સૌર ન્યૂટ્રિનો : સૂર્યની અંદર પ્રવર્તતી ન્યૂક્લિયર (ખાસ સંલયન) પ્રક્રિયા દરમિયાન પેદા થતા વિદ્યુતભારવિહીન, શૂન્યવત્ દળ અને 
પ્રચક્રણ ધરાવતા મૂળભૂત કણો. ન્યૂટ્રિનો નહિવત્ (શૂન્યવત્) દળ ધરાવતો હોય. જ્યારે માધ્યમમાં થઈને પસાર થાય છે ત્યારે તે ભાગ્યે જ તેના કણો સાથે આંતરક્રિયા કરે છે. આપણા શરીરમાં થઈને પળે પળે કેટલાય ન્યૂટ્રિનો પસાર થતા હશે પણ તેની ખબર પડતી નથી. આ કણ વિદ્યુતભાર ધરાવતો ન હોઈ તેના ઉપર ચુંબકીય કે વિદ્યુત ક્ષેત્રની અસર થતી નથી. આ બે કારણોસર ન્યુટ્રિનોની પ્રાયોગિક પરખ અતિ મુશ્કેલ છે.
સૂર્ય કેવી રીતે તેજસ્વિતા (પૃથ્વી ઉપરનો સૂર્યપ્રકાશ) ધરાવે છે કે પેદા કરે છે તેની પ્રથમ કસોટીનો ખ્યાલ આ કણોના અવલોકન વડે આવ્યો, પણ આ પ્રાયોગિક પરિણામો તારાકીય ઉત્ક્રાંતિ (steller evolution) દ્વારા પ્રસ્થાપિત સૈદ્ધાંતિક આગાહીઓ સાથે બંધ બેસતાં નથી. આનો અર્થ એ થાય કે સૂર્ય જે પ્રક્રિયા દ્વારા પ્રકાશે છે તે બરાબર સમજાઈ નથી અથવા ન્યૂટ્રિનોના પ્રશિષ્ટ ભૌતિક સિદ્ધાંતમાં શોધન-વર્ધન કરવાની જરૂર છે.
સૂર્યમાં ન્યૂક્લિયર સંલયન (fusion) પ્રક્રિયા થતી હોવાથી ઊર્જા પ્રકાશ અને અન્ય સ્વરૂપે ઉત્સર્જન પામે છે. તેને કારણે પૃથ્વી ઉપર પ્રકાશ મળે છે. સૂર્યમાં ચાલતી આ પાયાની પ્રક્રિયામાં 4 પ્રોટૉન (હાઇડ્રોજન ન્યૂક્લિયસ) Pનું સંલયન થતાં તે α-કણ (હિલિયમ ન્યૂક્લિયસ) રચે છે. તે સાથે બે પૉઝિટ્રૉન (e+) અને બે ન્યૂટ્રિનો પેદા કરે છે. એટલે કે 4P → α + 2e+ + 2Ve પ્રક્રિયા થાય છે.
અહીં મુખ્ય પ્રક્રિયાઓ નીચે પ્રમાણે થાય છે :
1. P + P → 2H + e+ + u અથવા
2. P + e– + P → + 2H + u
3. 2H + P → 3He + u
4. 3He + 3He → 4He + 2P અથવા
5. 3He + 4He → 7Be + u
6. 7Be + ē → 7Li + u
7. 7Li + P → 24He અથવા
8. 7Be + P 8B + u
9. 8B → 8Be + e+ + u
10. 8Be → 24He
સમીકરણ (1) મુજબ PP પ્રક્રિયા ચાલુ થવાનો દર સૂર્યની કુલ તેજસ્વિતાને આધારે નક્કી થાય છે, પણ અહીં પેદા થતા ન્યૂટ્રિનોની સીમા-ઊર્જા (threshold energy) 0.81 MeV કરતાં ઓછી હોય છે. પ્રથમ પ્રક્રિયામાંથી પેદા થતા ન્યૂટ્રિનોની પરખ માટે સંવેદનશીલ પ્રયોગોની રચના કરાઈ છે.
સમીકરણ (2)માં થતી PEP પ્રક્રિયા હકીકતે તો PP પ્રક્રિયા જેવી જ હોય છે, પણ ઇલેક્ટ્રૉનની હાજરીને લીધે 37Cl–પ્રયોગમાં તેની પરખ થાય છે, જે PP પ્રક્રિયામાં શક્ય નથી. PEP અને PP પ્રક્રિયાઓમાં પેદા થતા ન્યૂટ્રિનોનો ગુણોત્તર લગભગ સ્વતંત્ર છે. સમીકરણ (6) મુજબ 7Be ઇલેક્ટ્રૉનનું પ્રગ્રહણ કરે છે ત્યારે પરખ કરી શકાય તેવા ન્યૂટ્રિનો પેદા થાય છે. 37Cl–પ્રયોગમાં 8Bનો ક્ષય એ સંભવત: ન્યૂટ્રિનોનો મુખ્ય સ્રોત છે, કારણ કે તેની ઊર્જા ઘણી વધારે (≈ 14 MeV) હોય છે. પણ સૂર્યમાં આવી પ્રક્રિયા બહુ ઓછા પ્રમાણમાં થાય છે. આ સાથે સૂર્યમાં ચાલતું CNO (કાર્બન–નાઇટ્રોજન–ઑક્સિજન) ચક્ર થોડા પ્રમાણમાં ન્યૂટ્રિનો પેદા કરે છે.
37Cl–સંસૂચકનું બાંધકામ જમીનમાં ઊંડે કરવામાં આવ્યું હતું. જેથી કરીને આર્ગન 37Arને અટકાવી શકાય. આ સંસૂચક પ્રણાલીમાં લગભગ 4,00,000 લિટર પરક્લોરો ઇથિલીન(perchloro ethylene)ની ટાંકી હોય છે. અહીં પંપ વડે હિલિયમનું ભ્રમણ કરાવવામાં આવે છે. આ બધું જમીનની સપાટીથી 1,500 મીટર ઊંડે ખીણમાં ગોઠવવામાં આવે છે.
1970થી 1990ના સમયગાળા દરમિયાન 37Cl–પ્રયોગની કામગીરી ચાલી. તે મુજબ 37Arના ઉત્પાદનનો દર ઘણો ઓછો મળ્યો. પાર્શ્વભૂમિ-દરનો અંદાજ રોજના 0.1 37Ar–પરમાણુ ક્રમનો મળ્યો. જો આ પાર્શ્વભૂમિ-દરને સ્વીકારી લેવામાં આવે તો અંદાજે 2.0 0.4 સોલર ન્યૂટ્રિનો એકમ (SNU) મળે છે. 1 SNU = દર સેકન્ડે પ્રતિકણ પ્રગ્રહણ 10–36 છે. 37Cl–પ્રયોગ માટે અનુમાનિત પ્રગ્રહણ દર SNUમાં નીચે પ્રમાણે મળે છે :
PP પ્રક્રિયામાં 0,
8B બીટા ક્ષયમાં 5,
PEP પ્રક્રિયામાં 0.2,
7Be ઇલેક્ટ્રૉન પ્રગ્રહણમાં 1,
17N ક્ષયમાં 0.06 અને
15O ક્ષયમાં 0.2
કુલ સૈદ્ધાંતિક અનુમાન 6 SNU થાય છે. બીજા ન્યૂક્લિયર પ્રાચલોથી પણ અન્વેષણ કરવામાં આવ્યા છે. તેમાં કુલ અનુમાનિત દર 6 SNUમાં 1 અથવા 2 SNUનો ફેર પડે છે.
37Cl-પ્રયોગ એ સૈદ્ધાંતિક ખ્યાલોની ચકાસણી કરે છે. CNO ચક્ર અવગણતાં 28 SNU ધારી શકાય તેમ છે. તાજેતરમાં પ્રમાણભૂત સૈદ્ધાંતિક પરિરૂપનો ઉપયોગ કરતાં 6 SNU મળે છે, જે અવલોકનો સાથે બંધ બેસે છે.
હાલના અને ભવિષ્યના 37Cl–પ્રયોગથી સંવેદનશીલતા 0.3 SNU સુધી જઈ શકે તેમ છે, જે ગણતરી માટે લઘુતમ છે. ભૂમિ એકીકૃત સિદ્ધાંતો(મંદ, વિદ્યુતચુંબકીય અને તીવ્ર બળનું એકીકરણ)થી સૂચિત થાય છે. સૂર્યમાંથી ઉત્સર્જન થતા ન્યૂટ્રિનોને પૃથ્વી ઉપર 37Cl–પ્રયોગથી જાણવા અશક્ય નથી.
બીજી એક વાત છે કે ખગોળ અને ભૌતિક વિજ્ઞાનના વિદ્યમાન ખ્યાલોમાં તો કોઈ ઊણપ નથીને ? તે માટે નવા અન્ય પ્રયોગની મદદ લેવી જોઈએ. PP અને PEP પ્રક્રિયાથી મળતા ઓછી ઊર્જાવાળા ન્યૂટ્રિનો ખગોલીય અચોક્કસતાથી સ્વતંત્ર છે અને અવલોકિત સૌર જ્યોતિ(luminosity)માંથી ગણતરી કરી શકાય છે. તેમાં સૂર્યની અંદર પ્રવર્તતા ન્યૂક્લિયર સંલયનના પાયારૂપ ખ્યાલો તથા સ્થાયી ન્યૂટ્રિનોના ખ્યાલો સાચા હોવા જોઈએ.
ભવિષ્યમાં એવા પ્રયોગ વડે નિમ્ન ઊર્જાવાળા ન્યૂટ્રિનોને પારખી શકાશે તો માની શકાય કે હાલની ખગોલીય મુશ્કેલીઓ અચોક્કસતાને લીધે છે. જો નિમ્ન ઊર્જાવાળા ન્યૂટ્રિનો ગેરહાજર હશે તો સિદ્ધાંત અને અવલોકનો વચ્ચેની હાલની વિસંગતિ ભૌતિકવિજ્ઞાનની ઊણપોને લીધે હોઈ શકે.
2H, 7Li, 71Ga, 81Br અને 115In સંસૂચકો અથવા ઇલેક્ટ્રૉન-ન્યૂટ્રિનોના પ્રકીર્ણન પ્રયોગો આવકાર્ય છે. ખાસ તો 71Ga અને 115In મુખ્ય સંસૂચકો છે, જે PPપ્રક્રિયાથી પેદા થતા ન્યૂટ્રિનો પ્રત્યે સંવેદનશીલ છે.
પ્રહલાદ છ. પટેલ