மிகப்பெரிய நிலத்தடி ஆய்வகம்

மிகப்பெரிய நிலத்தடி ஆய்வகம்

நம்மைச் சுற்றி இருண்ட பொருள் எப்பொழுதும் இருப்பதாகக் கருதப்படுகிறது. மேலும் பிரபஞ்சம் 90 சதவீதம் வரை இருண்ட பொருளால் (Dark Matter) ஆனது என நம்பப்படுகிறது. இந்த இருண்ட பொருளை ஆய்வு செய்வதற்காக பல்வேறு ஆய்வகங்கள் அமைக்கப்பட்டுள்ளன. இந்த ஆய்வகங்கள் மிக ஆழமாக நிலத்துக்கடியில் அமைக்கப்பட்டுள்ளன என்பது குறிப்பிடத்தக்கது.

உலகளவில் தற்போது 14 நிலத்தடி ஆய்வகங்கள் செயல்பட்டு வருகின்றன. இவை அமெரிக்கா, கனடா, இங்கிலாந்து, இத்தாலி, பிரான்ஸ், ஸ்பெயின், பின்லாந்து, ரஷ்யா, ஜப்பான், சீனா, இந்தியா, ஆஸ்திரேலியா, தென் கொரியா மற்றும் தென் அமெரிக்கா போன்ற நாடுகளில் உள்ளன. இந்த 14 ஆழமான நிலத்தடி ஆய்வகங்கள் முக்கியமாக வானியல், இயற்பியல் மற்றும் நியூட்ரினோ இயற்பியல் ஆகியவற்றிற்காக கட்டமைக்கப்பட்டுள்ளன. அதாவது துகள் இயற்பியல் ஆய்வகங்களாகச் செயல்படுகின்றன.

 

 

இருண்ட பொருள்

நமது தொலைநோக்கி மூலம் நாம் பார்க்காத பல பொருட்கள் பிரபஞ்சத்தில் உள்ளன. இதை இருண்ட பொருள் அல்லது கரும்பொருள் என்கின்றனர். 1920 ஆம் ஆண்டுகளில் இருந்து வானவியலர்கள் பிரபஞ்சத்தில் நாம் காணக்கூடியதை விட அதிகமான பொருள் இருக்க வேண்டும் என்று கருதினர். இதை இருண்ட பொருள் என்றனர். இருண்ட பொருள் முற்றிலும் கண்ணுக்குத் தெரியாது. இது ஒளி அல்லது ஆற்றலை வெளியிடுவதில்லை. மேலும் வழக்கமான சென்சார்கள் மற்றும் டிடெக்டர்களால் அதை கண்டறிய முடியாது.

இருண்ட பொருள் ஒளி அல்லது இதர மின்காந்தக் கதிர்களை வெளியிடுவதில்லை. ஆகவே இது வெற்றுக் கண்களுக்குத் தெரியாது. ஆனால் இது வேகமாக சுழலும் நட்சத்திரங்களையும், வேகமாக விரிந்து கொண்டிருக்கும் பிரபஞ்சத்தையும் கட்டுப்படுத்துகிறது என விஞ்ஞானிகள் கூறுகின்றனர். ஆகவே இருண்ட பொருளை அண்டக்கோந்து என்கின்றனர். பிரபஞ்சத்தில் கண்ணுக்குத் தெரியாத இந்த இருண்ட பொருட்கள் மற்றும் இருண்ட சக்திகள் 90 சதவீதம் இருப்பதாக நம்பப்படுகிறது.

கோட்பாடு அடிப்படையில் இது விம்ப்ஸ் எனப்படும் துகள்களைக் கொண்டுள்ளது. விண்மீன் திரள்களின் நிறை என்னவாக இருக்க வேண்டும் என்பதைக் கண்டறிய முயன்றபோது, இருண்ட பொருள் போன்ற ஒன்று இருக்க வேண்டும் என்பதை விஞ்ஞானிகள் உணர்ந்தனர். அது ஈர்ப்பு விசையை செலுத்துகிறது, ஆகவே அதற்கு நிறை உள்ளது. ஒளியின் வேகத்துடன் ஒப்பிடும்போது அது மெதுவாக நகர்கிறது.

இன்று பெரும்பாலான வானியல் சமூகம் இருண்ட பொருள் இருப்பதை ஏற்றுக் கொள்கின்றனர். மேலும் பல்வேறு வானியல் அளவீடுகள் இருண்ட பொருளின் இருப்பை உறுதிப்படுத்துகின்றன. இருண்ட பொருட்கள் பெரும், பெரும் திரிகளாக பிரபஞ்சத்தில் பரவி இருக்கின்றன. அவற்றுக்கு இடையில் வெற்றிட இடைவெளி இருப்பதையும் வானவியல் அறிஞர்கள் கண்டுபிடித்துள்ளனர்.

இருண்ட பொருள் கண்களுக்குத் தெரியாததால் அதை தேடுவதற்கு வெவ்வேறு உத்திகள் மேற்கொள்ளப்படுகின்றன. மேலும் அது எங்கிருந்து வருகிறது என்று தெரியாது என்பதுதான் தெளிவான பதில். அதே சமயத்தில் இருண்ட பொருளுக்கு கூடுதலாக கரும் ஆற்றல் உள்ளது என்பது தெரிகிறது.

இருண்ட பொருளைப் பார்க்க முடியாது என்ற போதிலும் வானியலாளர்கள் பிரபஞ்சத்தில் உள்ள பொருள் கொத்துகள் (Cluster) மற்றும் பொருள் இயக்கத்தைக் கவனிப்பதன் மூலம் அதன் விநியோகத்தைப் பகுப்பாய்வு செய்கிறார்கள். அது தவிர துகள் இயற்பியலாளர்கள் இருண்ட பொருளை உருவாக்கும் அடிப்படை துகள்களை கண்டறிவதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளனர்.

இதற்காக நிலத்தடியில் இயற்பியல் ஆய்வகங்கள் அமைக்கப்பட்டுள்ளன. இதில் ராட்சத டிடெக்டர்களை உருவாக்கி வைத்துள்ளனர். இருண்ட பொருள் தங்கள் டிடெக்டரைத் தாக்கும் போது அதைக் கண்டுபிடிக்க முடியும் என உறுதியாக நம்புகின்றனர்.

நிலத்தடி ஆய்வகம்

காஸ்மிக் கதிர்களால் மியூயான்கள் எனப்படும் துகள்கள் உருவாக்கப்படுகின்றன. இந்த காஸ்மிக் கதிர்கள் தொடர்ந்து பூமியைத் தாக்கிக் கொண்டே இருக்கின்றன. இந்த காஸ்மிக் கதிர்வீச்சு மிகவும் மங்கலானது மற்றும் மனிதர்களைப் பாதிக்காது. ஆனால் இந்த பலவீனமான கதிர்வீச்சு கூட இருண்ட பொருளை அழிக்கக்கூடும்.

சர்வதேச விண்வெளி நிலையத்தில் ஆல்ஃபா மேக்னடிக் ஸ்பெக்ட்ரோமீட்டர் எனப்படும் கருவி பொருத்தப்பட்டுள்ளது. இந்த கருவி மூலம் காஸ்மிக் கதிர்களில் உள்ள எதிர்ப் பொருளைக் கண்டுபிடிக்க முடிகிறது. 2011 ஆம் ஆண்டு முதல் இது 100 பில்லியனுக்கும் அதிகமான காஸ்மிக் கதிர்களால் தாக்கப்பட்டுள்ளது என தெரிய வருகிறது.

ஆகவே காஸ்மிக் கதிர்கள் சோதனை முடிவுகளை மாற்றக்கூடிய பின்னணியைக் கொண்டுள்ளது. அதனால் தான் விஞ்ஞானிகள் இருண்ட பொருளைப் பாதுகாக்க ஆழமான நிலத்தடியில் ஆய்வகங்களை அமைத்துள்ளனர். நிலத்துக்கு கீழே ஒரு ஆய்வு ஆய்வகம் இருக்கும் போது பூமியின் மேற்பரப்பில் உள்ள காஸ்மிக் கதிர்களின் பாதிப்புகள் அங்கே இருக்காது. மிகவும் குறைவான அளவிலே காஸ்மிக் கதிர்களே உள்ளே நுழைய முடியும்.

அடர்ந்த மலைகளுக்கு கீழே நிலத்தடியில் ஆய்வகம் அமைக்கும் போது காஸ்மிக் கதிரின் மியூயான்களில் பெரும்பாலானவற்றை வடிகட்டி விடலாம். இதனால் விண்வெளியில் இருந்து பூமியை தாக்கும் கதிர் வீச்சில் 0.000001 சதவீதம் வரை தடுக்க முடியும். ஆகவே காஸ்மிக் கதிர்களால் இந்த ஆய்வுக்கு எந்த பாதிப்பும் ஏற்படக்கூடாது என்பதற்காகவே மலைகளுக்கு கீழே நிலத்துக்கடியில் ஆய்வகம் அமைத்துள்ளனர்.

கான்கிரீட் மற்றும் மலையில் உள்ள நீர் மற்றும் பாறைகளில் இருந்து வெளியேறும் பலவீனமான கதிர்வீச்சு போன்றவை கூட இருண்ட பொருளுக்குச் சேதத்தை ஏற்படுத்தும். எனவே சோதனை அறைகள் கான்கிரீட் மற்றும் ரப்பர் கலவையால் வரிசையாக அமைக்கப்பட்டுள்ளன. இவை மலையின் கதிர்வீச்சில் இருந்து பாதுகாக்க உதவுகின்றன.

அமெரிக்கா

அமெரிக்காவில் சான் ஃபோர்ட் நிலத்தடி ஆய்வகம் (SURF) 1490 மீட்டர் ஆழத்தில் செயல்படுகிறது. இது ஐக்கிய அமெரிக்காவில் உள்ள மிக ஆழமான நிலத்தடி ஆய்வகமாகும். இது இருண்ட பொருள், நியூட்ரினோ இயற்பியல் ஆராய்ச்சி, உயிரியல், புவியியல் மற்றும் பொறியியல் போன்ற துறைகளில் பல சோதனைகளை மேற்கொண்டு வருகிறது.

இத்தாலி

அமெரிக்காவை விட மிகப்பெரிய நிலத்தடி ஆய்வகம் இத்தாலி நாட்டில் இயங்கி வருகிறது. இது நாசியோனலி டெல் கிரான் சாசோ ஆய்வகம் (LNGS) என அழைக்கப்படுகிறது. இது மத்திய இத்தாலியின் மிக உயரமான மலையான கிரான் சாசோவின் கீழே அமைந்துள்ளது. இந்த ஆய்வகம் 1700 மீட்டர் ஆழத்தில் இருக்கிறது. ஆய்வகத்தின் மேல் பகுதி 1400 மீட்டர் உயரமான பாறைகளால் மூடப்பட்டுள்ளது.

இது பிரபஞ்சத்தின் செயல்பாட்டை பற்றிய நுண்ணறிவை வழங்குவது என்பதை நோக்கமாகக் கொண்டு செயல்படுகிறது. இந்த ஆய்வகம் 29 நாடுகளில் உள்ள விஞ்ஞானிகளால் பயன்படுத்தப்படுகிறது. தற்போது சுமார் 1100 விஞ்ஞானிகள் 15 வகையான ஆய்வுகளில் ஈடுபட்டுள்ளனர். இங்கு பிரபஞ்சம் எவ்வாறு தொடங்கியது என்பதைக் கண்டுபிடிக்கும் நோக்கத்தில் ஆய்வுகள் நடைபெறுகின்றன. மேலும் நட்சத்திரங்கள் எப்படி வேலை செய்கின்றன போன்ற ஆய்வுகளும் மேற்கொள்ளப்படுகின்றன.

உலகின் பெரிய ஆய்வகம்

உலகின் மிக ஆழமான மற்றும் மிகப்பெரிய நிலத்தடி ஆய்வகம் சீனாவில் உள்ளது. இது இயற்பியல் சோதனைகளுக்கான ஆழமான நிலத்தடி மற்றும் மிகக் குறைந்த கதிர்வீச்சு பின்னணி வசதி (The Deep Underground and Ultra-low Radiation Background Facility for Frontier Physics Experiments – DURF) கொண்ட ஆய்வகம் ஆகும். இது ஜின்பிங் மலைக்கு (Jinping Mountain) அடியில் அமைந்துள்ளது.

சீனாவின் தென்மேற்கு சிச்சுவான் மாகாணத்தில் உள்ள ஒரு குறுகிய வடக்கு-தெற்கு மலைத்தொடர் ஜின்பிங் ஆகும். இது 80 கிலோ மீட்டர் நீளமும்,15 கிலோ மீட்டர் அகலமும் கொண்டது. ஜின்பிங் மலைத்தொடரின் உயரமான சிகரம் கடல் மட்டத்திலிருந்து 4420 மீட்டர் (14,500 அடி) உயரத்தில் உள்ளது. இதன் மலைகள் கரடு முரடானவை. இந்த மலையின் அடியில் இந்த ஆய்வகம் இருப்பதால் இது ஜின்பிங் நிலத்தடி ஆய்வகம் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது.

இந்த ஆய்வகம் 2010 ஆம் ஆண்டில் தொடங்கப்பட்டது. இது முதல் கட்ட ஆய்வகமாகும். அதன் பிறகு 2020 ஆம் ஆண்டில் இந்த ஆய்வகம் விரிவாக்கம் செய்யப்பட்டது. இந்த இரண்டாம் கட்ட ஆய்வகம் 2023 ஆம் ஆண்டு டிசம்பர் மாதத்தில் திறக்கப்பட்டது.

 

இது நிலப்பரப்புக்குக் கீழ் 2400 மீட்டர் (7,875 அடி) ஆழத்தில் அமைந்துள்ளது. இந்த ஆய்வக அறையின் மொத்த கொள்ளளவு 3,30,000 கன மீட்டர் ஆகும். இது நிலத்தடியில் 11.6 மில்லியன் கன அடிக்கு மேல் பரப்பளவைக் கொண்டுள்ளது. இது இத்தாலியின் கிரான் சாசோ தேசிய ஆய்வகத்தை விட இரண்டு மடங்கு பெரியதாகும்.

இந்த ஆய்வகம் கண்ணுக்குத் தெரியாத இருண்ட பொருளை ஆராய்வதற்கு ஒரு சுத்தமான இடத்தை வழங்குகிறது என விஞ்ஞானிகள் கூறுகின்றனர். இதன் அதீத ஆழம் குழப்பம் விளைவிக்கும் பெரும்பாலான காஸ்மிக் கதிர்களைத் தடுக்க உதவுகிறது. காஸ்மிக் கதிர்கள் மிக குறைவான அளவிலேயே ஆய்வகத்தில் ஊடுருவ முடியும். இது பூமியின் மேற்பரப்பில் உள்ளதை விட 100 மில்லியனில் ஒரு பங்கு மட்டுமே என கணக்கிடப்பட்டுள்ளது.

இந்த ஆய்வகத்தில் பத்துக்கும் மேற்பட்ட தலைசிறந்த பல்கலைக்கழகங்களின் ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஆய்வு நடத்தி வருகின்றனர். இது உலகத்தரம் வாய்ந்த ஆழமான நிலத்தடி அறிவியல் ஆராய்ச்சி மையமாக விளங்குகிறது. இங்கு துகள் இயற்பியல், அணு வானியற்பியல் மற்றும் உயிர் அறிவியல் உள்ளிட்ட பல துறைகளைச் சேர்ந்த ஆய்வுகளும் நடத்தப்படுகின்றன.

கட்டுரையாளர் : 

ஏற்காடு இளங்கோ
அறிவியல் எழுத்தாளர்

இப்பதிவு குறித்த தங்கள் கருத்துக்களை அவசியம் கீழே உள்ள Comment Boxல் பதிவிட வேண்டுகிறோம்.

புக் டே இணையதளத்திற்கு தங்களது நூல் அறிமுகம், கட்டுரைகள் (அறிவியல், பொருளாதாரம், இலக்கியம்), கவிதைகள், சிறுகதை என அனைத்து  படைப்புகளையும், எங்களது bookday24@gmail.com மெயில் அனுப்பிட வேண்டுகிறோம்.