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डार्क मैटर डिटेक्टर सिम्युलेटर

एक आभासी भूमिगत प्रयोगशाला में अदृश्य कणों की खोज करें

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डार्क मैटर डिटेक्शन क्या है?

डार्क मैटर ब्रह्मांड के सभी द्रव्यमान का 85% है, फिर भी यह पूरी तरह अदृश्य है। भूमिगत गहराई में दबे डिटेक्टर तरल ज़ेनॉन का उपयोग करते हैं उस अत्यंत दुर्लभ क्षण को पकड़ने के लिए जब एक डार्क मैटर कण एक सामान्य परमाणु से टकराता है — जैसे एक अदृश्य ब्रह्मांडीय हवा को महसूस करना।

यह क्यों मायने रखता है? डार्क मैटर को समझना भौतिकी में क्रांति लाएगा और हमारे ब्रह्मांड की छिपी संरचना को प्रकट करेगा। LZ प्रयोग — दुनिया का सबसे संवेदनशील डिटेक्टर — प्रारंभिक डिटेक्टरों से 30 लाख गुना अधिक संवेदनशील है।

🎯 सिम्युलेटर टिप्स

📚 शब्दावली

WIMP
वीकली इंटरेक्टिंग मैसिव पार्टिकल - डार्क मैटर के लिए एक अग्रणी सैद्धांतिक उम्मीदवार। WIMP का द्रव्यमान भारी परमाणुओं के बराबर होगा, लेकिन वे केवल गुरुत्वाकर्षण और कमजोर परमाणु बल के माध्यम से परस्पर क्रिया करते हैं, जिससे उनका पता लगाना बेहद कठिन हो जाता है।
Liquid Xenon TPC
टाइम प्रोजेक्शन चैंबर अल्ट्रा-शुद्ध तरल क्सीनन से भरा हुआ है। जब कोई कण क्सीनन के साथ संपर्क करता है, तो यह प्रकाश (सिंटिलेशन) और मुक्त इलेक्ट्रॉन दोनों का उत्पादन करता है, जिससे घटना स्थान और ऊर्जा के 3डी पुनर्निर्माण की अनुमति मिलती है।
Nuclear Recoil
किसी आने वाले कण से टकराने के बाद परमाणु नाभिक का उछाल। डार्क मैटर खोज WIMP टकरावों से पीछे हटने वाले क्सीनन नाभिक की तलाश करती है, जो विशिष्ट प्रकाश और चार्ज सिग्नल उत्पन्न करते हैं।
CEvNS
सुसंगत लोचदार न्यूट्रिनो-न्यूक्लियस स्कैटरिंग - एक प्रक्रिया जहां एक न्यूट्रिनो व्यक्तिगत न्यूक्लियंस के बजाय पूरे परमाणु नाभिक के साथ बातचीत करता है। पहली बार 2017 में देखा गया, यह ऐसे संकेत बनाता है जो डार्क मैटर की नकल कर सकते हैं।
Neutrino Fog
न्यूट्रिनो संकेतों की पृष्ठभूमि (विशेष रूप से सौर न्यूट्रिनो से) जो बहुत कम ऊर्जा पर संभावित डार्क मैटर संकेतों से अप्रभेद्य हो जाती है, जो डिटेक्टरों के लिए एक मौलिक संवेदनशीलता स्तर बनाती है।
Cross Section
इस संभावना का माप कि दो कण परस्पर क्रिया करेंगे। डार्क मैटर भौतिकी में, यह मापता है कि एक WIMP के नाभिक से बिखरने की कितनी संभावना है। वर्ग सेंटीमीटर (सेमी²) या पिकोबार्न में मापा जाता है।
Background Events
गैर-डार्क-मैटर इंटरैक्शन जो WIMP सिग्नल की नकल कर सकते हैं, जिसमें कॉस्मिक किरणें, डिटेक्टर सामग्री से रेडियोधर्मी क्षय और न्यूट्रिनो इंटरैक्शन शामिल हैं। पृष्ठभूमि को कम करना डिटेक्टर संवेदनशीलता की कुंजी है।
Scintillation
जब कोई कण किसी पदार्थ में ऊर्जा जमा करता है तो प्रकाश का उत्सर्जन होता है। तरल क्सीनन डिटेक्टरों में, प्रारंभिक फ्लैश (एस1) और ड्रिफ्टेड इलेक्ट्रॉनों (एस2) से विलंबित संकेत दोनों रिकॉर्ड किए जाते हैं।
Fiducial Volume
डिटेक्टर का आंतरिक क्षेत्र जहां माप सबसे विश्वसनीय होते हैं, किनारों से दूर जहां डिटेक्टर दीवारों से पृष्ठभूमि विकिरण अधिक होता है।
Discrimination
प्रकाश और चार्ज संकेतों के अनुपात के आधार पर परमाणु रिकॉइल्स (संभावित डार्क मैटर सिग्नल) को इलेक्ट्रॉन रिकॉइल्स (पृष्ठभूमि) से अलग करने की क्षमता।
GeV/c²
गीगाइलेक्ट्रॉनवोल्ट को प्रकाश की गति के वर्ग से विभाजित किया जाता है - कण भौतिकी में प्रयुक्त द्रव्यमान की एक इकाई। एक प्रोटॉन का द्रव्यमान लगभग 0.938 GeV/c² होता है। WIMP की परिकल्पना कुछ GeV/c² से लेकर कई TeV/c² तक की होती है।
SURF
सैनफोर्ड अंडरग्राउंड रिसर्च फैसिलिटी - लीड, साउथ डकोटा में स्थित, पूर्व होमस्टेक गोल्ड माइन में लगभग एक मील (1,478 मीटर) भूमिगत। मकान एलजेड प्रयोग।

🏆 प्रमुख व्यक्ति

Fritz Zwicky (1933)

सबसे पहले 1933 में कोमा आकाशगंगा समूह के अवलोकन के आधार पर डार्क मैटर (डंकल मैटेरी) के अस्तित्व का प्रस्ताव रखा गया था।

Vera Rubin (1970s)

आकाशगंगा के घूर्णन वक्रों के विस्तृत माप के माध्यम से डार्क मैटर के लिए ठोस साक्ष्य प्रदान किए गए, जिसमें दिखाया गया है कि तारे केवल दृश्यमान पदार्थ की तुलना में अधिक तेजी से परिक्रमा कर रहे हैं।

Rick Gaitskell (2022-present)

ब्राउन यूनिवर्सिटी में एलजेड प्रयोग के प्रवक्ता ने उस सहयोग का नेतृत्व किया जिसने अपने करियर में डिटेक्टर संवेदनशीलता में 3 मिलियन गुना सुधार हासिल किया।

Chamkaur Ghag (2024)

यूसीएल स्थित एलजेड के अंतर्राष्ट्रीय प्रवक्ता ने डब्ल्यूआईएमपी खोज विश्लेषण और डिटेक्टर विकास के प्रमुख पहलुओं का नेतृत्व किया

Ray Davis Jr. (1968)

नोबेल पुरस्कार विजेता न्यूट्रिनो भौतिक विज्ञानी जिनका दशकों पुराना होमस्टेक प्रयोग उसी दक्षिण डकोटा गुफा में अब एलजेड में है

Dan McKinsey (2012)

एलजेड प्रयोग की सह-स्थापना की और यूसी बर्कले/लॉरेंस बर्कले राष्ट्रीय प्रयोगशाला में तरल क्सीनन डिटेक्टर तकनीक का नेतृत्व किया।

Hugh Lippincott (2024-2025)

यूसीएसबी प्रयोगात्मक भौतिक विज्ञानी और प्रमुख एलजेड सहयोगी जिन्होंने WIMP डार्क मैटर गुणों पर सीमाएं निर्धारित करने में मदद की

🎓 शिक्षण संसाधन

💬 शिक्षार्थियों के लिए संदेश

डार्क मैटर विज्ञान के सबसे महान रहस्यों में से एक है - हम जानते हैं कि यह ब्रह्मांड को आकार दे रहा है, लेकिन हमने इसे सीधे तौर पर कभी नहीं पकड़ा है। एलजेड जैसे प्रयोगों का प्रत्येक अशक्त परिणाम विफलता नहीं है; यह समझने की दिशा में एक कदम है कि वास्तव में डार्क मैटर क्या है। आप जिस डिटेक्टर का अनुकरण कर रहे हैं वह दशकों की मानवीय सरलता और 37 संस्थानों के 250 वैज्ञानिकों के सहयोग का प्रतिनिधित्व करता है। शायद आप डार्क मैटर हंटर्स की अगली पीढ़ी में शामिल होने के लिए प्रेरित होंगे। याद रखें: ब्रह्मांड अधिकतर अदृश्य है, और अंधेरे में जो छिपा है उसकी खोज करने से हम वास्तविकता के बारे में जो कुछ भी जानते हैं उसे नया आकार मिल सकता है।

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