ভবিষ্যৎ হিগস ফ্যাক্টরির কার্বন ফুটপ্রিন্ট বাছাইকৃত ডিজাইন এবং এর অবস্থানের উপর নির্ভর করে প্রায় 100 ফ্যাক্টর দ্বারা পরিবর্তিত হতে পারে। এটি হল ইউরোপের পদার্থবিদদের বিশ্লেষণের উপসংহার যারা CERN-এর লার্জ হ্যাড্রন কোলাইডার (LHC) এর সম্ভাব্য উত্তরসূরি নিয়ে গবেষণা করেছেন। গবেষকরা উপসংহারে যে প্রস্তাবিত ভবিষ্যত সার্কুলার কোলাইডার (FCC), যা CERN ভিত্তিক হবে এবং LHC-এর সাথে যুক্ত হবে, এটি হবে সবচেয়ে পরিবেশবান্ধব কারণ এটি কম শক্তি খরচ করবে এবং প্রতিযোগী ডিজাইনের তুলনায় হিগস বোসনের প্রতি কম কার্বন নির্গমন উৎপন্ন করবে (arXiv: 2208.10466).
এলএইচসি-তে 2012 সালে হিগস বোসন আবিষ্কারের পরে, কণা পদার্থবিদরা আরও শক্তিশালী কণা সংঘর্ষ তৈরির পরিকল্পনা করছেন। হিগস ফ্যাক্টরি নামে পরিচিত ভবিষ্যত মেশিনটি হিগস বোসন এবং অন্যান্য কণার বৈশিষ্ট্যগুলির আরও বিশদ তদন্তের অনুমতি দেওয়ার জন্য পজিট্রন দিয়ে ইলেকট্রনগুলিকে ভেঙে ফেলবে।
বর্তমানে একটি উচ্চ-শক্তি পজিট্রন-ইলেক্ট্রন কোলাইডারের জন্য পাঁচটি প্রস্তাব রয়েছে, যার সাথে আন্তর্জাতিক লিনিয়ার কোলাইডার (ILC), জাপানে কুল কপার কোলাইডার (C3) এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে কমপ্যাক্ট লিনিয়ার কোলাইডার CERN-এ সবই লিনিয়ার এক্সিলারেটরের উপর ভিত্তি করে। এফসিসি এবং চায়না ইলেক্ট্রন পজিট্রন কোলাইডার চীনে (CEPC), এদিকে, বৃত্তাকার সংঘর্ষকারী।
বিভিন্ন কলাইডার ডিজাইনের পদার্থবিজ্ঞানের সুযোগ নিয়ে বিভিন্ন যুক্তি রয়েছে, কিন্তু CERN কণা পদার্থবিদ প্যাট্রিক জানোট এবং তার সহকর্মী অ্যালাইন ব্লন্ডেল যুক্তি দেন যে ভবিষ্যতের যে কোনও সংঘর্ষের উচ্চ শক্তি খরচের কারণে, ডিজাইনগুলির উল্লেখযোগ্য পরিবেশগত প্রভাবও বিবেচনা করা উচিত।
"আমরা প্রস্তাব করছি যে ভবিষ্যত উচ্চ-শক্তির পদার্থবিজ্ঞানের প্রকল্পগুলিতে কেবলমাত্র কলাইডারের খরচ এবং কার্যকারিতাই অন্তর্ভুক্ত নয়, তবে পদার্থবিজ্ঞানের ফলাফল প্রতি এর কার্বন পদচিহ্নও অন্তর্ভুক্ত রয়েছে এবং এই ডেটাগুলিকে ডিজাইনে ব্যবহার করা এবং 'সেরা' কোলাইডারের পছন্দ," জনট জানান ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড.
গবেষকরা পরিকল্পিত নিউট্রিনো পরীক্ষার কার্বন পদচিহ্ন বিশ্লেষণ করেন
তাদের বিশ্লেষণে, দুজনে দেখতে পান যে FCC হল সবচেয়ে শক্তি-দক্ষ নকশা, এটি উত্পাদিত প্রতিটি হিগস বোসনের জন্য 3 মেগাওয়াট বিদ্যুৎ খরচ করে। পরবর্তী সেরাটি ছিল CEPC প্রতি হিগস বোসন প্রতি 4.1 MWh, যখন সবচেয়ে শক্তি নিবিড় নকশা হল C3 (18 MWh/Higgs বোসন)।
গবেষকরা তখন বিভিন্ন দেশে বিদ্যুৎ উৎপাদনের কার্বনের তীব্রতা পরীক্ষা করে ভবিষ্যতে উচ্চ-শক্তির সংঘর্ষের আশায়। FCC আবার সেরা ছিল, 0.17 টন CO নির্গত করে2 সমতুল্য (t CO2 eq.) প্রতি হিগস বোসন উত্পাদিত। ILC, ইতিমধ্যে, প্রায় 50 গুণ বেশি CO উত্পাদন করবে2 সমতুল্য (9.4 t CO2 eq হিগস বোসন প্রতি)। FCC-এর কম নির্গমন আংশিক কারণ ফ্রান্সে উত্পাদিত শক্তির প্রায় 80% পারমাণবিক প্ল্যান্ট থেকে, এবং তাই বেশিরভাগই কার্বন-মুক্ত।
দলটি খুঁজে পেয়েছে যে এফসিসির কার্বন পদচিহ্ন আরও উন্নত করা যেতে পারে যদি নকশাটি মিথস্ক্রিয়া পয়েন্টের সংখ্যা দুই থেকে চার পর্যন্ত বাড়িয়ে দেয়। এই পরিস্থিতিতে উত্পাদিত প্রতিটি হিগস বোসন 1.8 MWh শক্তি খরচ করবে এবং 0.1 টন CO নির্গত করবে2 সমতুল্য.
জ্যানোট যোগ করেছেন যে বিশ্লেষণটি পদার্থবিজ্ঞানের ফলাফলের পরিবেশগত প্রভাব এবং প্রস্তাবিত হিগস কারখানা পরিচালনার শক্তি খরচের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে। তিনি যোগ করেছেন যে এটি এফসিসি-তে একটি অনেক বড় সম্ভাব্যতা অধ্যয়নের অংশ, যা অন্যান্য বিষয়গুলির মধ্যে প্রকল্পের বিভিন্ন পর্যায়ের পরিবেশগত প্রভাবকে কভার করবে। এর মধ্যে রয়েছে, উদাহরণস্বরূপ, টানেল বিল্ডিং এবং কোলাইডারগুলির ইনস্টলেশন এবং অপারেশন। কিন্তু তিনি উল্লেখ করেছেন যে "অপারেশনের সময় শক্তি খরচ একটি উচ্চ-শক্তি সংঘর্ষকারীর কার্বন পদচিহ্নের সবচেয়ে বড় অবদানকারী"।
অন্যান্য কারণের
প্রকৃতিবিজ্ঞানী কুমিকো কোটেরা প্যারিসের সোরবোন ইউনিভার্সিটি থেকে, যিনি জায়ান্ট অ্যারে ফর নিউট্রিনো ডিটেকশন (গ্র্যান্ড) প্রকল্পের সম্ভাব্য কার্বন পদচিহ্নের একটি বিশ্লেষণ করেছেন, বলেছেন ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড যে হিগস বোসনের প্রতি শক্তি খরচ এবং কার্বন নির্গমন একটি বুদ্ধিমান তুলনা। কোটেরা ব্যাখ্যা করেছেন যে, কোলাইডারের শক্তি খরচ ছাড়াও আরও সঠিক কার্বন ফুটপ্রিন্ট বিশ্লেষণ তৈরি করতে, ডেটা বিশ্লেষণ এবং সিমুলেশন সম্পর্কিত শক্তি খরচ এবং ডেটা স্টোরেজের মতো অন্যান্য লিঙ্কযুক্ত ডিজিটাল প্রযুক্তিগুলিও বিবেচনা করা দরকার।
CERN ফিউচার সার্কুলার কোলাইডারে আরও কাজ অনুমোদন করে – কিন্তু চূড়ান্ত সিদ্ধান্তে বিলম্ব করে
কোটেরা যোগ করেছেন যে একটি সম্পূর্ণ বিশ্লেষণের জন্য তার সদস্যদের আন্তর্জাতিক ভ্রমণকেও বিবেচনায় নেওয়া দরকার, যদিও তিনি সন্দেহ করেন যে এটি কোলাইডার অপারেশন এবং ডিজিটাল প্রযুক্তির তুলনায় কম শক্তির ক্ষুধার্ত হবে।
জ্যানোট সম্মত হন যে আরও কিছু করা যেতে পারে, যোগ করে যে CERN তার কার্বন পদচিহ্ন কমানোর উপায় নিয়ে কাজ করছে। এর মধ্যে রয়েছে, অন্যান্য বিষয়গুলির মধ্যে, শক্তি পুনরুদ্ধার, কম-কার্বন উত্সগুলির সর্বাধিক ব্যবহার করার জন্য বিদ্যুতের ব্যবহার পরিচালনার পাশাপাশি ভ্রমণকে কম করে এমন আন্তর্জাতিক সহযোগিতা বিকাশের উপায়গুলি অন্তর্ভুক্ত।
