अंटार्कटिका से एंटीमैटर और डार्क मैटर की खोज के लिए GAPS स्पेक्ट्रोमीटर का प्रक्षेपण

16 दिसंबर, 2025 को, अंटार्कटिका के बर्फीले विस्तार से एक महत्वपूर्ण वैज्ञानिक अभियान शुरू हुआ। इस मिशन में एक विशाल वैज्ञानिक गुब्बारे का उपयोग किया गया है, जिसे ब्रह्मांडीय एंटीमैटर के दुर्लभ नाभिकों की खोज के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह उपकरण, जिसे सामान्य एंटीपार्टिकल स्पेक्ट्रोमीटर (GAPS) के नाम से जाना जाता है, नासा के वार्षिक दीर्घकालिक गुब्बारा प्रक्षेपण अभियान के तहत छोड़ा गया था। यह प्रक्षेपण अमेरिकी राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन के मैक-मर्डो स्टेशन के पास, रॉस आइस शेल्फ पर स्थित बेस से किया गया था।

इस वैज्ञानिक प्रयास का मुख्य लक्ष्य पृथ्वी की सतह से लगभग 36 किलोमीटर ऊपर, यानी 120,000 फीट की परिचालन ऊंचाई तक पहुंचना है। इस ऊंचाई पर, वायुमंडल इतना विरल होता है कि कणों के पंजीकरण के लिए सर्वोत्तम परिस्थितियाँ बनती हैं। GAPS प्रयोग को विशेष रूप से एंटीड्यूट्रॉन का पता लगाने के लिए कैलिब्रेट किया गया है। ये एंटीड्यूट्रॉन डार्क मैटर की कण प्रकृति के पहले अप्रत्यक्ष प्रमाण बन सकते हैं, जो ब्रह्मांड के कुल द्रव्यमान का अनुमानित 80% से अधिक हिस्सा बनाता है। न्यूजीलैंड के मानक समय के अनुसार 16 दिसंबर को सुबह 5:30 बजे सफल प्रक्षेपण हुआ, जिसने महाद्वीप के चारों ओर घूमने वाली बहु-सप्ताह की अवलोकन अवधि की शुरुआत की।

GAPS एक नवीन तकनीक का उपयोग करता है जो एंटीकणों की पहचान पर आधारित है। यह विधि पहले एक विदेशी परमाणु (Exotic Atom) के निर्माण पर निर्भर करती है, जिसके बाद यह परमाणु एक्स-रे उत्सर्जित करते हुए विघटित होता है, और अंत में एनहिलेशन (विनाश) से उत्पन्न होने वाले पायन-प्रोटॉन निशान को दर्ज किया जाता है। चुंबकीय स्पेक्ट्रोमीटर वाले प्रयोगों के विपरीत, यह अवधारणा कम ऊर्जा वाले एंटीकणों, जैसे कि एंटीप्रोटॉन और एंटीड्यूट्रॉन, का पता लगाने में उच्च संवेदनशीलता प्रदान करती है, जबकि पृष्ठभूमि के शोर को काफी हद तक दबा देती है। दक्षिणी ध्रुव के निकट कम भू-चुंबकीय कठोरता कटऑफ (Geomagnetic Rigidity Cutoff) इस उपकरण की संवेदनशीलता को और बढ़ा देती है, खासकर कम ऊर्जा वाले एंटीड्यूट्रॉन के लिए, जिनकी उपस्थिति कई डार्क मैटर सिद्धांतों द्वारा इसी ऊर्जा सीमा में अनुमानित की गई है।

GAPS परियोजना एक अंतरराष्ट्रीय सहयोग का परिणाम है, जिसमें हवाई विश्वविद्यालय, मानोआ ने अग्रणी भूमिका निभाई है। इस विकास में कोलंबिया विश्वविद्यालय, कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय, लॉस एंजिल्स, और नॉर्थईस्टर्न विश्वविद्यालय जैसे संस्थानों के साथ-साथ जापान, इटली और चीन के भागीदारों का भी महत्वपूर्ण योगदान रहा है। परियोजना के प्रमुख, प्रोफेसर फिलिप वॉन डोएतिनहेम ने इस बात पर प्रकाश डाला कि यह प्रयोग हवाई को आधुनिक भौतिकी की सबसे बड़ी पहेलियों में से एक को सुलझाने में सबसे आगे रखता है। इस तकनीक के पिछले परीक्षणों में 2005 में जापान के केईके त्वरक (KEK accelerator) में अवधारणा का सत्यापन और जून 2012 में एक प्रोटोटाइप (pGAPS) का उड़ान परीक्षण शामिल है।

यह मिशन नासा के एक बड़े अभियान का हिस्सा है, जिसके तहत PUEO (पेलोड फॉर अल्ट्राहाई एनर्जी ऑब्जर्वेशन) नामक उपकरण भी प्रक्षेपित किया गया है। PUEO नासा के 'एस्ट्रोफिजिकल पायनियर्स' कार्यक्रम के तहत चुना गया पहला प्रोजेक्ट है, जिसका उद्देश्य कम लागत पर अग्रणी शोध को समर्थन देना है। जहाँ PUEO न्यूट्रिनो का पता लगाने पर केंद्रित है, वहीं GAPS एंटीमैटर पर ध्यान केंद्रित करता है, जो ब्रह्मांड के अध्ययन के प्रति एक बहुआयामी दृष्टिकोण को दर्शाता है। डेटा संग्रह, जो कई हफ्तों तक चलने की उम्मीद है, डार्क मैटर मॉडल के लिए अभूतपूर्व सीमाएँ प्रदान करेगा। GAPS के परिणाम या तो ब्रह्मांडीय एंटीड्यूट्रॉन की पहली स्पष्ट खोज की ओर ले जाएंगे, या उन मॉडलों की एक विस्तृत श्रृंखला को खारिज कर देंगे जो उनके निर्माण की भविष्यवाणी करते हैं।