साऊथ डकोटाच्या जंगलात नेमकं काय रहस्य दडलंय? विश्वाच्या अस्तित्वाचं गूढ उलगडेल?

ब्रह्मांड कसं निर्माण झालं, आपण यात का आहोत, याचं उत्तर शोधण्यासाठी जगभरातील शास्त्रज्ञ संवेदनशील उपकरणांच्या साहाय्याने न्यूट्रिनो या सूक्ष्मकणांचा अभ्यास करत आहेत.

अमेरिका आणि जपानमधील दोन आघाडीच्या संशोधन प्रकल्पांमधून या रहस्याचा वेध घेतला जात आहे. यातील शोध ब्रह्मांड आणि मानवजातीच्या मूळाविषयीचे ज्ञान पूर्णपणे बदलून टाकू शकतो.

साऊथ डकोटाच्या जंगलांतील धुक्याच्या वर वसलेल्या एका प्रयोगशाळेत शास्त्रज्ञ विज्ञानाच्या सर्वात मोठ्या प्रश्नांचं उत्तर शोधत आहेत- आपलं विश्व का अस्तित्वात आहे?

ते या प्रयोगात काही वर्षे पुढे असणाऱ्या जपानी शास्त्रज्ञांच्या एका स्वतंत्र टीमसोबत याचं उत्तर शोधण्याच्या प्रयत्नात आहेत.

सध्याची विश्वाची उत्पत्ती (ब्रह्मांड) कशी झाली याचा सिद्धांत आपल्या सभोवती दिसणाऱ्या ग्रह, तारे आणि आकाशगंगा यांचं अस्तित्व समजावून सांगू शकत नाही.

दोन्ही टीम्स याचं उत्तर शोधण्याच्या आशेनं न्यूट्रिनो नावाच्या एक उप-अणुगोलक कणाचा अभ्यास करणारे डिटेक्टर तयार करत आहेत.

अमेरिकेच्या नेतृत्वाखालील आंतरराष्ट्रीय सहकार्य समूहाला आशा आहे की, या प्रश्नाचं उत्तर भूगर्भातील खोल जागेत सापडेल, जिथं 'डीप अंडरग्राउंड न्यूट्रिनो एक्सपेरिमेंट (ड्यून)' नावाचा प्रयोग सुरू आहे.

शास्त्रज्ञ 1,500 मीटर खोल जमिनीखाली तीन विशाल भूमिगत गुहांमध्ये जाणार आहेत. या गुहेची इतकी मोठी व्याप्ती आहे की, बांधकाम करणाऱ्या कामगारांचे आणि त्यांच्या बुलडोझरचे प्रमाण एखाद्या लहान प्लास्टिकच्या खेळण्यांसारखे वाटते.

35 देशांतील 1,400 शास्त्रज्ञ, 1500 मीटर खोल जमिनीखाली

या सुविधेचे विज्ञान संचालक, डॉ. जॅरेट हेइस यांनी या विशाल गुहांचे वर्णन 'विज्ञानासाठीचे कॅथेड्रल' असं केलं आहे.

डॉ. हेइस गेली सुमारे दहा वर्षं सॅनफोर्ड अंडरग्राउंड रिसर्च फॅसिलिटीमध्ये (सर्फ) या गुहांच्या बांधकामात सहभागी आहेत. या गुहा ड्यूनला वरच्या जगातील आवाज आणि किरणोत्सर्गापासून अलिप्त ठेवतात. आता, ड्यून पुढील टप्प्यासाठी सज्ज आहे.

"आम्ही अशा डिटेक्टरची बांधणी करण्यास तयार आहोत, जो आपल्या विश्वाच्या समजुतीत बदल घडवेल. अशी उपकरणं वापरून 35 देशांतील 1,400 हून अधिक शास्त्रज्ञांच्या सहकार्याने ती तैनात केली जातील, जी 'आपण का अस्तित्वात आहोत?' या प्रश्नाचं उत्तर शोधण्यास उत्सुक आहेत," असं ते म्हणाले.

जेव्हा विश्वाची निर्मिती झाली, तेव्हा दोन प्रकारचे कण तयार झाले, पदार्थ - ज्यातून तारे, ग्रह आणि आपल्याभोवती असलेल्या सर्व गोष्टी बनलेल्या आहेत आणि त्याच प्रमाणात, अँटीमॅटर (प्रतिपदार्थ), पदार्थाच्या अगदी विरुद्ध.

सैद्धांतिकदृष्ट्या, दोघांनी एकमेकांना रद्द करायला हवं होतं आणि फक्त ऊर्जेच्या एका मोठ्या स्फोटाशिवाय काहीही सोडलेलं नाही आणि तरीही, इथे आपण महत्त्वाचे आहोत.

शास्त्रज्ञांना विश्वास आहे की आपण का अस्तित्वात आहोत, याचं उत्तर समजून घेण्यासाठी 'न्युट्रिनो' नावाच्या कणाचा आणि त्याच्या प्रतिद्रव्याचा 'अँटी-न्युट्रिनो'चा अभ्यास करणं आवश्यक आहे.

ते दोन्ही प्रकारच्या कणांचे बीम इलिनॉयसच्या खोल भूगर्भातून साऊथ डकोटामधील डिटेक्टरकडे, म्हणजेच 800 मैलांवर, पाठवतील.

संशोधनातून क्रांतीकारक बदल घडेल

याचं कारणं असं की, प्रवास करताना, न्युट्रिनो आणि अँटी-न्युट्रिनो थोड्याशा प्रमाणात बदलत जातात.

हे बदल न्यूट्रिनो आणि अँटी-न्यूट्रिनोसाठी वेगळे आहेत की नाही हे शास्त्रज्ञांना शोधायचं आहे. जर तसं आढळलं, तर त्यातून त्यांना हे उत्तर सापडू शकतं की पदार्थ (मॅटर) आणि प्रतिपदार्थ (अँटी-मॅटर) एकमेकांना निष्प्रभ का करत नाहीत.

ड्यून हा एक आंतरराष्ट्रीय सहयोग समूह आहे, ज्यामध्ये 30 देशांतील 1,400 शास्त्रज्ञ सहभागी आहेत. यामध्ये ससेक्स विद्यापीठाच्या डॉ. केट शॉ यांचाही समावेश आहे.

त्यांनी सांगितलं की, या संशोधनातून होणारी शोधांची माहिती आपली ब्रह्मांडाविषयीची समज आणि माणसानं स्वतःकडे पाहण्याच्या दृष्टिकोनात "क्रांतिकारी" बदल घडवू शकते.

"आपण सध्या येथे आहोत हे खरोखरच रोमांचक आहे. कारण आपल्याकडे आता तंत्रज्ञान, अभियांत्रिकी, संगणक सॉफ्टवेअर कौशल्यं उपलब्ध आहेत, ज्याच्या मदतीनं आपण या मोठ्या प्रश्नांचा खऱ्या अर्थाने सामना करू शकतो," असं त्या म्हणाल्या.

जपानी शास्त्रज्ञांची टीमही सक्रिय

जगाच्या दुसऱ्या टोकाला, जपानी शास्त्रज्ञ त्याच प्रश्नांची उत्तरे शोधण्यासाठी तेजस्वी सुवर्णगोलांचा वापर करत आहेत. त्यांच्या संपूर्ण वैभवात चमकणारी ही रचना विज्ञानासाठी एक मंदिरासारखी वाटते, जी साउथ डकोटामधील 6,000 मैल (9,650 किमी) अंतरावर असलेल्या कॅथेड्रलचे प्रतिबिंब आहे.

हे शास्त्रज्ञ हायपर-के नावाचा एक नवीन न्यूट्रिनो डिटेक्टर तयार करत आहेत, जो त्यांच्या विद्यमान सुपर-के डिटेक्टरपेक्षा अधिक मोठा आणि उत्कृष्ट असेल.

जपानच्या नेतृत्वाखालील टीम तीन वर्षांच्या आत त्यांचा न्यूट्रिनो बीम चालू करण्यासाठी तयार होईल, जो अमेरिकन प्रकल्पाच्या तुलनेत काही वर्षे पुढं आहे.

जसं की ड्यून, हायपर-के देखील एक आंतरराष्ट्रीय सहकार्य आहे. लंडनमधील इम्पिरियल कॉलेजचे डॉ. मार्क स्कॉट यांचा विश्वास आहे की, त्यांची टीम ब्रह्मांडाच्या उत्पत्तीबद्दलचा एक महत्त्वाचा शोध लावण्याच्या दृष्टीने अग्रेसर आहे.

"आम्ही लवकर सुरु होतो आणि आमच्याकडे मोठा डिटेक्टर आहे, त्यामुळे ड्यूनच्या तुलनेत आमच्याकडे अधिक संवेदनशीलता असावी," असं ते म्हणतात.

दोन्ही प्रयोग एकाच वेळी चालवण्याचा अर्थ असा आहे की, वैज्ञानिकांना एका प्रयोगाच्या तुलनेत अधिक शिकता येईल, पण ते म्हणतात, "माझी इच्छा आहे की आम्ही तिथे आधी पोहोचायला हवं!"

क्वीन्स मेरी युनिव्हर्सिटी ऑफ लंडन येथील डॉ. लिंडा क्रेमोनेसी या ड्यून प्रकल्पावर काम करत आहेत. म्हणाल्या की, जपानी नेतृत्वाखालील टीमला ते पहिल्यांदा पोहोचले म्हणून खरी परिस्थिती कशी आहे याचं संपूर्ण चित्र मिळणार नाही.

"एक प्रकारे ही शर्यत आहे, पण हायपर के कडे अद्याप ते सर्व घटक नाहीत, जे त्यांना न्युट्रिनो आणि अँटी-न्यूट्रिनो वेगळ्या पद्धतीने वागतात की नाही हे समजून घेणे आवश्यक आहे."

शर्यत सुरु असली तरी, पहिले निकाल काही वर्षांनीच अपेक्षित आहेत. सुरूवातीला नेमकं काय घडलं, ज्यामुळे आपलं अस्तित्व आलं, हा प्रश्न सध्या सध्या तरी गूढ आहे.