Integration of the NIST Spectroscopic Plate Archive into the Harvard Plate Stacks

एक सदी से अधिक समय से, वैज्ञानिकों ने प्रकाश-संवेदनशील रसायन से लेपित कांच की शीटों पर तारों के प्रकाश और गर्म गैसों की चमक को कैद किया है। ये कांच की प्लेटें, जो गहरी और भारी हैं, ब्रह्मांड की उंगलियों के निशान का एक स्थायी रिकॉर्ड हैं। जब किसी तत्व को गर्म किया जाता है, तो वह बहुत विशिष्ट रंगों पर प्रकाश उत्सर्जित करता है, जिससे रेखाओं का एक अनूठा पैटर्न बनता है जो शोधकर्ताओं को बताता है कि वह तत्व वास्तव में क्या है और वह कैसे व्यवहार करता है। इन पैटर्न का अध्ययन करके, खगोलशास्त्री दूर स्थित तारों की संरचना निर्धारित कर सकते हैं, जबकि भौतिक विज्ञानी उसी डेटा का उपयोग पदार्थ की मौलिक संरचना को समझने के लिए करते हैं। दशकों तक, इन कांच के रिकॉर्डों का एक विशाल पुस्तकालय एक सरकारी प्रयोगशाला में शांति से बैठा रहा, जो किसी के द्वारा नई दृष्टि और आधुनिक उपकरणों के साथ उन्हें फिर से देखने की प्रतीक्षा कर रहा था।

मार्च 2025 में, नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ स्टैंडर्ड्स एंड टेक्नोलॉजी (NIST) ने अपने परमाणु स्पेक्ट्रोस्कोपी समूह को बंद कर दिया, जिससे कांच की हजारों ऐसी फोटोग्राफिक प्लेटें पीछे रह गईं जिन्हें बदला नहीं जा सकता था। इस इतिहास को लुप्त होने देने के बजाय, सेंटर फॉर एस्ट्रोफिजिक्स में हार्वर्ड प्लेट स्टैक्स के कर्मचारियों ने इस संग्रह की कस्टडी संभालने का निर्णय लिया। हार्वर्ड प्लेट स्टैक्स पहले से ही अपने प्रकार का दुनिया का सबसे बड़ा संग्रह है, जिसमें 1880 के दशक से 1990 के दशक तक की पांच लाख से अधिक कांच की प्लेटें मौजूद हैं। जब 2025 के वसंत में NIST संग्रह कैम्ब्रिज पहुंचा, तो यह वैज्ञानिक इतिहास के एक विशाल भंडार में शामिल हो गया। शोधकर्ता जैकब वार्ड और गिलियन नेव ने नए आगमन की छंटनी करने का काम शुरू किया, और पाया कि कई प्लेटों में ऐसा वैज्ञानिक मूल्य था जिसे अनदेखा किया गया था या जिसका केवल आंशिक रूप से ही अन्वेषण किया गया था।

यह संग्रह विभिन्न संस्थानों के रिकॉर्ड का मिश्रण है, जिसमें मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी और यूनिवर्सिटी ऑफ कैलिफोर्निया, बर्कले भी शामिल हैं, लेकिन अधिकांश हिस्सा NIST और उसके पूर्ववर्ती, नेशनल ब्यूरो ऑफ स्टैंडर्ड्स के उपकरणों से आया है। ये प्लेटें सरल से लेकर जटिल तक, तत्वों की एक विस्तृत श्रृंखला के स्पेक्ट्रा को कैद करती हैं। कुछ प्लेटें न्यूट्रल परमाणुओं के अध्ययन के लिए ली गई थीं, जबकि अन्य उन परमाणुओं से निकलने वाले प्रकाश को कैद करती थीं जिनसे कई इलेक्ट्रॉन निकाल दिए गए थे। सबसे दिलचस्प खोजों में से एक सीरियम की प्लेटें थीं, जो एक ऐसा तत्व है जो वर्तमान में किलोनोवा (kilonovae) के रूप में ज्ञात न्यूट्रॉन सितारों के विस्फोटक टकरावों को समझने के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है। हालांकि वैज्ञानिकों ने वर्षों पहले इन सीरियम प्लेटों से ऊर्जा स्तर प्राप्त कर लिए थे, लेकिन स्पेक्ट्रल लाइनों की विस्तृत सूचियों को कभी प्रकाशित नहीं किया गया था। इसी तरह, इस संग्रह में जिरकोनियम और अन्य भारी तत्वों की प्लेटें भी हैं जिनका केवल आंशिक विश्लेषण किया गया था, जिससे डेटा का एक बड़ा हिस्सा पूरी तरह से अनलॉक होने की प्रतीक्षा में है।

इन नाजुक वस्तुओं को संरक्षित करना समय के विरुद्ध एक दौड़ है। शोधकर्ताओं ने पाया कि अतीत में प्लेटों को रखने के तरीके ने कभी-कभी लाभ से अधिक नुकसान पहुँचाया है। कई प्लेटों को प्लास्टिक की आस्तीनों (sleeves) में रखा गया था, जो दशकों में टूटने लगीं और एक ऐसी गैस छोड़ने लगीं जिससे सिरके जैसी गंध आती थी। इस गैस ने फोटोग्राफिक कोटिंग के साथ प्रतिक्रिया की, जिससे वह पीली पड़ गई और इमल्शन कांच से पपड़ी बनकर झड़ने लगा। इसके विपरीत, साधारण कागज के बक्सों में रखे गए कुछ प्लेटों की स्थिति बेहतर रही, क्योंकि वे एक नम, रासायनिक वातावरण में फंसी हुई नहीं थीं। अब टीम के सामने प्रत्येक प्लेट को विशेष एसिड-मुक्त पेपर स्लीव्स और धातु की अलमारियों में स्थानांतरित करने का कार्य है, जिन्हें आने वाले दशकों तक सुरक्षित रखने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इस कार्य को शुरू करने से पहले, टीम को प्लेटों की फोटोग्राफी सावधानीपूर्वक करनी होगी जब वे अभी भी अपनी क्षतिग्रस्त आस्तीनों में हों, ताकि उन हस्तलिखित नोट्स या झड़ते हुए विवरणों को कैद किया जा सके जो प्लास्टिक हटाने के बाद खो सकते हैं।

इस डेटा को आधुनिक विज्ञान के लिए उपयोगी बनाने के लिए, टीम उच्च-रिज़ॉल्यूशन वाले स्कैनर्स का उपयोग करके प्लेटों का डिजिटलीकरण कर रही है। वे उन प्रयोगशाला नोटबुक का भी स्कैन कर रहे हैं जो प्लेटों के साथ संलग्न थीं, जिनमें मूल माप और तारीखें दर्ज हैं। ये नोटबुक भौतिक कांच को उसमें निहित डेटा से जोड़ने के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण हैं। लक्ष्य एक पूर्ण, खोजने योग्य डिजिटल संग्रह बनाना है जिसे दुनिया भर के वैज्ञानिक एक्सेस कर सकें। हालांकि टीम के पास तुरंत हर एक प्लेट को स्कैन करने के संसाधन नहीं हैं, इसलिए वे उन प्लेटों को प्राथमिकता दे रहे हैं जिनके नए खोज प्रदान करने की संभावना सबसे अधिक है। वे लैब बुक्स को भी डिजिटाइज़ करने पर काम कर रहे हैं, जो उन्हें संग्रह को व्यवस्थित करने और यह समझने में मदद करेगा कि प्रत्येक प्लेट में वास्तव में क्या है।

इस प्रयास का मूल्य तब प्रदर्शित हुआ जब टीम ने MIT में 1930 के दशक में ली गई जिरकोनियम स्पेक्ट्रा की एक एकल प्लेट का पुन: परीक्षण किया। आधुनिक उपकरणों के साथ प्लेट को पुनः स्कैन करके और वर्तमान मानकों के विरुद्ध परिणामों की तुलना करके, वे प्रकाश की तरंग दैर्ध्य (wavelengths) को उस सटीकता के साथ मापने में सक्षम हुए जो प्लेट के पहली बार बनने के समय संभव नहीं थी। नए मापों ने डेटा में अनिश्चितता को चार गुना कम कर दिया, जो यह सिद्ध करता है कि पुराने रिकॉर्ड भी नई तकनीक के माध्यम से बेहतर उत्तर प्रदान कर सकते हैं। यह एकल उदाहरण सुझाव देता है कि संग्रह की हजारों अन्य प्लेटें परमाणु भौतिकी की हमारी समझ में इसी तरह के सुधार ला सकती हैं।

इस संग्रह का भविष्य सहयोग और वित्त पोषण पर निर्भर है। हार्वर्ड में टीम के पास प्लेटों को संभालने के लिए विशेषज्ञता और उपकरण हैं, लेकिन हजारों कांच के नेगेटिव को स्कैन करना एक विशाल कार्य है जिसके लिए समर्पित कर्मचारियों और वित्तीय सहायता की आवश्यकता है। वे यह पहचानने के लिए व्यापक वैज्ञानिक समुदाय के साथ मिलकर काम करने के लिए भी तैयार हैं कि किन प्लेटों को डिजिटाइज़ करना सबसे अधिक आवश्यक है। फिलहाल, प्राथमिकता प्रारंभिक सूची तैयार करने, क्षय को रोकने के लिए प्लेटों को पुन: व्यवस्थित करने और मौजूदा डिजिटल रिकॉर्ड को उपलब्ध कराने की है। यह संग्रह अतीत और भविष्य के बीच एक सेतु का प्रतिनिधित्व करता है, जो वैज्ञानिकों की पीढ़ियों के कार्य को संरक्षित करता है और आज के उपकरणों के साथ ब्रह्मांड की हमारी समझ को परिष्कृत करने का अवसर प्रदान करता है।