তিনটি নিউট্রিনো ডিটেক্টর, একটিই রায়

নিউট্রিনো তিন ধরনের, আর চলার পথে তারা এক ধরন থেকে আরেক ধরনে বদলে যায় — তারা দোলন (oscillation) করে। এটি দেখাতে, এবং নিউট্রিনোর যে ভর আছে তা প্রতিষ্ঠা করতে, বায়ুমণ্ডলীয় নিউট্রিনো কেন্দ্রীয় ভূমিকা রেখেছিল। কিন্তু এই ভরগুলো নিয়ে একটি মৌলিক প্রশ্ন এখনো খোলা: তাদের ক্রম। তৃতীয় ভর-অবস্থাটি কি তিনটির মধ্যে সবচেয়ে ভারী — “স্বাভাবিক” ক্রম — নাকি সবচেয়ে হালকা, অর্থাৎ “উল্টো” ক্রম?

লেখকেরা জানান, উত্তরটির গুরুত্ব নিউট্রিনো ছাড়িয়েও যায়: এটি নিউট্রিনোর সম্ভাব্য “মায়োরানা” (Majorana) প্রকৃতির সঙ্গে জড়িত, যা একটি গভীর অমীমাংসিত প্রশ্ন, এবং এটি মহাজাগতিক পরিমাপের সঙ্গেও যুক্ত, যেগুলো বর্তমানে স্বাভাবিক ক্রমের দিকে ঝুঁকে আছে।

তিনটি ডিটেক্টর, একটি ফিট

হার্ভার্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের মিয়াওচেন জিন ও কার্লোস আরগুয়েয়েস, পাবলো ফার্নান্দেজ-মেনেন্দেজ (সান্তিয়াগো দে কম্পোস্তেলা) ও ইভান মার্তিনেজ-সোলের (মাদ্রিদ ও ডারহাম)-এর সঙ্গে মিলে, একই নিউট্রিনো পর্যবেক্ষণ করা তিনটি ডিটেক্টরের প্রকাশ্য ডেটা একত্র করেছেন:

• সুপার-কামিওকান্দে (Super-Kamiokande), জাপানের একটি খনিতে ৫০,০০০ টন পানি, তার বিশুদ্ধ-পানি পর্বের সব ডেটাসহ: ৬,৫১১ দিনের পর্যবেক্ষণ।
• আইসকিউব-ডিপকোর (IceCube-DeepCore), দক্ষিণ মেরুর বরফে ১,৪৫০ থেকে ২,৪৫০ মিটার গভীরে পোঁতা একটি ডিটেক্টরের ঘন কেন্দ্রীয় অংশ: ৮ বছরের ডেটা।
• KM3NeT/ORCA, যা ভূমধ্যসাগরে এখনো নির্মাণাধীন, তার প্রথম ছয়টি ডিটেকশন লাইনসহ: ৫১০ দিন এবং ৫,৮২৮টি ঘটনা।

আগের সমন্বয়গুলো কেবল প্রকাশিত ফলাফল যোগ করত। এখানে সব ঘটনা-নমুনা একসঙ্গে ফিট করা হয়েছে। যেহেতু তিনটি ডিটেক্টর একই পানির সঙ্গে মিথস্ক্রিয়া করা একই নিউট্রিনো-প্রবাহ দেখে, তাই সেই প্রবাহ ও মিথস্ক্রিয়ার অনিশ্চয়তাগুলো তাদের মধ্যে ভাগাভাগি হয়। ফলে একটি পরীক্ষার বিপুল পরিসংখ্যান এমন ত্রুটি চিহ্নিত করতে সাহায্য করে, যা অন্যথায় আরেকটির ফলাফল ঝাপসা করে দিত।

এই কাজের মধ্যে দলটি সুপার-কামিওকান্দের প্রকাশ্য ডেটায় একটি বাগ খুঁজে পায়। সহযোগী দলটি তা নিশ্চিত করে একটি সংশোধিত সংস্করণ দেয়, যা প্রকাশ্যে ছাড়ার আগেই এখানে ব্যবহার করা হয়েছে।

ওপরে: প্রতিটি ডিটেক্টর ও সমন্বয় (কালো) থেকে দুটি দোলন-প্যারামিটারের অনুমোদিত অঞ্চল। নিচে: পর্যবেক্ষিত ফল (কালো রেখা), স্বাভাবিক (নীল) বা উল্টো (কমলা) ক্রম ধরে নেওয়া হাজার হাজার সিমুলেটেড পরীক্ষার সঙ্গে তুলনা করা। — চিত্র ১, Jin, Argüelles, Fernández-Menéndez & Martínez-Soler (2026), arXiv:2610.12208, CC BY 4.0.

প্রতিটি ইঙ্গিত যোগ হয়

এককভাবে প্রতিটি ডিটেক্টর স্বাভাবিক ক্রমের দিকে সামান্যই ঝোঁকে। একসঙ্গে এই পক্ষপাত স্পষ্ট হয়ে ওঠে: উল্টো ক্রমের অধীনে ফিটটি পরীক্ষা-পরিসংখ্যানের ১১.০ একক খারাপ হয়। একে সম্ভাবনায় রূপান্তর করতে দলটি উল্টো ক্রমের একটি মহাবিশ্বে ৪,৩৯৭টি ছদ্ম-পরীক্ষা সিমুলেট করে। মাত্র ২টি আসল ডেটার মতো চরম ফল দেয়। উল্টো ক্রম ৯৯.৯৫% আস্থায়, অর্থাৎ ৩.৩ সিগমায় বাতিল হয়।

সংকেতটি আসে কোথা থেকে? ২ থেকে ১০ বিলিয়ন ইলেকট্রন-ভোল্টের যেসব নিউট্রিনো পৃথিবীর ম্যান্টল ও কেন্দ্রভাগ পেরোয়, তারা ক্রম অনুযায়ী ভিন্নভাবে রূপান্তরিত হয়। স্বাভাবিক ক্রমে, তারা যে পদার্থ পেরোয় তা অ্যান্টিনিউট্রিনোর বদলে নিউট্রিনোর রূপান্তর বাড়িয়ে দেয়, আর তিনটি ডিটেক্টর একসঙ্গে এই বৃদ্ধিতে সাড়া দেয়।

বিনা খরচে নির্ভুলতা

একই ফিট কোনো কণা-ত্বরক ছাড়াই নিউট্রিনোর অন্যান্য বৈশিষ্ট্যও মাপে:

• এই দোলন চালানো ভর-ব্যবধানটি ২.২% নির্ভুলতায়, আর একটি মিশ্রণ-কোণ ৬.১% নির্ভুলতায়, যাকে লেখকেরা ত্বরক পরীক্ষাগুলোর সমকক্ষ বলেন;
• একটি মিশ্রণ-কোণ যা সম্ভাব্য সর্বোচ্চ মানের সঙ্গে সামঞ্জস্যপূর্ণ;
• CP-লঙ্ঘনকারী দশা (CP-violating phase)-র ওপর একটি সীমা — এই রাশিটি পদার্থ ও প্রতিপদার্থের ভারসাম্যহীনতার সঙ্গে যুক্ত — যা কোনো বিম পরীক্ষার ওপর একেবারেই নির্ভর করে না।

এখনো আবিষ্কার নয়

ফলটির সঙ্গে কয়েকটি সতর্কতা আছে। এটি প্রকাশ্য ডেটার একটি স্বাধীন পুনর্বিশ্লেষণ, তিনটি সহযোগী দলের আনুষ্ঠানিক ফল নয়। আরও রক্ষণশীল একটি পরিসংখ্যানগত মানদণ্ড তাৎপর্য কমিয়ে ২.৫৫ সিগমা করে দেয়। সামগ্রিক ফিটের মান মাঝারি (সম্ভাবনা ০.০১১), যার কারণ ORCA-র ডেটা, আর তিনটি ডেটাসেটের মধ্যে ২.২ সিগমার একটি মৃদু টানাপোড়েন দেখা যায়। লেখকেরা জানান, কিছু AI টুল, যাদের নাম তাঁরা বলেননি, পাণ্ডুলিপি, গ্রাফ ও কোড তৈরিতে সাহায্য করেছে।

তাঁদের দৃষ্টিভঙ্গি: এই বায়ুমণ্ডলীয় ডেটার সঙ্গে রিঅ্যাক্টর পরীক্ষা JUNO যোগ করলে, তাঁদের মোটামুটি হিসাবে, উত্তরটি ৪ সিগমার কাছাকাছি পৌঁছাতে পারে — এই সংখ্যাটি, তাঁরা বলেন, এখনো একটি পূর্ণাঙ্গ যৌথ সিমুলেশনের অপেক্ষায়। “স্বাভাবিক ক্রম ক্রমেই স্পষ্ট হয়ে উঠছে,” তাঁরা লেখেন।