Amaterasu අංශුවක්  චිත්‍රශිල්පියෙකුගේ ඇසින්. අධි-ශක්ති කොස්මික් කිරණ පෘථිවි වායුගෝලයට කඩා වැටෙන විට, ඒවා ද්විතියික අංශු සහ විද්‍යුත් චුම්භක විකිරණවල මහා ධාරාවක් ආරම්භ කරයි. ඡායාරූපය: Osaka Metropolitan University/Kyoto University/Ryuunosuke Takeshige/PA

‘මොනවද  මේ සිද්ධවෙන්නේ?’ අතිශය අධි ශක්ති අංශුවක් පෘථිවියට වැටෙන බව අනාවරණය වෙයි.

මෙතෙක් අනාවරණය කරගෙන ඇති ඉහළම ශක්ති කොස්මික් කිරණවලින් එකක් වන Amaterasu අංශුව, පෙණී යන අන්දමට පැමිණෙන්නේ අභ්‍යවකාශයේ හිස් තැනකිනි.

තාරකා විද්‍යාඥයින් විසින් පෘථිවියට පතිත වන දුර්ලභ හා අතිශයින් ඉහළ ශක්ති අංශුවක් අනාවරණය කරගෙන ඇති අතර, එය පැහැදිලිවන පරිදි අභය්වකාශයේ හිස් ප්‍රදේශයකින් පැමිණීම විද්‍යාඥයන් විමතියට පත්කරන්නකි.

ජපන් මිථ්‍යා කථා වල සූර්ය දේවතාවියගේ නමින් Amaterasu ලෙස නම් කර ඇති මේ අංශුව, මෙතෙක් අනාවරණය කරගත් ඉහළම ශක්ති කොස්මික් කිරණවලින් එකකි.

එවැනි ශක්තිජනක අංශු නිපදවීමට හැකි යැයි සැලකෙන්නේ තාරකාවක පිපිරීමට වඩා විශාල පරිමාණයෙන් ඇති වඩාත් ප්‍රබල කොස්මික් සිදුවීම්වල දී පමණි. එහෙත් Amaterasu මතු වී ඇත්තේ ක්ෂීරපථ මන්දාකිණිය ද ඇතුළත් ස්ථානීය කණ්ඩායම(local group) නම් මන්දකිණි පොකුරට යා බදව පිහිටා ඇති විශාල හිස් අවකාශයක් වන Local Void වලින් බව පෙනේ.

“ඔබ එහි පරචක්‍රයේ මූලය සොයා බැලුවොත් එය නිපදවීමට තරම් ඉහළ ශක්තියක් නොමැති බව පෙණී යනු ඇති” යනුවෙන්  සොයා ගැනීම විස්තර කරමින් Science සඟරාවේ පළවන පර්යේෂණපත්‍රිකාවේ සම කර්තෘවරයෙකු සහ Utah විශ්ව විද්‍යාලයේ  මහාචාර්ය ජෝන් මැතිව්ස් පවසයි, “ඒක තමයි මේකේ අභිරහස – මොකක්ද ඇත්තටම මේ වෙන්නේ?”

Amaterasu අංශුවට exa-electron Volts (EeV) 240 ඉක්මවන ශක්තියක් ඇත, එය, Large Hadron Collider නිපදවන අංශුවලට වඩා මිලියන ගුණයකින් වැඩිය.  Large Hadron Collider මෙතෙක් නිපදවා ඇති බලවත්ම ත්වරණකාරකය වන අතර පැයට සැතපුම් 95ක වේගයෙන් ගමන් කරන ගොල්ෆ් පන්දුවක ශක්තියට සමාන වේ. එය දෙවැනි වන්නේ, 1991 දී අනාවරණය කරගත් 320 EඑV හි පැමිණි තවත් අතිශය අධි-ශක්ති කොස්මික් කිරණක් වන Oh-My-God අංශුවට පමණකි.(Oh-My-God අංශුව යනු එක්සත් ජනපදයේ Utah හි Dugway Proving Ground හි Fly’s Eye කැමරාව මගින් 1991 ඔක්තෝම්බර් 15 වන දින අනාවරණය කරගත් අතිශය අධි-ශක්ති කොස්මික් කිරණකි.)

Oh-My-God අංශුව

“සුපර්නෝවා වැනි ජවසම්පන්න යැයි මිනිසුන් සිතන දේවල්, ජවසම්පන්න බවෙන් මේවා අසළකටවත් ළං නොවෙයි” මැතිව්ස් පෙන්වාදෙයි, “අංශුව වේගවත් වන විට සීමා කිරීමට අති දැවැන්තශක්ති ප්‍රමාණයන්, ඇත්තෙන්ම ඉහළ චුම්බක ක්ෂේත්‍ර අවශ්‍ය වේ.”

ජපානයේ ඔසාකා මෙට්‍රොපොලිටන් විශ්ව විද්‍යාලයේ සහායක මහාචාර්ය ටොෂිහිරෝ ෆුජි(Toshihiro Fujii) මෙසේ පවසයි: “මෙම අතිශය අධි ශක්ති කොස්මික් කිරණ මා මුලින්ම සොයා ගන්න කොට මට හිතුනේ,  පසුගිය දශක තුන තුළ පෙර නොවූ විරූ ශක්ති මට්ටමක් පෙන්නුම් කළ නිසා  මොකක් හරි වැරදීමක් සිදුවෙලා කියලයි.”

මෙම ශක්ති මට්ටමට ළඟා වීමේ හැකියාව ඇති දෙයක් ලෙස වෙනත්, මන්දාකිණියක හදවතේ ඇති සුපිරි දැවැන්ත කළු කුහරයක් දැක්විය හැක.. මෙම අතිවිශාල වස්තූන් ආසන්නයේ දී පදාර්ථය එහි අනුපරමාණුක ව්‍යුහයන්(subatomic structures) වෙත ආපසු හැරෙන අතර ප්‍රෝටෝන, ඉලෙක්ට්‍රෝන සහ න්‍යෂ්ටිය ආලෝකයේ වේගයෙන් විශ්වය පුරා විසිරී යයි.

කොස්මික් කිරණ, එවැනි ප්‍රචණ්ඩ ආකාශ සිද්ධීන්වල දෝංකාරය, නිරන්තරයෙන්ම පාහේ පෘථිවියට වර්ෂණය වන අතර Amaterasu අංශුව සොයාගත් Utah හි Telescope Array නිරීක්ෂණාගාරය වැනි උපකරණ මගින් අනාවරණය කර ගත හැක.

නිශ්චිත ශක්ති සීමාවකට පහළින්, මෙම අංශුවල ගමන් මග කොස්මික් ක්ෂුද්‍ර තරංග පසුබිම(cosmic microwave background) හරහා විද්‍යුත් චුම්භක ක්ෂේත්‍රවලට එරෙහිව එහෙට මෙහෙට වැනි වැනි යන  පින්බෝල් යන්ත්‍රයක බෝලයකට සමාන වේ. කෙසේවෙතත්, Oh-My-God හෝ Amaterasu මට්ටම  සහිත අංශු, මන්දාකිණි චුම්බක ක්ෂේත්‍ර සහ මන්දාකිණිවලින් බාහිර  චුම්බක ක්ෂේත්‍ර මගින් සාපේක්ෂව නැමෙන්නේ නැතුව, අන්තර් චක්‍රාවාටික අවකාශය හරහා ශක්තිය පිපිරෙනු ඇතැයි අපේක්ෂා කෙරේ, ඒ කියන්නේ, ඒවායේ මූලාරම්භය සොයා ගැනීමට හැකි විය යුතුය.

එහි පරාචක්‍රය දිගේ ආපස්සට බලන විට යොමුවන්නේ හිස් අවකාශය දෙසට යොමු කරයි. එසේම, Oh-My-God අංශුවට පහැදිලිව හඳුනාගත හැකි මූලාශ්‍රයක් නොතිබුණි. විද්‍යාඥයින් යෝජනා කරන්නේ මෙය පුරෝකථනය කළ ප්‍රමාණයට වඩා විශාල චුම්භක අපගමනයක්, ස්ථානීය රික්තයේ (Local Void) හඳුනා නොගත් ප්‍රභවයක් හෝ නො එසේ නම්, අධි ශක්ති අංශු භෞතික විද්‍යාව(high-energy particle physics) පිළිබඳ අසම්පූර්ණ අවබෝධයක් පෙන්නුම් කළ හැකි බවයි.

“මෙම සිදුවීම් අහසේ සම්පූර්ණයෙන්ම වෙනස් ස්ථාන වලින් පැමිණෙන බව පෙනේ. ඒ කියන්නේ ඇත්තේ එක් අද්භූත මූලාශ්‍රයක්  බවක් නොවේ යන්නය, ”යුටා විශ්ව විද්‍යාලයේ මහාචාර්ය (John Belz)  පවසයි, “එය අභ්‍යවකාශ කාලයෙහි ව්‍යුහයේ දෝෂ, කොස්මික් කිරණ ගැටීමක් විය හැකිය. ඒ කියන්නේ, සාම්ප්‍රදායික පැහැදිලි කිරීමක් නොමැති නිසා ඇතැම් අය ඉදිරිපත් කරන පිස්සු අදහස් වලට මමත් ආවඩමින් ඉන්නවා කියන එකයි.” Belz පර්යේෂණ පත්‍රිකාවේ සම කර්තෘවරයෙකු ද වෙයි.

එම දුරේක්ෂ අරාව, අතිශය අධි ශක්ති කොස්මික් කිරණ හඳුනා ගැනීමට හැකිවන අයුරු අද්විතීය ලෙස ස්ථානගත කර ඇත. එය, ඒවා ක්ෂය වීමට පෙර. ද්විතියික අංශු උපරිම වර්ධනයට ඉඩ සලසන,  උන්නතාංශ ප්‍රශස්ත ස්ථානය වන මීටර් 1,200 (අඩි 4,000) පමණ උසකින් පිහිටයි.  Utah හි බටහිර කාන්තාරයේ එහි පිහිටීම ආකාර දෙකකින් කදිම වායුගෝලීය තත්ත්වයන් සපයයි: වියළි වාතය තීරනාත්මක වන්නේ ආර්ද්රතාවය හඳුනා ගැනීම සඳහා අවශ්ය පාරජම්බුල කිරණ අවශෝෂණය කරන බැවිනි; ආලෝක දූෂණය අධික ඝෝෂාවක් ඇති කරන අතර කොස්මික් කිරණ අපැහැදිලි කරන බැවින් කලාපයේ අඳුරු අහස අත්‍යවශ්‍ය වේ.

දුරේක්ෂ අරාව දැන් ඇත්තේ වැඩිදියුණුවක අතර මැද වන අතර එය ගැටළුව විසඳීමට ඉවහල් වෙතැයි තාරකා විද්‍යාඥයින් බලාපොරොත්තු වේ. සංවර්ධන වැඩ සම්පූර්ණ වූ පසු, නව උදිළුම් අනාවරක(scintillator detectors) 500 ක් දුරේක්ෂ අරාව වර්ග කිලෝමීටර 2,900 ක්(වර්ග සැතපුම් 1,100ක්) පුරා, ඒ කියන්නේ Rhode Island ප්‍රමාණයට ආසන්න ප්‍රදේශයක් පුරා පුළුල් කරනු ඇත. මෙම විශාල පා සටහන මෙම ආන්තික සිදුවීම් වැඩි ප්‍රමාණයක් ග්‍රහණය කර ගැනීමට මග පාදනු ඇතැයි අපේක්ෂා කෙරේ.

මෙම ලිපිය 2023 නොවැම්බර් 24 දින සංශෝධනය කරන ලද්දේ අංශුවල වේගය සම්බන්ධයෙන් පෙර අනුවාදයක භාවිතා කරන ලද නියෝජිතායතන පිටපත මත පදනම් වූ සමහර වචන පැහැදිලි කිරීම සඳහා ය.

The Guardian(November 24th, 2023) හී පළ වී ඇති ‘What the heck is going on?’ Extremely high-energy particle detected falling to Earth යන ලිපිය ඇසුරෙනි