নতুন পজিট্রন উত্স লেপটন কোলাইডারদের একটি উত্সাহ দিতে পারে - পদার্থবিজ্ঞান বিশ্ব

সুইজারল্যান্ডে করা কম্পিউটার সিমুলেশন এবং ল্যাবরেটরি পরীক্ষাগুলি একটি নতুন ধরণের পজিট্রন উত্সের নকশাকে উন্নত করেছে যা পরবর্তী প্রজন্মের লেপটন কোলাইডারগুলিতে ব্যবহার করা যেতে পারে যেমন প্রস্তাবিত ভবিষ্যত সার্কুলার কোলাইডার (FCC) CERN-এ। নির্মাণে নিকোলাস ভ্যালিস এবং পল শেরার ইনস্টিটিউটের (পিএসআই) সহকর্মীরা, নকশাটি পজিট্রন সংগ্রহ করতে এবং তাদের একটি টাইট বিমে ফোকাস করতে উচ্চ-তাপমাত্রা-সুপারকন্ডাক্টর চুম্বক ব্যবহার করে। দলটি বলেছে যে এর উত্সটি 2026 সালের মধ্যে সম্পূর্ণরূপে চালু হতে পারে।

অ্যাক্সিলারেটরের জন্য পজিট্রন উত্সগুলি জোড়া উত্পাদন নামে একটি প্রভাবের উপর নির্ভর করে, যেখানে একটি উচ্চ-শক্তি ফোটন একটি পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের সাথে একটি পজিট্রন এবং একটি ইলেকট্রন তৈরি করতে যোগাযোগ করে। এটি সাধারণত একটি ঘন কঠিন লক্ষ্যবস্তুতে উচ্চ-শক্তির ইলেকট্রন রশ্মি নিক্ষেপ করে করা হয়। লক্ষ্যবস্তুতে পরমাণু দ্বারা বিচ্যুত ইলেকট্রনগুলি ফোটন বিকিরণ করবে, যা তারপরে ইলেকট্রন/পজিট্রন জোড়া তৈরি করতে অন্যান্য লক্ষ্য পরমাণুর সাথে যোগাযোগ করে।

যদিও এই পদ্ধতিটি প্রচুর পজিট্রন তৈরি করে, তারা অনেক দিক দিয়ে উড়ে যায়। যদি পজিট্রনগুলি একটি কণা ত্বরণকারীতে ব্যবহারের জন্য নির্ধারিত হয়, তবে সেগুলিকে একত্রিত করে একটি মরীচিতে ফোকাস করতে হবে। এই প্রক্রিয়াটি খুব অকার্যকর, বেশিরভাগ পজিট্রন হারিয়ে যাচ্ছে।

চৌম্বক এবং যান্ত্রিক চ্যালেঞ্জ

আজ, সোলেনয়েড নামক ইলেক্ট্রোম্যাগনেট ব্যবহার করে জমায়েত এবং ফোকাসিং করা হয়। "তবে, প্রচলিত চুম্বকের শক্তি, এমনকি মাল্টি-টেসলা পরিসরে, শুধুমাত্র উত্পন্ন পজিট্রনগুলির একটি ছোট অনুপাতকে ক্যাপচার করার অনুমতি দেয়," ভ্যালিস ব্যাখ্যা করেন। "তাছাড়া, তাদের যান্ত্রিক বাস্তবায়ন লক্ষ্যের সাথে বিরোধপূর্ণ, এটিকে চৌম্বক ক্ষেত্রের ভিতরে তার সর্বোত্তম অবস্থান থেকে দূরে রেখে।"

ভবিষ্যত লেপটন কোলাইডারের জন্য ডিজাইনে কাজ করা পদার্থবিদ এবং প্রকৌশলীদের আরও ভাল পজিট্রন উত্স তৈরি করা একটি লক্ষ্য। এর মধ্যে রয়েছে ইন্টারন্যাশনাল লিনিয়ার কোলাইডার এবং FCC-এর একটি সংস্করণ FCC-ee নামক, যা ইলেকট্রনের সাথে পজিট্রনকে সংঘর্ষ করবে। পিএসআই পজিট্রন প্রোডাকশন, বা পি-কিউবড পরীক্ষাটি এমনই একটি ডিজাইনের প্রচেষ্টা।

ভ্যালিস বর্ণনা করেছেন, "আমরা যে চ্যালেঞ্জগুলির মুখোমুখি হই তার মধ্যে একটি হল কাঙ্ক্ষিত আলোকসজ্জা অর্জনের জন্য পর্যাপ্ত উচ্চ পরিমাণে পজিট্রন উত্পাদন, ক্যাপচার এবং পরিবহন করা।" "পি-কিউবড এই সমস্যাটির সমাধান করে এবং একটি নতুন পজিট্রন উত্স এবং ক্যাপচার সিস্টেমের প্রস্তাব দেয় যার মাধ্যমে বর্তমান পজিট্রন ফলন মাত্রার ক্রম দ্বারা বাড়ানো যায়।"

সর্বশেষ অগ্রগতি

দলের পদ্ধতি উচ্চ-তাপমাত্রা সুপারকন্ডাক্টর (HTSs) থেকে তৈরি সোলেনয়েডের সর্বশেষ অগ্রগতির উপর ভিত্তি করে। এগুলি প্রচলিত কন্ডাক্টর ব্যবহার করে এমন সোলেনয়েডের তুলনায় অনেক বেশি চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করতে পারে।

তাদের সর্বশেষ গবেষণায়, ভ্যালিস এবং সহকর্মীরা বর্ণনা করেছেন কিভাবে তাদের প্রোটোটাইপ পজিট্রন উৎস PSI এর SwissFEL এক্স-রে ফ্রি-ইলেক্ট্রন লেজারে প্রয়োগ করা হবে। সুইসফেল থেকে ডাল একটি কঠিন লক্ষ্যের দিকে ইলেকট্রনের গুচ্ছকে ত্বরান্বিত করবে যা নতুন HTS সোলেনয়েড দ্বারা বেষ্টিত হবে। সোলেনয়েডের চৌম্বক ক্ষেত্র তখন পজিট্রনকে পরপর দুটি আরএফ ক্যাভিটি এক্সিলারেটরে ফোকাস করবে একটি পজিট্রন বিম তৈরি করতে

সোলেনয়েডের শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্রের পাশাপাশি, ভ্যালিস বলেছেন "এর যান্ত্রিক নকশা চৌম্বক ক্ষেত্রে লক্ষ্যের সম্পূর্ণ নিমজ্জন করার অনুমতি দেয়, পজিট্রন ক্যাপচারের জন্য সর্বোত্তম অবস্থাকে সক্ষম করে"।

আরও উন্নতি

এই সেটআপের সাথে, গবেষকরা পরীক্ষা করতে পারেন যে কীভাবে অন্যান্য উপাদানগুলি পজিট্রন ফলন উন্নত করতে সহায়তা করতে পারে। এর মধ্যে রয়েছে বড় অ্যাপারচার ত্বরিত গহ্বর এবং সনাক্তকরণ যন্ত্রের অভিনব বিন্যাস। পি-কিউবড পরীক্ষাটি বর্তমানে সুইসএফইএল-এ ইনস্টল করা হচ্ছে এবং এটি 2026 সালের প্রথম দিকে কাজ শুরু করা উচিত।

লেজার উচ্চ-শক্তি পজিট্রন মরীচি তৈরি করে

"যদি পরীক্ষামূলক ফলাফলগুলি আমাদের প্রত্যাশা অনুযায়ী বাস করে, পি-কিউবড একটি নতুন পজিট্রন উত্স এবং ক্যাপচার সিস্টেম প্রদর্শন করবে যা তার পূর্বসূরিদের দক্ষতাকে মাত্রার ক্রম অনুসারে ছাড়িয়ে যায়," ভ্যালিস বলেছেন। "তার উপরে, পিএসআই-এর চুম্বক বিশেষজ্ঞরা সফলভাবে এইচটিএস সোলেনয়েডের একটি প্রোটোটাইপ চালিয়েছেন, যা তর্কযোগ্যভাবে পরীক্ষার সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ উপাদান, এবং প্রায় 18 টি এর চূড়া চৌম্বক ক্ষেত্র পরিমাপ করেছে।" তুলনামূলকভাবে, ল্যাবে তৈরি করা সবচেয়ে শক্তিশালী অবিচ্ছিন্ন চৌম্বক ক্ষেত্রটি 45 T এর একটু বেশি।

"পি-কিউবড বিশ্বব্যাপী কণা ত্বরণকারীর জন্য উপযুক্ত কয়েকটি পজিট্রন উত্সগুলির মধ্যে একটি এবং ইউরোপে একটি অনন্য সুবিধা হবে, তাই আমরা এর সম্পূর্ণ সম্ভাবনা এবং উদ্ভাবনী ক্ষমতা বিকাশ করতে চাই," তিনি বলেছেন। "উদাহরণস্বরূপ, আমরা আরও বর্ধিত পজিট্রন উত্পাদনের জন্য স্ফটিক এবং শঙ্কুযুক্ত লক্ষ্যগুলির ব্যবহার হিসাবে অভিনব ধারণাগুলির একটি পরিসর পরীক্ষা করব।"

গবেষণায় বর্ণনা করা হয়েছে শারীরিক পর্যালোচনা এক্সিলারেটর এবং beams.

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• PlatoData.Network উল্লম্ব জেনারেটিভ Ai. নিজেকে ক্ষমতায়িত করুন। এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোইএসজি। কার্বন, ক্লিনটেক, শক্তি, পরিবেশ সৌর, বর্জ্য ব্যবস্থাপনা. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটো হেলথ। বায়োটেক এবং ক্লিনিক্যাল ট্রায়াল ইন্টেলিজেন্স। এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://physicsworld.com/a/new-positron-source-could-give-lepton-colliders-a-boost/