারা আমাদের জন্য অসাধারণ একটি যন্ত্র তৈরি করেছেন। তাঁর অধ্যবসায় ও বৈজ্ঞানিক দূরদৃষ্টি জ্যোতির্বিজ্ঞানের নতুন এক ধারার পথ তৈরি করেছে।

পৃথিবী ভেদ করে চলে যাওয়া কণা কীভাবে শনাক্ত হয়

নিউট্রিনোর কোনো বৈদ্যুতিক আধান নেই এবং পদার্থের সঙ্গে এদের মিথস্ক্রিয়া অত্যন্ত বিরল। বেশির ভাগ নিউট্রিনো শনাক্তযোগ্য কোনো চিহ্ন না রেখেই পৃথিবী ভেদ করে চলে যায়। এ কারণে এদের পর্যবেক্ষণ করা কঠিন, তবে এগুলো কার্যকর বার্তাবাহকও: আধানযুক্ত মহাজাগতিক কণার মতো চৌম্বকক্ষেত্র এদের গতিপথ বাঁকিয়ে দেয় না।

শনাক্তকারী যন্ত্রটি সরাসরি নিউট্রিনোর ছবি তোলে না। কোনো নিউট্রিনো কখনো পরমাণুর নিউক্লিয়াস বা ইলেকট্রনের সঙ্গে মিথস্ক্রিয়া করলে আধানযুক্ত কণা তৈরি হয়। এসব কণা চেরেনকভ আলো নিঃসরণ করতে পারে। কোনো আধানযুক্ত কণা একটি মাধ্যমে ওই মাধ্যমের ভেতর দিয়ে আলোর চলার গতির চেয়ে দ্রুত চললে যে ক্ষীণ বিকিরণ তৈরি হয়, সেটিই চেরেনকভ আলো।

আইসকিউবের আলোক-সংবেদকগুলো এই আলোর সময় ও উজ্জ্বলতা নথিবদ্ধ করে। এসব পরিমাপ ব্যবহার করে গবেষকেরা আগত কণার শক্তি ও দিক অনুমান করেন। নিউট্রিনোর মিথস্ক্রিয়া বিরল হওয়ায় এর প্রভাব পুষিয়ে নিতে বিপুল পরিমাণ বরফ ব্যবহার করা হয়েছে।

চিবার আইসকিউব প্রকল্পের বিবরণে মূল মডিউলগুলো ১,৪৫০ থেকে ২,৪৫০ মিটার গভীরে স্থাপনের কথা বলা হয়েছে। অন্য বিবরণে ১,৪০০ থেকে ২,৬০০ মিটারসহ আরও বিস্তৃত গভীরতার পরিসর উল্লেখ রয়েছে। সর্বশেষ সম্প্রসারণে ২,৬০০ মিটার গভীরে গর্ত করা হয়েছিল। এই নির্মাণ-গভীরতাকে মূল সেন্সরগুলোর স্থাপনের গভীরতার সঙ্গে গুলিয়ে ফেলা উচিত নয়।

মডিউলগুলোর মধ্যে রয়েছে ফটোমাল্টিপ্লায়ার টিউব, যা আলোর ক্ষুদ্র ঝলককে পরিমাপযোগ্য বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তর করে। জাপানের হামামাতসুতে অবস্থিত হামামাতসু ফটোনিকস আইসকিউবের শনাক্তকারীতে ব্যবহৃত টিউব তৈরি করেছে। এর ফলে বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষকদের পাশাপাশি জাপানি শিল্পও এতে ভূমিকা রেখেছে।

আলো শনাক্ত করা কেবল প্রথম ধাপ। উইসকনসিন আইসকিউব পার্টিকল অ্যাস্ট্রোফিজিকস সেন্টারে কর্মরত এবং তথ্য প্রক্রিয়াকরণ ও সিমুলেশনের সমন্বয়কারী হুয়ান কার্লোস দিয়াস ভেলেসের ভাষ্য অনুযায়ী, আইসকিউব শনাক্ত করা প্রতি একটি নিউট্রিনোর বিপরীতে মহাজাগতিক রশ্মি থেকে তৈরি ১০ লাখেরও বেশি মিউন শনাক্ত করে। মিউনও আধানযুক্ত কণা, যা উজ্জ্বল রেখা রেখে যেতে পারে। ফলে নিউট্রিনোর ঘটনা শনাক্ত করতে হয় এমন বিপুল পটভূমি সংকেতের মধ্যে।

দিয়াস ভেলেসের মতে, বিতরণকৃত কম্পিউটিং নেটওয়ার্কে প্রায় ১০ হাজার সিপিইউ কোর ও ১,০০০ গ্রাফিকস প্রসেসিং ইউনিট ব্যবহার করে পর্যবেক্ষণের তথ্য প্রক্রিয়াকরণ ও সিমুলেশন তৈরি করা হয়। আইসকিউবের পরিমাপ ব্যাখ্যায় তাদের কম্পিউটিং সুবিধার অবদানের কথাও উল্লেখ করেছে এনএসএফ।

চিবার প্রথম সংকেত ও আবিষ্কারের তারিখ

চিবা বিশ্ববিদ্যালয় জানায়, ২০০২ সালে আইসকিউব সহযোগী প্রকল্প গঠিত হলে তাদের দল এতে যোগ দেয়। ইয়োশিদার সঙ্গে ১৯৯০-এর দশক থেকেই হালজেনের পরিচয় ছিল, তবে প্রকল্পে যোগ দেওয়ার সময় অনিশ্চয়তা ছিল যথেষ্ট। বিশ্ববিদ্যালয়ের পুরস্কার-সংক্রান্ত প্রতিক্রিয়ায় ইয়োশিদা স্মরণ করেন, উচ্চশক্তির মহাবিশ্ব পর্যবেক্ষণের কার্যকর উপায় হিসেবে নিউট্রিনো ব্যবহার করা সম্ভব কি না, তা নিয়ে ব্যাপক সংশয় ছিল।

২০০৪ সালে ডক্টরেট শেষ করার পর ইশিহারা ২০০৫ সালের জানুয়ারিতে উইসকনসিনের দলে যোগ দেন এবং ২০০৬ সালে গবেষণার ঘাঁটি চিবায় সরিয়ে নেন। তাঁর ভাষ্য অনুযায়ী, সীমিত জনবল ও অর্থায়নের মধ্যেও দলটি নিজস্ব বিশ্লেষণ-পদ্ধতি তৈরি করে বৃহত্তর সহযোগী প্রকল্পে স্বতন্ত্র অবদান রাখে।

সেই পদ্ধতি অত্যন্ত উচ্চশক্তির দুটি ঘটনা শনাক্ত করতে সহায়তা করে। চিবার বিস্তারিত প্রকল্প-ইতিহাসে এগুলোর তারিখ যথাক্রমে ২০১১ সালের আগস্ট ও ২০১২ সালের জানুয়ারি বলা হয়েছে; পরিমাপ করা শক্তি ছিল ১.০৪ ± ০.১৬ এবং ১.১৪ ± ০.১৭ পেটাইলেকট্রনভোল্ট। এক পেটাইলেকট্রনভোল্ট বা পিভি হলো এক কোয়াড্রিলিয়ন ইলেকট্রনভোল্ট, যা কণার শক্তি মাপার একক।

বিশ্ববিদ্যালয় ২০১২ সালের জুনে এক আন্তর্জাতিক সম্মেলনে প্রাথমিক ফলাফল তুলে ধরে। ২০১৩ সালের জুলাইয়ে ফিজিক্যাল রিভিউ লেটার্সে একটি গবেষণাপত্র প্রকাশিত হয় এবং একই বছরের ডিসেম্বরে সায়েন্সে আরও বিস্তৃত বিশ্লেষণ প্রকাশিত হয়। এই ধারাবাহিকতায় বোঝা যায়, চিবা কেন ২০১২ সালের আবিষ্কারের কথা বলে, আর এনএসএফ ও আইসকিউবের নোবেল ঘোষণায় কেন ২০১৩ সালের গুরুত্বপূর্ণ ফলাফল উল্লেখ করা হয়েছে।

প্রাথমিক দুটি ঘটনার সময় নিয়ে বিবরণে পার্থক্য আছে: এক বিবরণে শনাক্তকরণের সময় ২০১৩ ও ২০১৪ বলা হয়েছে, আর চিবার বিস্তারিত বিবরণে ২০১১ ও ২০১২ বলা হয়েছে। বিশ্ববিদ্যালয়ের ইতিহাসে শক্তির সারসংক্ষেপেও পার্থক্য রয়েছে, তবে প্রতিটি ঘটনার আলাদা বিবরণে ওপরের মান ও অনিশ্চয়তা দেওয়া হয়েছে।

পরবর্তী বিশ্লেষণে প্রাথমিক দুটির সঙ্গে আরও ২৬টি ঘটনা যুক্ত হয়। চিবার বিবরণ অনুযায়ী, ২৮টি ঘটনার মধ্যে প্রায় ১১টি পটভূমি ঘটনা থাকার কথা ছিল। ঘটনাগুলোর শক্তি, আকৃতি ও আগমনের দিক মহাজাগতিক উৎসের পক্ষে প্রমাণ দিয়েছে; পরিসংখ্যানগত আস্থা চার স্ট্যান্ডার্ড ডেভিয়েশনের বেশি ছিল।

চিবা নতুন শক্তির পরিসরকে ১৯৮৭ সালে কামিওকান্দে শনাক্ত নিউট্রিনোর সঙ্গে তুলনা করে বলেছে, শক্তি প্রায় ১০ কোটি গুণ বেড়েছে। এনএসএফ আরও বিস্তৃতভাবে বলেছে, শনাক্ত নিউট্রিনোর শক্তি আগে দেখা নিউট্রিনোর তুলনায় ১০ লাখ গুণেরও বেশি। তুলনাগুলো ভিন্ন ভিত্তির ওপর করা হয়েছে; এগুলোকে অভিন্ন পরিমাপ হিসেবে দেখা উচিত নয়।

নিউট্রিনোর সূত্র ধরে দূরবর্তী ছায়াপথে পৌঁছানো

মহাজাগতিক নিউট্রিনো শনাক্ত হওয়ায় প্রমাণিত হয় যে প্রাকৃতিক কণা-ত্বরণকারী যন্ত্র থেকে এগুলো তৈরি হচ্ছে। উৎস শনাক্ত করতে আরেকটি ধাপ দরকার ছিল: নিউট্রিনোর অনুমিত আগমনের দিকের সঙ্গে অন্য যন্ত্রের পর্যবেক্ষণ মিলিয়ে দেখা।

জাপানের সময় অনুযায়ী, ২০১৭ সালের ২২ সেপ্টেম্বর আইসকিউব IC170922A নামে পরিচিত ঘটনাটি শনাক্ত করে। গামা রশ্মি শনাক্তকারী উপগ্রহ ও অপটিক্যাল টেলিস্কোপ সতর্কবার্তার পর পর্যবেক্ষণ চালায়। এতে ঘটনাটি TXS 0506+056-এর সঙ্গে যুক্ত হয়, যা অতিভর কৃষ্ণগহ্বর-সংশ্লিষ্ট একটি ব্লাজার। ফলাফল ২০১৮ সালে ঘোষণা করা হয় এবং সায়েন্স সাময়িকীতে প্রকাশিত হয়।

ব্লাজার হলো সক্রিয় ছায়াপথীয় কেন্দ্র, যার শক্তিশালী জেট পৃথিবীর দিকে নির্দেশিত। মূল বিবরণে ২০১৮ সালের ফলাফলকে ব্লাজার থেকে নিউট্রিনো আসার সম্ভাবনার প্রমাণ বলা হয়েছে। চিবা একে নিউট্রিনোর উৎস শনাক্তের প্রথম ঘটনা বলে, আর এনএসএফ ২০১৮ সালের ফলাফলকে অন্য একটি ছায়াপথের অতিভর কৃষ্ণগহ্বর থেকে নিউট্রিনো আসার চূড়ান্ত প্রমাণ বলে বর্ণনা করেছে।

এই যোগসূত্র সম্ভব হয়েছে গবেষকদের ভাষায় ‘মাল্টিমেসেঞ্জার জ্যোতির্বিজ্ঞান’-এর মাধ্যমে: একই মহাজাগতিক কর্মকাণ্ডকে বিভিন্ন সংকেত দিয়ে পর্যবেক্ষণ করা। এ ক্ষেত্রে সংকেত ছিল নিউট্রিনো এবং তড়িৎচুম্বকীয় বিকিরণের কয়েকটি রূপ। শুধু আলো থেকে যে তথ্য পাওয়া যায় না, নিউট্রিনো তা দিয়েছে; আর টেলিস্কোপের পর্যবেক্ষণ নিউট্রিনোর আগমনের দিকের বস্তুটি শনাক্ত করতে সহায়তা করেছে।

উচ্চশক্তির মহাবিশ্ব পর্যবেক্ষণে বিশেষজ্ঞ হিরোশিমা বিশ্ববিদ্যালয়ের অধ্যাপক ইয়াসুশি ফুকাজাওয়া শনাক্তকারী যন্ত্রের উন্নয়ন ও সংযোজনের পাশাপাশি বিশ্বের বিভিন্ন অবজারভেটরিতে দ্রুত নিউট্রিনো-তথ্য পাঠানোর ব্যবস্থায় চিবার অবদানের প্রশংসা করেন। এই সতর্কবার্তা-ব্যবস্থা সমন্বিত পর্যবেক্ষণ সম্ভব করেছে।

এরপর আইসকিউব আরেকটি ছায়াপথ NGC 1068, যা মেসিয়ার ৭৭ নামেও পরিচিত, থেকে নিউট্রিনো নির্গমনের প্রমাণ জানিয়েছে। এনএসএফের মতে, ২০২৩ সালে আইসকিউব আকাশগঙ্গার নিউট্রিনো পর্যবেক্ষণের ঘোষণা দেয়, যার ফলে নিউট্রিনোর ভিত্তিতে আমাদের ছায়াপথের প্রথম ছবি তৈরি হয়। এ অগ্রগতি বিচ্ছিন্ন কণা শনাক্তের পাশাপাশি তাদের উৎসের মানচিত্র তৈরির দিকে এগিয়ে যায়।

বিরল অ্যান্টিনিউট্রিনো মিথস্ক্রিয়ায় কণা পদার্থবিদ্যার পরীক্ষা

চিবা ২০২১ সালে নেচার সাময়িকীতে প্রকাশিত একটি ফলাফলেও অবদান রেখেছে: ইলেকট্রন অ্যান্টিনিউট্রিনোর মাধ্যমে গ্ল্যাশো রেজোন্যান্সের প্রথম শনাক্তকরণ। অ্যান্টিনিউট্রিনো হলো নিউট্রিনোর প্রতিপদার্থ-সমতুল্য কণা।

গ্ল্যাশো রেজোন্যান্স হলো এমন একটি পূর্বানুমিত মিথস্ক্রিয়া, যেখানে ইলেকট্রন অ্যান্টিনিউট্রিনো একটি ইলেকট্রনের সঙ্গে সংঘর্ষে ডব্লিউ বোসন তৈরি করে। ডব্লিউ বোসন দুর্বল বলের সঙ্গে সংশ্লিষ্ট একটি কণা। এর পর্যবেক্ষণ স্ট্যান্ডার্ড মডেলের একটি পূর্বাভাস যাচাই করেছে। এই তত্ত্বে পরিচিত মৌলিক কণা ও তাদের মিথস্ক্রিয়া বর্ণনা করা হয়েছে।

এই অর্জনে আইসকিউবের দুটি সম্পর্কিত উদ্দেশ্য স্পষ্ট হয়। এটি উচ্চশক্তির কণা তৈরি করা মহাজাগতিক পরিবেশ অনুসন্ধান করতে পারে এবং মানুষের তৈরি ত্বরণযন্ত্রে সহজে অধ্যয়ন করা যায় না এমন শক্তিতে মৌলিক পদার্থবিদ্যাও পরীক্ষা করতে পারে।

নিউট্রিনো দোলনের আবিষ্কারের জন্য ২০১৫ সালে পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কার ভাগ করে নেওয়া টোকিও বিশ্ববিদ্যালয়ের অধ্যাপক তাকাআকি কাজিতা হালজেনের পুরস্কারকে স্বাগত জানান। কাজিতার মতে, মহাজাগতিক রশ্মির উৎস ও কীভাবে সেগুলো ত্বরিত হয় তা বোঝার পথে আইসকিউব দীর্ঘ প্রতীক্ষিত এক পদক্ষেপ।

জানুয়ারিতে স্থাপিত ৬০০টিরও বেশি নতুন শনাক্তকারী

চিবার প্রকৌশলগত অবদান উল্লেখযোগ্যভাবে বাড়ার পর এ পুরস্কার এল। বিশ্ববিদ্যালয়ের সম্প্রসারণকাজ শেষের ঘোষণায় বলা হয়েছে, ২০২৬ সালের ১৩ ফেব্রুয়ারি প্রকাশিত ওই বিজ্ঞপ্তি অনুযায়ী স্থাপনের কাজ শেষ হয় ২১ জানুয়ারি।

প্রায় ৪০ জন গবেষক ও প্রকৌশলীর একটি বিশেষ দল প্রায় আড়াই মাস ধরে কাজ করে। কাজ শুরু হয় ২০২৫ সালের নভেম্বরের শেষ দিকে। তারা ছয়টি গভীর গর্ত করে বিদ্যমান শনাক্তকারী যন্ত্রের কেন্দ্রে ৬০০টিরও বেশি নতুন আলোক-মডিউল স্থাপন করেন।

নতুন মডিউলের প্রায় ৪০ শতাংশ হলো ডি-এগ শনাক্তকারী, যা চিবার আন্তর্জাতিক হ্যাড্রন জ্যোতির্পদার্থবিজ্ঞান কেন্দ্র এক দশকেরও বেশি সময় ধরে নকশা ও তৈরি করেছে। জার্মানি ও যুক্তরাষ্ট্রের গবেষক দল আরেকটি নকশা, এমডম, সরবরাহ করেছে।

প্রতিটি ডি-এগের কাচের আবরণের ভেতরে বিপরীতমুখী দুটি সংবেদনশীল আলোক-সংবেদক রয়েছে। ওপর ও নিচ—দুই দিকের আলো ধরতে পারায় এর দিক ও তীব্রতা মাপা যায়। আবরণটি সরু করে খোঁড়া গর্তেও বসানো যায়। উৎপাদনকাজের নেতৃত্ব দেওয়া ইশিহারা অ্যান্টার্কটিকায় স্থাপনকারী দলের সঙ্গে যোগ দেন।

নির্মাণের সময়সূচি ছিল চ্যালেঞ্জিং। গরম পানির সাহায্যে ড্রিল করে ২,৬০০ মিটার গভীর একটি গর্ত তৈরি ও আকৃতি দিতে প্রায় ৬০ ঘণ্টা লাগে। এরপর প্রবেশপথ বরফে বন্ধ হয়ে যাওয়ার আগে সংযুক্ত প্রায় ১১০টি শনাক্তকারী ৩০ ঘণ্টার মধ্যে নিচে নামাতে হয়।

বিশ্ববিদ্যালয় আরও জানায়, আইসকিউব-জেন২-এর উন্নয়নের জন্য চিবায় তৈরি পাঁচটি প্রদর্শনী শনাক্তকারী স্থাপন করা হয়েছে। দেশীয় প্রতিষ্ঠান, স্নাতকোত্তর শিক্ষার্থী ও তরুণ গবেষকেরা শনাক্তকারী উন্নয়ন ও উৎপাদনে অংশ নিয়েছেন; এতে তথ্য বিশ্লেষণের বাইরেও জাপানের অবদান বিস্তৃত হয়েছে।

কম শক্তির নিউট্রিনোর জন্য বৃহত্তর শনাক্তকরণ পরিসর

সম্প্রসারণে সেন্সরগুলো আরও ঘনভাবে বসানো হয়েছে, যাতে কম শক্তির নিউট্রিনো থেকে আসা দুর্বল আলোও শনাক্ত করা যায়। এর লক্ষ্য গিগাইলেকট্রনভোল্ট বা জিইভি শক্তির পরিসর; পাশাপাশি আশপাশের বরফের ভেতর দিয়ে আলো কীভাবে চলে, তা আরও ভালোভাবে মাপা। বরফ সম্পর্কে উন্নত জ্ঞান নিউট্রিনোর আগমনের দিক পুনর্গণনায় সহায়তা করবে।

চিবার হিসাবে, সম্প্রসারিত শনাক্তকরণ পরিসরটি প্রায় ২০ লাখ টন পানির সমান; সুপার-কামিওকান্দের ক্ষেত্রে এর পরিমাণ প্রায় ৫০ হাজার টন। এই হিসাবে অনুপাত প্রায় ৪০:১। তবে শুধু আয়তন দিয়ে সংবেদনশীলতা বা নির্ভুলতা নির্ধারিত হয় না, কারণ যন্ত্রগুলোতে বিন্যাস ও পর্যবেক্ষণ-পদ্ধতি আলাদা।

ঘন বিন্যাসের এই অ্যারে উচ্চশক্তির জ্যোতির্বিজ্ঞানের জন্য পরিচিত কেন্দ্রটিকে কণার আরেকটি শক্তি-পরিসরেও গবেষণার উপযোগী করে তুলছে। চিবা বলেছে, বিশাল নক্ষত্রের মহাকর্ষীয় পতন ও কৃষ্ণগহ্বর গঠনের সময় নির্গত নিউট্রিনো সম্ভাব্য গবেষণার লক্ষ্য; এটি ইতোমধ্যে করা কোনো পর্যবেক্ষণ নয়।

পর্যবেক্ষণ শুরুর সময়সূচি এখন আরও নির্দিষ্ট হয়েছে। চিবার ফেব্রুয়ারির ঘোষণায় বলা হয়েছিল, বরফ পুনরায় জমা, যোগাযোগ পরীক্ষা, ক্যালিব্রেশন ও শনাক্তকারীর সুনির্দিষ্ট অবস্থান নির্ধারণের পর ২০২৬ সালের গ্রীষ্মের দিকে পর্যবেক্ষণ শুরু হতে পারে।

অন্যদিকে, আইসকিউবের অক্টোবরের নোবেল পুরস্কার ঘোষণায় বলা হয়েছে, সম্প্রসারণ থেকে প্রথম বৈজ্ঞানিক তথ্য ২০২৬ সালের শেষের দিকে পাওয়া যাবে বলে আশা করা হচ্ছে। গ্রীষ্মে পূর্ণাঙ্গ বৈজ্ঞানিক পর্যবেক্ষণ শুরু হয়েছে—এমন নিশ্চয়তা এতে দেওয়া হয়নি।

প্রস্তাবিত আইসকিউব-জেন২-এর আলোক-শনাক্তকারী অ্যারে বর্তমান অবজারভেটরির তুলনায় আট গুণ বড় হবে এবং আরও উচ্চশক্তির নিউট্রিনো শনাক্তে রেডিও শনাক্তকরণ যুক্ত করবে। এটি এখনো প্রস্তাবিত পর্যায়ে রয়েছে; ঘোষণাগুলোতে নির্মাণ শুরুর বা শেষের তারিখ নির্ধারণ করা হয়নি।

পুরস্কারের পেছনের মাইলফলক

আইসকিউবের ইতিহাসে কয়েকটি ধাপ আলাদা করে দেখা যায়, যা কখনো কখনো একটিমাত্র আবিষ্কারের তারিখে গুটিয়ে ফেলা হয়: যন্ত্রের প্রস্তাব, নির্মাণ, ঘটনা নথিবদ্ধ করা, বিশ্লেষণ উপস্থাপন এবং ফল প্রকাশ।

• ১৯৮৮: হালজেন দক্ষিণ মেরুতে নিউট্রিনো শনাক্তের ভাবনা প্রথম তুলে ধরেন।
• ২০০২: আইসকিউব সহযোগী প্রকল্প গঠিত হয়; একমাত্র জাপানি প্রতিষ্ঠান হিসেবে চিবা যোগ দেয়।
• ২০০৪–২০১১: নির্মাণ শুরু হয় এবং পূর্ণাঙ্গ অবজারভেটরি কার্যক্রম শুরু করে।
• ২০১১–২০১৩: প্রথম গুরুত্বপূর্ণ ঘটনাগুলো নথিবদ্ধ হয়, ২০১২ সালের জুনে উপস্থাপিত হয় এবং ২০১৩ সালে সাময়িকীতে প্রকাশিত গবেষণাপত্রে বর্ণিত হয়।
• ২০১৭–২০১৮: IC170922A ঘটনাটি ব্লাজার TXS 0506+056-এর সঙ্গে যোগসূত্র এবং ফলাফল প্রকাশের পথ তৈরি করে।
• ২০২১: গ্ল্যাশো রেজোন্যান্সের প্রথম শনাক্তকরণ প্রকাশিত হয়।
• ২০২৩: আইসকিউব আকাশগঙ্গার নিউট্রিনো পর্যবেক্ষণের ঘোষণা দেয়।
• ২১ জানুয়ারি, ২০২৬: আইসকিউব সম্প্রসারণের স্থাপনকাজ শেষ হয়।
• ৬ অক্টোবর, ২০২৬: পদার্থবিজ্ঞানে নোবেলজয়ী হিসেবে হালজেনের নাম ঘোষণা করা হয়।

ইয়োশিদার ভাষ্য অনুযায়ী, সহযোগী প্রকল্পটি গঠনের সময় পাঁচটি দেশ ছিল; এখন তা বেড়ে ১৪ হয়েছে। চিবার প্রকল্প-পাতায় ২০২০ সালে ১২টি দেশের ৫৩টি প্রতিষ্ঠানের প্রায় ৩০০ গবেষকের কথা বলা হয়েছে; এখন অংশগ্রহণকারীর সংখ্যা প্রায় ৪৫০ গবেষক ও ৫৮টি প্রতিষ্ঠান।

আইসকিউবের প্রধান গবেষক হালজেন পুরস্কার পাওয়ার প্রতিক্রিয়ায় এই সম্মিলিত প্রচেষ্টাকেই গুরুত্ব দেন।

এত বড় সহযোগী প্রকল্পের প্রাপ্য স্বীকৃতি অবশেষে পৌঁছে দিতে পেরে আমি স্বস্তি বোধ করছি।

চিবার জন্য পরবর্তী সুনির্দিষ্ট মাইলফলক হলো ২০২৬ সালের শেষের দিকে সম্প্রসারণের প্রথম বৈজ্ঞানিক তথ্য পাওয়ার প্রত্যাশা। গবেষকেরা প্রস্তাবিত বৃহত্তর অবজারভেটরি নিয়েও প্রস্তুতি নিচ্ছেন, পাশাপাশি আইসকিউবের শনাক্ত করা কণার উৎস মহাজাগতিক ত্বরণযন্ত্রের সন্ধান চালিয়ে যাচ্ছেন।

মূল বিষয়গুলো

• আইসকিউব ও মহাজাগতিক নিউট্রিনো আবিষ্কারের জন্য ফ্রান্সিস হালজেন ২০২৬ সালের পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কার পেয়েছেন।
• চিবা বিশ্ববিদ্যালয় ২০০২ সাল থেকে অংশ নিচ্ছে এবং সহযোগী প্রকল্পের একমাত্র জাপানি প্রতিষ্ঠান হিসেবে রয়েছে।
• প্রাথমিক মহাজাগতিক সংকেত, একটি ব্লাজারের উৎস এবং প্রথম গ্ল্যাশো রেজোন্যান্স ঘটনা শনাক্তে চিবা সহায়তা করেছে।
• মূল অবজারভেটরিতে অ্যান্টার্কটিকার এক ঘনক কিলোমিটার বরফজুড়ে ৫,১৬০টি আলোক-মডিউল রয়েছে।
• সম্প্রসারণে নতুন স্থাপিত ৬০০টিরও বেশি শনাক্তকারীর প্রায় ৪০ শতাংশ চিবা তৈরি করেছে।
• সর্বশেষ সময়সূচি অনুযায়ী, সম্প্রসারণের প্রথম বৈজ্ঞানিক তথ্য ২০২৬ সালের শেষের দিকে পাওয়ার কথা; আইসকিউব-জেন২ এখনো প্রস্তাবিত পর্যায়ে।