محکمہ دفاع اور دیگر وفاقی ایجنسیوں نے ایسے جدید ذرائع تلاش کیے ہیں جو گاما شعاعیں، ایکس رے، نیوٹران، پروٹون اور الیکٹران پیدا کرتے ہیں تاکہ مختلف قسم کی سائنسی، تجارتی اور دفاعی ایپلی کیشنز کو قابل بنایا جا سکے - طبی تشخیص سے لے کر خطرناک کے لیے کارگو کنٹینرز کے اسکین تک۔ داخلی نقائص کو دیکھنے کے لیے ہوائی جہاز اور ان کے پرزوں کی غیر تباہ کن جانچ کے لیے مواد۔ لیکن ان میں سے کوئی بھی ذریعہ کئی میٹر موٹی کنکریٹ کی دیواروں کے ذریعے تصویر نہیں بنا سکتا، باہر سے آتش فشاں کے مرکز کا نقشہ نہیں بنا سکتا، یا چیمبروں اور سرنگوں کو تلاش کرنے کے لیے زیر زمین گہرائی تک نہیں دیکھ سکتا۔ ایسی امیجنگ صلاحیتوں کے لیے زیادہ طاقتور ذرہ کی ضرورت ہوتی ہے۔
DARPA کے Muons for Science & Security پروگرام (MuS2 - Mew-S-2 کا اعلان) کا مقصد گہرائی سے گھسنے والے ذیلی ایٹمی ذرات کا ایک کمپیکٹ ذریعہ بنانا ہے جسے muons کہا جاتا ہے۔ Muons الیکٹران سے ملتے جلتے ہیں لیکن تقریبا 200 گنا زیادہ بھاری ہیں۔ زیادہ توانائی پر، میونز درجنوں سے سینکڑوں میٹر پانی، ٹھوس چٹان یا مٹی کے ذریعے آسانی سے سفر کر سکتے ہیں۔ تاہم، muons پیدا کرنا ایک چیلنج ہے، کیونکہ اس کے لیے بہت زیادہ توانائی، گیگا الیکٹرون وولٹ (GeV) ذرہ کا ذریعہ درکار ہوتا ہے۔ فی الحال، muons کے لیے دو بنیادی ذرائع موجود ہیں۔ اوپری فضا میں کائناتی شعاعوں کے تعاملات قدرتی طور پر muons پیدا کرتے ہیں جب وہ تخلیق شدہ پارٹیکل شاور میں زمین پر اترتے ہیں۔ امیجنگ کے لیے ان میونز کو استعمال کرنا مشکل ہے اور بہت عملی نہیں ہے۔ کائناتی میونز نے خصوصی منصوبوں میں ایک کردار ادا کیا ہے، جیسے کہ جب سائنس دانوں نے انہیں مصر میں عظیم اہرام کے اندرونی چیمبروں کی تصویر بنانے کے لیے استعمال کیا۔ زمین کی سطح تک پہنچنے والے ماؤنز کی بہت کم تعداد اور ماحول سے گزرنے والے مختلف راستوں کو دیکھتے ہوئے، بامعنی نتائج پیدا کرنے کے لیے کافی میون ڈیٹا حاصل کرنے میں کئی دن سے مہینوں لگ سکتے ہیں۔ Muons زمینی طور پر بھی پیدا کیا جا سکتا ہے۔ لیکن میوون بنانے کے لیے ایسے اعلیٰ توانائی والے ذرات کی ضرورت ہوتی ہے کہ پیداوار صرف طبیعیات کی تحقیق کی بڑی سہولیات تک محدود ہے جیسے کہ الینوائے میں ریاستہائے متحدہ کا فرمیلاب نیشنل پارٹیکل ایکسلریٹر اور سوئٹزرلینڈ میں یورپی سی ای آر این ایکسلریٹر۔
"ہمارا مقصد ایک نیا، زمینی میوون ذریعہ تیار کرنا ہے جس کے لیے بڑے ایکسلریٹر کی ضرورت نہیں ہوتی ہے اور جو ہمیں متعلقہ توانائیوں پر 10 سے 100 جی وی تک - یا تو تصویر یا مواد کی خصوصیت کے لیے ماؤن کے دشاتمک بیم بنانے کی اجازت دیتا ہے،" مارک روبل نے کہا۔ DARPA کے ڈیفنس سائنسز آفس میں MuS2 پروگرام مینیجر۔ "اس پروگرام کو چالو کرنا ہائی پیک پاور لیزر ٹیکنالوجی ہے جو مستقل طور پر آگے بڑھ رہی ہے اور ممکنہ طور پر ایک کمپیکٹ فارم فیکٹر میں میوون کی پیداوار کے لیے حالات پیدا کر سکتی ہے۔ MuS2 کمپیکٹ اور نقل و حمل کے قابل موون ذرائع کو تیار کرنے کی فزیبلٹی کو جانچنے کے لیے درکار زمینی کام رکھے گا۔
MuS2 کا مقصد جدید ترین لکیری ایکسلریٹر کے لیے درکار سینکڑوں میٹر کے مقابلے دسیوں سینٹی میٹر کی جگہ میں ابتدائی طور پر 10 GeV ذرات تخلیق کرنے کے لیے لیزر پلازما ایکسلریشن (LPA) کہلانا ہے۔ بالآخر، MuS2 ایسے حالات پیدا کرنے کے لیے قابل توسیع اور عملی عمل تیار کرنے کی کوشش کرتا ہے جو LPA، ٹارگٹ ڈیزائن، اور کمپیکٹ لیزر ڈرائیور ٹکنالوجی میں اختراعات کے ذریعے 100 GeV سے زیادہ کے muons پیدا کر سکے۔
Muons کثافت کے تغیر کے لیے حساس ہوتے ہیں کیونکہ وہ مواد میں گھس جاتے ہیں، جو انہیں ٹھوس ڈھانچے میں خالی جگہوں کو تلاش کرنے کے لیے خاص طور پر فائدہ مند بناتا ہے۔ اگر MuS2 اور کوئی فالو آن کوششیں کامیاب ہو جاتی ہیں، تو پوری عمارتوں کو باہر سے سکین کیا جا سکتا ہے تاکہ اندرونی ڈھانچے کی خصوصیت کی جا سکے اور خاص جوہری مواد جیسے خطرے والے مواد کی موجودگی کا پتہ لگایا جا سکے۔ دیگر ممکنہ ایپلی کیشنز میں زمین کی سطح سے سیکڑوں میٹر نیچے زیر زمین سرنگوں اور چیمبروں کے مقام کا تیزی سے نقشہ بنانا شامل ہے۔
MuS2 ایک چار سالہ پروگرام ہے جسے دو مرحلوں میں تقسیم کیا گیا ہے۔ 24 ماہ کے پہلے مرحلے کے دوران، ٹیمیں ابتدائی ماڈلنگ اور اسکیلنگ اسٹڈیز کریں گی اور ماڈلز کی تصدیق کے لیے تجربات کا استعمال کریں گی اور ساتھ ہی 10 GeV muons تیار کرنے کی کوشش کریں گی۔ دوسرے 24 ماہ کے مرحلے میں، ٹیموں کا مقصد 100 GeV یا اس سے زیادہ کے لیے توسیع پذیر ایکسلریٹر ڈیزائن تیار کرنا ہے اور عملی ایپلی کیشنز کے لیے متعلقہ تعداد میں muons تیار کرنا ہے۔
لوگ 1-2 میٹر لمبے لیزر ایکسلریٹر کو استعمال کر سکیں گے تاکہ میونز پیدا کرنے کے لیے مہینوں انتظار کرنے کے بجائے کائناتی شعاعوں سے پیدا ہونے والے میونز کا مفید پتہ لگانے کے لیے استعمال کیا جا سکے۔ متعدد muon جنریٹرز اور ڈیٹیکٹر عمارتوں، volanoes کا نقشہ بنانے یا خالی جگہوں یا مختلف کثافت کے ذخائر کا پتہ لگانے کے لیے کلومیٹر تک زیر زمین اسکین کرنے کے قابل ہوں گے۔
Muon بکھرنے والی ٹوموگرافی کو مختلف کثافتوں کے مواد کے درمیان فرق کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، بشرطیکہ کافی کثافت کا تضاد ہو۔ یہاں زیر بحث تجزیوں کا استعمال کرتے ہوئے ان تجربات کے نتائج غیر حتمی ہیں۔ تاہم، جب یہ تناسب 0.10 سے زیادہ ہو تو چٹان کی کثافت ان نمونوں کے لیے فی چٹان کے حجم کے لیے muon بکھرنے والی کثافت کے ساتھ ایک خطی تعلق ظاہر کرتی ہے۔
آپ کو موون جنریٹر کے ذریعہ کے دوسری طرف اپنا ڈیٹیکٹر رکھنے کی ضرورت ہے تاکہ کسی گھنی چیز یا سرنگ کے باطل ہونے کی وجہ سے ہونے والے انحراف کا پتہ لگ سکے۔
قدرتی کائناتی شعاعوں کا استعمال کرتے ہوئے Muon سکیننگ میں مہینوں لگتے ہیں۔
کائناتی شعاعوں کی توانائی کو عام طور پر MeV کی اکائیوں میں ماپا جاتا ہے، میگا الیکٹران وولٹ کے لیے، یا GeV، گیگا الیکٹران وولٹ کے لیے۔ (ایک الیکٹران وولٹ حاصل ہونے والی توانائی ہے جب ایک الیکٹران کو 1 وولٹ کے ممکنہ فرق کے ذریعے تیز کیا جاتا ہے)۔ زیادہ تر کہکشاں کائناتی شعاعوں میں 100 MeV (روشنی کی رفتار کے 43% پروٹون کی رفتار کے مطابق) اور 10 GeV (روشنی کی رفتار کے 99.6% کے مساوی) کے درمیان توانائیاں ہوتی ہیں۔ Muons الیکٹران سے 200 گنا زیادہ اور پروٹون Muons سے 8 گنا زیادہ بھاری ہیں۔
اعلی توانائی والے میونز تیز ہوتے ہیں اور گہری یا مزید اسکیننگ کو قابل بناتے ہیں۔
برسوں تک، ان سائنسدانوں نے میووگرافی کا استعمال کرتے ہوئے عظیم اہرام کے ہر کونے کی کھوج کی، ایک غیر حملہ آور امیجنگ تکنیک جو اندر دیکھنے کے لیے انفراریڈ کیمروں، 3D اسکینرز، اور کاسمولوجیکل پارٹیکل ڈیٹیکٹر کا استعمال کرتی ہے۔
برائن وانگ ایک فیوچرسٹ تھیٹ لیڈر اور ایک مشہور سائنس بلاگر ہے جس میں ہر ماہ 1 لاکھ قارئین ہیں۔ اس کا بلاگ Nextbigfuture.com نمبر 1 سائنس نیوز بلاگ کی درجہ بندی ہے۔ اس میں خلل ، روبوٹکس ، مصنوعی ذہانت ، طب ، اینٹی ایجنگ بائیوٹیکنالوجی ، اور نینو ٹیکنالوجی سمیت بہت سی خلل ڈالنے والی ٹیکنالوجی اور رجحانات شامل ہیں۔
جدید ٹیکنالوجیز کی شناخت کے لیے جانا جاتا ہے ، وہ فی الوقت ابتدائی مرحلے کی کمپنیوں کے لیے اسٹارٹ اپ اور فنڈ ریزر کے شریک بانی ہیں۔ وہ گہری ٹیکنالوجی کی سرمایہ کاری کے لیے مختص تحقیق کے سربراہ اور خلائی فرشتے میں ایک فرشتہ سرمایہ کار ہیں۔
کارپوریشنوں میں بار بار اسپیکر ، وہ ٹی ای ڈی ایکس اسپیکر ، سنگولریٹی یونیورسٹی اسپیکر اور ریڈیو اور پوڈ کاسٹ کے متعدد انٹرویوز میں مہمان رہے ہیں۔ وہ عوامی تقریر اور مشاورت کے لیے کھلا ہے۔
