सीईआरएन के अल्फा प्रयोग में पॉज़िट्रॉन शीतलन से एंटीहाइड्रोजन उत्पादन में आठ गुना वृद्धि

यूरोपीय संगठन फॉर न्यूक्लियर रिसर्च (CERN) के वैज्ञानिकों ने 18 नवंबर, 2025 को स्विट्जरलैंड में एंटीमैटर संश्लेषण से जुड़ी एक महत्वपूर्ण तकनीकी प्रगति की घोषणा की। यह उन्नति पॉज़िट्रॉन को ठंडा करने की एक नवीन विधि पर केंद्रित है, जिसके परिणामस्वरूप सुविधा की एंटीहाइड्रोजन फैक्ट्री के भीतर एंटीहाइड्रोजन परमाणुओं के उत्पादन की दर में आठ गुना तेजी आई है। इस शोध दल ने सफलतापूर्वक एक सहानुकूल शीतलन तकनीक लागू की, जिसमें लेजर-शीतलित बेरिलियम आयनों के एक सटीक रूप से नियंत्रित बादल का उपयोग किया गया ताकि पॉज़िट्रॉन की गतिज ऊर्जा को कुशलतापूर्वक कम किया जा सके, जो एंटीहाइड्रोजन के निर्माण के लिए एक महत्वपूर्ण पूर्व शर्त है।

यह इंजीनियरिंग उपलब्धि इसलिए महत्वपूर्ण है क्योंकि यह अल्फा सहयोग को बड़ी मात्रा में एंटीमैटर उत्पन्न करने की अनुमति देती है, जिसमें कुछ ही घंटों की अवधि में 15,000 से अधिक एंटीहाइड्रोजन परमाणुओं को संश्लेषित करने की क्षमता बताई गई है। अल्फा प्रयोग, जिसने पहले के एथेना (ATHENA) परियोजना का स्थान लिया, विशेष रूप से एंटीहाइड्रोजन परमाणुओं को फँसाने और सावधानीपूर्वक उनका अध्ययन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिससे वे अपने पदार्थ समकक्ष, मानक हाइड्रोजन के साथ प्रत्यक्ष, उच्च-सटीकता तुलना कर सकें। अल्फा प्रयोग के प्रवक्ता जेफरी हैंगस्ट ने इस तकनीकी छलांग के प्रायोगिक समयरेखा पर पड़ने वाले प्रभाव की पुष्टि की। यह विकास प्रायोगिक कण भौतिकी के क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण तकनीकी उन्नयन का प्रतीक है, जो एंटीमैटर के अध्ययन को प्रयोगशाला उद्देश्यों के लिए अत्यधिक कमी के युग से सापेक्ष प्रचुरता के युग में स्थानांतरित कर रहा है।

एंटीहाइड्रोजन बनाने के लिए, अल्फा सहयोग को पहले एंटीप्रोटॉन और पॉज़िट्रॉन के बादलों को अलग-अलग इकट्ठा करना, उन्हें ठंडा करना और फिर उन्हें मिलाना पड़ता है। इस प्रक्रिया में पॉज़िट्रॉन को कुशलतापूर्वक ठंडा करना एक प्रमुख बाधा थी, जिसमें कई वर्षों से क्रमिक सुधार किए जा रहे थे। नई तकनीक में, लेजर-शीतलित बेरिलियम आयनों के एक बादल को जाल में जोड़ा गया ताकि पॉज़िट्रॉन ऊर्जा खो सकें, जिसे सहानुकूल शीतलन कहा जाता है, जिससे पॉज़िट्रॉन बादल का तापमान लगभग -266 डिग्री सेल्सियस तक गिर गया। इस दृष्टिकोण ने सात घंटे से कम समय में 15,000 से अधिक एंटीहाइड्रोजन परमाणुओं के संचय को संभव बनाया। इसकी तुलना में, पिछली विधि को 2,000 परमाणुओं को इकट्ठा करने में 10 सप्ताह लगे थे।

इस गहन कार्य के पीछे मुख्य वैज्ञानिक प्रेरणा ब्रह्मांड में पदार्थ और प्रतिपदार्थ के बीच देखे गए स्पष्ट विषमता की दीर्घकालिक ब्रह्मांडीय पहेली है। मानक मॉडल भविष्यवाणी करता है कि पदार्थ और प्रतिपदार्थ समान मात्रा में बनने चाहिए, फिर भी हमारा ब्रह्मांड लगभग पूरी तरह से पदार्थ से बना है। एंटीहाइड्रोजन, हाइड्रोजन का 'दर्पण संस्करण', इस विषमता की जांच के लिए एक उत्कृष्ट उम्मीदवार है। अल्फा सहयोग के डिप्टी प्रवक्ता और पॉज़िट्रॉन-शीतलन परियोजना के प्रमुख, नील्स मैडसेन ने कहा कि नई तकनीक मापों में व्यवस्थित अनिश्चितताओं की जांच के संबंध में एक वास्तविक गेम-चेंजर है, जिससे वे अगली सुबह एक स्पेक्ट्रल लाइन को माप सकते हैं। हैंगस्ट ने उल्लेख किया कि ये संख्याएँ 10 साल पहले विज्ञान कथा मानी जाती थीं।

इसके अतिरिक्त, शोधकर्ता इस वर्ष एंटीमैटर पर गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए एंटीहाइड्रोजन परमाणुओं की अभूतपूर्व संख्याओं का उपयोग कर रहे हैं, जो अल्फा-जी प्रयोग के हिस्से के रूप में है। CERN, एक बहुराष्ट्रीय अनुसंधान संगठन, विशेष रूप से एंटीहाइड्रोजन फैक्ट्री जैसी विशिष्ट सुविधाओं की मेजबानी करते हुए, मौलिक भौतिकी जांच के लिए वैश्विक केंद्र बना हुआ है। हैंगस्ट, जो एरहुस विश्वविद्यालय में एक प्रायोगिक कण भौतिक विज्ञानी हैं, अल्फा सहयोग के संस्थापक और प्रवक्ता हैं, और उन्होंने 2010 में एंटीहाइड्रोजन परमाणुओं के पहले फँसाने का प्रदर्शन किया था। यह नई दक्षता पर्याप्त डेटा जमा करने के लिए आवश्यक समय को काफी कम कर देती है, जिससे लंबी अवधि के मापों में निहित व्यवस्थित त्रुटियों का संचय कम हो जाता है और प्रतिपदार्थ गुणों के गहरे स्पेक्ट्रोस्कोपिक विश्लेषण का मार्ग प्रशस्त होता है। बढ़ी हुई उत्पादन क्षमता का अर्थ है कि भविष्य के प्रयोग एंटीहाइड्रोजन स्पेक्ट्रम के परिशुद्धता मापों पर अधिक तीव्रता से ध्यान केंद्रित कर सकते हैं, जिससे मानक मॉडल से परे कण भौतिकी के सिद्धांतों को सूचित करने वाले हाइड्रोजन से सूक्ष्म अंतर सामने आ सकते हैं।