অ্যান্টার্কটিকা থেকে মহাজাগতিক প্রতিপদার্থ ও ডার্ক ম্যাটার অনুসন্ধানে জিএপিএস স্পেকট্রোমিটারের উৎক্ষেপণ

২০২৫ সালের ১৬ই ডিসেম্বর, অ্যান্টার্কটিকার বরফাবৃত প্রান্তর থেকে একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈজ্ঞানিক অভিযান শুরু হয়েছে। এই অভিযানে একটি বিশাল বৈজ্ঞানিক বেলুন ব্যবহার করা হচ্ছে, যার মূল লক্ষ্য হলো মহাকাশ থেকে আসা বিরল নিউক্লিয়াসযুক্ত প্রতিপদার্থ (antimatter) শনাক্ত করা। এই যন্ত্রটির নাম হলো জেনারেল অ্যান্টিপার্টিকল স্পেকট্রোমিটার, যা সংক্ষেপে জিএপিএস (GAPS) নামে পরিচিত। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের ন্যাশনাল সায়েন্স ফাউন্ডেশনের অধীন ম্যাক-মার্ডো স্টেশনের নিকটবর্তী রস আইস শেল্ফ থেকে এটি উৎক্ষেপণ করা হয়। এটি নাসা (NASA)-এর বার্ষিক দীর্ঘস্থায়ী বেলুন উৎক্ষেপণ কর্মসূচির অংশ ছিল।

জিএপিএস মিশনের লক্ষ্য হলো পৃথিবীর পৃষ্ঠ থেকে প্রায় ৩৬ কিলোমিটার উপরে, অর্থাৎ ১২০,০০০ ফুট উচ্চতায় পৌঁছানো। এই উচ্চতায় বায়ুমণ্ডল অত্যন্ত পাতলা থাকে, যা কণা শনাক্তকরণের জন্য আদর্শ পরিবেশ সৃষ্টি করে। এই পরীক্ষামূলক যন্ত্রটিকে বিশেষভাবে অ্যান্টিডিউট্রন (antideuterons) শনাক্ত করার জন্য তৈরি করা হয়েছে। বিজ্ঞানীরা মনে করেন, এই কণাগুলোই ডার্ক ম্যাটারের কণা প্রকৃতির প্রথম পরোক্ষ প্রমাণ দিতে পারে। মহাবিশ্বের মোট ভরের ৮০ শতাংশেরও বেশি ডার্ক ম্যাটার দ্বারা গঠিত বলে অনুমান করা হয়। নিউজিল্যান্ডের স্থানীয় সময় সকাল ৫:৩০ মিনিটে সফল উৎক্ষেপণের মাধ্যমে এই বহু-সপ্তাহব্যাপী পর্যবেক্ষণ শুরু হলো, যা মহাদেশটির চারপাশে বেলুনটিকে ঘুরিয়ে নিয়ে যাবে।

জিএপিএস প্রতিপদার্থ শনাক্তকরণের জন্য একটি অভিনব পদ্ধতি অবলম্বন করে। এই পদ্ধতিতে প্রথমে একটি এক্সোটিক পরমাণু তৈরি করা হয়, এরপর সেটি ভেঙে গেলে এক্স-রে নির্গত হয়। সবশেষে, অ্যানিহিলেশন থেকে উৎপন্ন পিয়ন-প্রোটন ট্র্যাকটি নথিভুক্ত করা হয়। এই কৌশলটি প্রচলিত চৌম্বকীয় স্পেকট্রোমিটারের পরীক্ষাগুলির থেকে ভিন্ন, কারণ এটি অ্যান্টিপ্রোটন এবং অ্যান্টিডিউট্রনের মতো কম শক্তির প্রতিপদার্থ শনাক্ত করতে অত্যন্ত সংবেদনশীলতা দেখায়, একই সাথে পটভূমির অবাঞ্ছিত শব্দকে কার্যকরভাবে দমন করে। দক্ষিণ মেরুর কাছাকাছি কম ভূ-চৌম্বকীয় কাঠিন্যের কারণে যন্ত্রটির সংবেদনশীলতা আরও বাড়ে, বিশেষত সেই কম শক্তির অ্যান্টিডিউট্রনগুলির জন্য, যা ডার্ক ম্যাটারের অনেক তত্ত্ব অনুসারে এই নির্দিষ্ট পরিসরেই দৃশ্যমান হওয়ার কথা।

জিএপিএস প্রকল্পটি একটি আন্তর্জাতিক সহযোগিতার ফসল। হাওয়াই বিশ্ববিদ্যালয়, মানোয়া এই প্রকল্পের উন্নয়নে প্রধান ভূমিকা পালন করেছে। এছাড়াও, কলাম্বিয়া বিশ্ববিদ্যালয়, ইউনিভার্সিটি অফ ক্যালিফোর্নিয়া, লস অ্যাঞ্জেলেস (UCLA), এবং নর্থইস্টার্ন ইউনিভার্সিটি সহ জাপান, ইতালি ও চীনের অংশীদাররাও এতে যুক্ত ছিলেন। প্রকল্পের পরিচালক অধ্যাপক ফিলিপ ফন ডোয়েটিংহেম উল্লেখ করেছেন যে এই পরীক্ষাটি আধুনিক পদার্থবিজ্ঞানের অন্যতম বৃহৎ রহস্য উন্মোচনে হাওয়াইকে অগ্রভাগে স্থাপন করেছে। এই প্রযুক্তির পূর্ববর্তী যাচাইকরণ পরীক্ষাগুলির মধ্যে ২০০৫ সালে জাপানের কেক (KEK) অ্যাক্সিলারেটরে ধারণার প্রমাণ এবং ২০১২ সালের জুনে একটি প্রোটোটাইপ (pGAPS) এর উড্ডয়ন পরীক্ষা অন্তর্ভুক্ত ছিল।

এই অভিযানটি নাসার বৃহত্তর কর্মসূচির অংশ, যার অধীনে পিইউইও (PUEO - Payload for Ultrahigh Energy Observations) নামক অন্য একটি যন্ত্রও উৎক্ষেপণ করা হয়েছে। পিইউইও হলো নাসার ‘অ্যাস্ট্রোফিজিক্যাল পায়োনিয়ার্স’ কর্মসূচির অধীনে নির্বাচিত প্রথম প্রকল্প, যা তুলনামূলকভাবে কম খরচে উচ্চ সম্ভাবনাময় গবেষণাকে সমর্থন করে। যেখানে পিইউইও নিউট্রিনো শনাক্তকরণের দিকে মনোনিবেশ করছে, সেখানে জিএপিএস প্রতিপদার্থ গবেষণায় জোর দিচ্ছে, যা মহাবিশ্ব অধ্যয়নের ক্ষেত্রে একটি বহুমুখী দৃষ্টিভঙ্গি তুলে ধরে। কয়েক সপ্তাহ ধরে তথ্য সংগ্রহের এই প্রক্রিয়া ডার্ক ম্যাটারের মডেলগুলির জন্য অভূতপূর্ব সীমাবদ্ধতা তৈরি করবে। জিএপিএস-এর ফলাফল হয় মহাজাগতিক অ্যান্টিডিউট্রনের প্রথম সুস্পষ্ট প্রমাণ দেবে, অথবা যে মডেলগুলি এদের উৎপত্তির পূর্বাভাস দেয়, তাদের একটি বিশাল পরিসরকে বাতিল করে দেবে।