एमआईटी की नई 'डेस्कटॉप' विधि आणविक इलेक्ट्रॉनों के माध्यम से परमाणु नाभिक की गहराई में झाँकने में सक्षम

मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एमआईटी) के भौतिकविदों ने परमाणु नाभिक की आंतरिक संरचना का अध्ययन करने के लिए एक अभूतपूर्व तरीका विकसित करने की घोषणा की है। इस नवीन पद्धति में बड़े पैमाने पर कण त्वरक (पार्टिकल एक्सेलरेटर) की आवश्यकता नहीं होती है। इसके बजाय, वैज्ञानिकों ने रेडियम मोनोफ्लोराइड (RaF) अणु के भीतर मौजूद इलेक्ट्रॉनों का उपयोग एक आंतरिक जांच (इंटरनल प्रोब) के रूप में किया है। यह मौलिक भौतिकी के लिए एक सुलभ, 'डेस्कटॉप' दृष्टिकोण प्रस्तुत करता है। यह महत्वपूर्ण उपलब्धि 23 अक्टूबर, 2025 को 'साइंस' नामक प्रतिष्ठित पत्रिका में प्रस्तुत की गई थी।

इस तकनीक का सार एक ऐसा अणु बनाने में निहित है जहाँ रेडियम परमाणु, फ्लोरीन परमाणु से जुड़ा होता है। इस आणविक वातावरण के अंदर, रेडियम नाभिक के चारों ओर घूमने वाले इलेक्ट्रॉन एक विशाल आंतरिक विद्युत क्षेत्र का अनुभव करते हैं। यह क्षेत्र सामान्य प्रयोगशाला परिस्थितियों में उत्पन्न होने वाले क्षेत्रों की तुलना में कहीं अधिक शक्तिशाली होता है। इस प्रवर्धन (एम्प्लीफिकेशन) के कारण इलेक्ट्रॉनों की रेडियम नाभिक में क्षण भर के लिए प्रवेश करने की संभावना बढ़ जाती है, जहाँ वे इसके प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के साथ परस्पर क्रिया करते हैं। जब ये इलेक्ट्रॉन बाहर निकलते हैं, तो वे अपने साथ ऊर्जा में एक अत्यंत सूक्ष्म बदलाव (शिफ्ट) ले जाते हैं—यह एक प्रकार का 'नाभिकीय संदेश' होता है। वैज्ञानिकों ने नाभिक की आंतरिक व्यवस्था के बारे में जानकारी प्राप्त करने के लिए इस सूक्ष्म बदलाव को सफलतापूर्वक मापा है।

यह तकनीक पहली बार नाभिकीय 'चुंबकीय वितरण' को मापने की अनुमति देती है, जो नाभिक के भीतर प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की पारस्परिक व्यवस्था का सटीक वर्णन करता है। मुख्य लेखक शेन विल्किंस ने एक अणु में रेडियोधर्मी रेडियम को रखने को एक सुरुचिपूर्ण वैज्ञानिक कदम बताया, जिसने प्रभावी रूप से अणु को एक सूक्ष्म कोलाइडर में बदल दिया। यह शोध स्विट्जरलैंड में सर्न (CERN) में CRIS (कोलीनियर रेजोनेंस आयनाइजेशन स्पेक्ट्रोस्कोपी एक्सपेरिमेंट) प्रयोग के सहयोग से आयोजित किया गया था, जहाँ सभी आवश्यक माप किए गए थे। इस महत्वपूर्ण शोध दल में रोनाल्ड गार्सिया रुइज़ और सिल्विउ-मैरियन उद्रेस्कु भी शामिल थे।

इस कार्य के ब्रह्मांड विज्ञान (कॉस्मोलॉजी) के लिए गहरे निहितार्थ हैं। रेडियम नाभिक में एक असामान्य नाशपाती के आकार की विषमता (pear-shaped asymmetry) होती है, जो अधिकांश गोलाकार नाभिकों के विपरीत है। यह विकृति (डिफॉर्मेशन) मौलिक समरूपताओं के अत्यंत सूक्ष्म उल्लंघनों को बढ़ाती है, जिनके बारे में माना जाता है कि वे ब्रह्मांड में एंटीमैटर पर पदार्थ के प्रभुत्व की व्याख्या कर सकते हैं। चुंबकीय वितरण का सफल मानचित्रण सैद्धांतिक मॉडलों के लिए महत्वपूर्ण अनुभवजन्य डेटा प्रदान कर सकता है जो इस ब्रह्मांडीय असंतुलन की व्याख्या करते हैं।

पारंपरिक दृष्टिकोणों के विपरीत, जिनमें कई किलोमीटर लंबे त्वरक परिसरों की आवश्यकता होती है, यह आणविक विधि अधिक सघन और किफायती है। यह तकनीक अस्थिर रेडियोधर्मी अणुओं के अध्ययन के लिए नए क्षितिज खोलती है, जिनमें वे अणु भी शामिल हैं जो ब्रह्मांडीय घटनाओं, जैसे कि सुपरनोवा, में स्वाभाविक रूप से बन सकते हैं। इस 'डेस्कटॉप' विधि के माध्यम से, भौतिकी के सबसे गूढ़ रहस्यों में से एक—परमाणु नाभिक की संरचना—को अब छोटे पैमाने पर और अधिक कुशलता से खोजा जा सकता है, जिससे भविष्य के अनुसंधान के लिए नए रास्ते खुलेंगे।