GS 3 : विज्ञान आणि तंत्रज्ञान
डार्क मॅटर कणांच्या किमान वजनाविषयीचे नविन संशोधन:
अलीकडील संशोधनानुसार, डार्क मॅटर कणांच्या किमान वजनाची मर्यादा पूर्वीच्या विचारांपेक्षा जास्त असल्याचे सूचित करण्यात आले आहे.
- हे संशोधन लिओ II नावाच्या ड्वार्फ आकाशगंगेच्या विश्लेषणावर आधारित असून, डार्क मॅटरच्या वितरणावरील आधीच्या गृहितकांना आव्हान देते.
- अभ्यासात काही विशिष्ट भागांमध्ये अधिक जड कणांची गरज असल्याचे अधोरेखित करण्यात आले आहे.
डार्क मॅटरचे वितरण:
- डार्क मॅटर संपूर्ण विश्वभर पसरलेले आहे, परंतु त्याचे वितरण समान नाही.
- 1922 मध्ये खगोलशास्त्रज्ञ जॅकोबस कप्टेन यांनी डार्क मॅटरचा घनता 0.0003 सौर वस्तुमान प्रति घन प्रकाश-वर्ष असल्याचे सुचवले, जे एका चमच्यात दोन प्रोटॉनच्या वजनाइतके आहे.
- मात्र, हे मोजमाप मोठ्या प्रमाणात (जसे लाखो प्रकाश-वर्ष) लागू होते, लहान प्रमाणावर (घराच्या आतसारख्या) नव्हे.
- डार्क मॅटरचे वितरण एकसमान असू शकते किंवा गाठींमध्ये, त्याच्या कणांच्या वजनानुसार त्यांच्यातील अंतर वेगवेगळे असते.
डार्क मॅटर आणि त्याचे वजन:
- डार्क मॅटर ही एक अदृश्य वस्तू आहे, जी विश्वातील पाच-सहावा भाग व्यापते.
- घन संरचना तयार होण्यासाठी डार्क मॅटरला शून्य नसलेले वजन असणे आवश्यक आहे.
- दशकांपर्यंत, डार्क मॅटर कणांचे किमान वजन प्रोटॉनच्या वजनाच्या 10⁻³¹ पट होते असे मानले जात होते.
- मात्र, मे 2024 मध्ये, ही मर्यादा 2.3 × 10⁻³० प्रोटॉन वजनांपर्यंत वाढवण्यात आली.
कणांच्या वजनाचा प्रभाव:
- जर डार्क मॅटर कण जड असतील (सुमारे 100 प्रोटॉन वजन), तर ते 7 सेमी अंतरावर असतील, आणि कदाचित तुमच्या घरातही असतील.
- जड कण (10⁻¹⁹ प्रोटॉन वजन) 30 किमी अंतरावर असतील आणि कधीकधी घरातून जात असतील.
- हलक्या कणांसाठी (10⁻³¹ प्रोटॉन वजन), तर त्यांची तरंगलांबी 200 प्रकाश-वर्षांपर्यंत जास्त असेल, ज्याचा परिणाम ड्वार्फ आकाशगंगांवर होऊ शकतो.
नवीन संशोधनाच्या निष्कर्षांनुसार:
- मे 2024 मधील एका अभ्यासाने लिओ II ड्वार्फ आकाशगंगेमधील डार्क मॅटर घनतेचा अंदाज घेतला.
- या अभ्यासात असे आढळले की 10⁻³१ प्रोटॉन वजनाचे कण आकाशगंगेच्या आतल्या भागात पाहिल्या जाणाऱ्या वस्तुमानासाठी योग्य ठरत नाहीत.
- त्यामुळे या भागांमध्ये अधिक जड कणांची गरज असल्याचे सूचित झाले.
PYQ: UPSC Prelims 2015:
IceCube डिटेक्टरविषयी विचारलेला प्रश्न:
"आइसक्यूब, दक्षिण ध्रुवावर स्थित कण डिटेक्टरविषयी खालील विधानांचा विचार करा:
- हे जगातील सर्वात मोठे न्यूट्रिनो डिटेक्टर आहे, जे एका घन किलोमीटर बर्फ व्यापते.
- हे डार्क मॅटर शोधण्यासाठी एक शक्तिशाली दुर्बिण आहे.
- हे बर्फाखाली खोल पुरलेले आहे.
- योग्य पर्याय कोणता आहे?
- (a) फक्त 1
- (b) फक्त 2 आणि 3
- (c) फक्त 1 आणि 3
- (d) 1, 2 आणि 3
उत्तर: (d) 1, 2 आणि 3
