ফার্মি ডেটা বিশ্লেষণ: ডার্ক ম্যাটার অ্যানিহিলেশনের সম্ভাব্য সংকেত উন্মোচিত

আধুনিক বিশ্বতত্ত্বের অন্যতম প্রধান ভিত্তি হলো ডার্ক ম্যাটার বা অনুদ্ঘাটিত পদার্থের অস্তিত্ব। এই অদৃশ্য উপাদানকে কেবল তার মহাকর্ষীয় প্রভাবের মাধ্যমেই শনাক্ত করা যায়। ধারণা করা হয়, মহাবিশ্বের মোট ভর-শক্তির প্রায় ২৭ শতাংশই এই ডার্ক ম্যাটার দ্বারা গঠিত। সম্প্রতি, টোকিও বিশ্ববিদ্যালয়ের অধ্যাপক তোমোনোরি তোতানি এক যুগান্তকারী বিশ্লেষণ উপস্থাপন করেছেন, যা এই রহস্যময় মহাজাগতিক উপাদানের প্রথম প্রত্যক্ষ পর্যবেক্ষণমূলক প্রমাণ হতে পারে।

অধ্যাপক তোতানি গত ২৬ নভেম্বর ২০২৫ তারিখে 'জার্নাল অফ কসমোলজি অ্যান্ড অ্যাস্ট্রোফিজিক্স'-এ তাঁর গবেষণাপত্রটি প্রকাশ করেন। এই গবেষণায় তিনি নাসার ফার্মি মহাকাশ পর্যবেক্ষণ কেন্দ্র কর্তৃক সংগৃহীত পনেরো বছরের ডেটা প্রক্রিয়াকরণ করেছেন। তাঁর বিশ্লেষণ মিল্কিওয়ে গ্যালাক্সির কেন্দ্রস্থল থেকে নির্গত গামা-রশ্মির এক অবশিষ্টাংশ উজ্জ্বলতা চিহ্নিত করেছে, যা পরিচিত সকল বিকিরণ উৎস বাদ দেওয়ার পরেও অবশিষ্ট ছিল। এই উজ্জ্বলতা একটি হ্যালো বা বলয়ের আকার ধারণ করেছিল।

পর্যবেক্ষণকৃত এই উজ্জ্বলতার ফোটন শক্তির চূড়াটি ঠিক ২০ গিগাইলেকট্রনভোল্ট (GeV) এ স্থির ছিল। এই মানটি তাত্ত্বিকভাবে পূর্বাভাসিত দুর্বলভাবে মিথস্ক্রিয় বিশাল কণা বা WIMP (Weakly Interacting Massive Particles)-এর অ্যানিহিলেশন প্রক্রিয়ার সঙ্গে পুরোপুরি মিলে যায়। এই পর্যবেক্ষণগুলি দৃঢ়ভাবে ইঙ্গিত দেয় যে, এই WIMP কণাগুলির ভর প্রোটনের ভরের প্রায় ৫০০ গুণ হতে পারে। এটি নিঃসন্দেহে একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ তথ্য।

যদি এই তথ্যগুলি পরবর্তীকালে যাচাই করা সম্ভব হয়, তবে মানবজাতি প্রথমবারের মতো ডার্ক ম্যাটারকে 'দেখতে' সক্ষম হবে। এর অর্থ দাঁড়াবে পদার্থবিজ্ঞানের স্ট্যান্ডার্ড মডেলের বাইরে এক নতুন মৌলিক কণার আবিষ্কার। ডার্ক ম্যাটারের ধারণাটি প্রথম বৈজ্ঞানিক মহলে প্রবেশ করে ১৯৩০-এর দশকে, যখন জ্যোতির্বিজ্ঞানী ফ্রিটজ জুইকি কোমা ক্লাস্টারে গ্যালাক্সিগুলির ঘূর্ণনে অস্বাভাবিকতা লক্ষ্য করেন। তিনি দেখেছিলেন যে, দৃশ্যমান বস্তুর ভর গ্যালাক্সিগুলিকে মহাকর্ষীয়ভাবে ধরে রাখার জন্য যথেষ্ট ছিল না। এরপর ১৯৩২ সালে ডাচ জ্যোতির্বিজ্ঞানী ইয়ান ওর্ট ডার্ক ম্যাটারের ঘনত্ব সম্পর্কে আরও সুনির্দিষ্ট ধারণা দেন, যেখানে তিনি অনুমান করেছিলেন যে এটি ম্লান তারা বা উল্কাপিণ্ড দ্বারা গঠিত হতে পারে।

এই সম্ভাব্য গুরুত্বপূর্ণ আবিষ্কার সত্ত্বেও, বৈজ্ঞানিক মহল সতর্ক থাকার পরামর্শ দিয়েছে। তাঁরা উল্লেখ করেছেন যে, গ্যালাক্সির কেন্দ্রের মতো অত্যন্ত ঘন অঞ্চলে অন্যান্য সমস্ত জ্যোতিঃপদার্থবিজ্ঞান সংক্রান্ত উৎসকে সম্পূর্ণরূপে বাদ দেওয়া অত্যন্ত কঠিন কাজ। সারে বিশ্ববিদ্যালয়ের অধ্যাপক জাস্টিন রিড এই প্রসঙ্গে মন্তব্য করেছেন যে, ডার্ক ম্যাটারে সমৃদ্ধ বামন গ্যালাক্সিগুলি থেকে অনুরূপ কোনো সংকেত পাওয়া যায়নি। ইউনিভার্সিটি কলেজ লন্ডনের (UCL) অধ্যাপক কিনওয়া উ এই ধরনের গুরুতর দাবির জন্য 'অসাধারণ প্রমাণের' প্রয়োজনীয়তার ওপর জোর দিয়েছেন। অধ্যাপক তোতানি নিজেও একমত যে, চূড়ান্তভাবে নিশ্চিত হওয়ার জন্য ডার্ক ম্যাটারের উচ্চ ঘনত্বযুক্ত অন্যান্য স্থানে, বিশেষত বামন গ্যালাক্সিগুলিতে, একই বর্ণালী স্বাক্ষরযুক্ত গামা-রশ্মি সনাক্ত করা আবশ্যক।

বহু দশক ধরে WIMP কণা অনুসন্ধানে বিভিন্ন পরীক্ষা-নিরীক্ষা চলেছে, যার মধ্যে রয়েছে ভূমি-ভিত্তিক ডিটেক্টর এবং লার্জ হ্যাড্রন কোলাইডারের (LHC) মতো ত্বারক যন্ত্রের ব্যবহার। তবে এখন পর্যন্ত কোনো সুস্পষ্ট ফলাফল মেলেনি। অন্যদিকে, LZ-এর মতো জেননভিত্তিক পরীক্ষাগুলি WIMP-এর জন্য কঠোর সীমা নির্ধারণ করেছে। অন্যদিকে, ২০১৭ সালে প্রতিষ্ঠিত গ্লোবাল আর্গন ডার্ক ম্যাটার কোলাবোরেশন (Global Argon Dark Matter Collaboration) ভিন্ন ভরের পরিসর অনুসন্ধানের জন্য নিষ্ক্রিয় গ্যাসে নির্মিত ডিটেক্টর নিয়ে কাজ করছে। বর্তমান ফলাফলগুলি এই প্রায় শতাব্দী প্রাচীন বৈজ্ঞানিক অনুসন্ধানে একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, যদিও এখনো অপ্রমাণিত, মোড় ঘোরানোর সম্ভাবনা বহন করে।