نیا پوزیٹرون ماخذ لیپٹن ٹکرانے والوں کو فروغ دے سکتا ہے - فزکس ورلڈ

سوئٹزرلینڈ میں کیے گئے کمپیوٹر سمولیشنز اور لیبارٹری کے تجربات نے ایک نئی قسم کے پوزیٹرون ماخذ کے ڈیزائن کو آگے بڑھایا ہے جسے اگلی نسل کے لیپٹن ٹکرانے والے جیسے مجوزہ میں استعمال کیا جا سکتا ہے۔ مستقبل کا سرکلر کولائیڈر (FCC) CERN میں۔ کی طرف سے تیار نکولس ویلیس اور پال شیرر انسٹی ٹیوٹ (PSI) کے ساتھیوں، ڈیزائن میں پوزیٹرون کو جمع کرنے اور انہیں سخت بیم میں مرکوز کرنے کے لیے اعلی درجہ حرارت-سپر کنڈکٹر میگنےٹ کا استعمال کیا گیا ہے۔ ٹیم کا کہنا ہے کہ اس کا ذریعہ 2026 تک مکمل طور پر کام کر سکتا ہے۔

ایکسلریٹروں کے لیے پوزیٹرون ذرائع ایک اثر پر انحصار کرتے ہیں جسے جوڑی کی پیداوار کہا جاتا ہے، جس کے تحت ایک اعلی توانائی والا فوٹوون ایک ایٹم نیوکلی کے ساتھ بات چیت کرتا ہے تاکہ ایک پوزیٹران اور ایک الیکٹران بنایا جا سکے۔ یہ عام طور پر اعلی توانائی والے الیکٹران بیم کو گھنے ٹھوس ہدف میں فائر کرکے کیا جاتا ہے۔ الیکٹران جو ٹارگٹ میں ایٹموں کے ذریعے منحرف ہوتے ہیں وہ فوٹان کو شعاع کرتے ہیں، جو پھر الیکٹران/پوزیٹرون جوڑے بنانے کے لیے دوسرے ہدف والے ایٹموں کے ساتھ تعامل کرتے ہیں۔

اگرچہ یہ نقطہ نظر بہت سارے پوزیٹرون بناتا ہے، لیکن وہ کئی سمتوں میں اڑتے ہیں۔ اگر پوزیٹرون ایک پارٹیکل ایکسلریٹر میں استعمال کرنے کے لیے مقدر ہیں، تو انہیں اکٹھا کرنا اور بیم میں مرکوز کرنا چاہیے۔ یہ عمل بہت ناکارہ ہے، جس میں زیادہ تر پوزیٹرون ضائع ہو رہے ہیں۔

مقناطیسی اور مکینیکل چیلنجز

آج، اجتماع اور توجہ مرکوز کرنا الیکٹرو میگنیٹ کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاتا ہے جسے سولینائڈز کہتے ہیں۔ "تاہم، روایتی میگنےٹس کی طاقت، یہاں تک کہ ملٹی ٹیسلا رینج میں بھی، صرف پیدا شدہ پوزیٹرون کے ایک چھوٹے سے حصے کو پکڑنے کی اجازت دیتی ہے،" ویلیس بتاتے ہیں۔ "مزید برآں، ان کا مکینیکل نفاذ ہدف سے متصادم ہے، اسے مقناطیسی میدان کے اندر اپنے بہترین مقام سے دور رکھتا ہے۔"

مستقبل کے لیپٹن ٹکرانے والوں کے ڈیزائن پر کام کرنے والے طبیعیات دانوں اور انجینئروں کا مقصد بہتر پوزیٹرون ذرائع بنانا ہے۔ ان میں بین الاقوامی لکیری کولائیڈر اور FCC کا ایک ورژن شامل ہے جسے FCC-ee کہا جاتا ہے، جو الیکٹرانوں کے ساتھ پوزیٹرون کو ٹکرائے گا۔ PSI Positron Production، یا P-cubed تجربہ ایسی ہی ایک ڈیزائن کی کوشش ہے۔

ویلیس بیان کرتے ہیں کہ "ہمیں جن چیلنجوں کا سامنا ہے ان میں سے ایک مطلوبہ چمک کو حاصل کرنے کے لیے کافی زیادہ مقدار میں پوزیٹرون تیار کرنا، پکڑنا اور ٹرانسپورٹ کرنا ہے۔" "P-cubed اس مسئلے کو حل کرتا ہے اور ایک نیا پوزیٹرون سورس اور کیپچر سسٹم تجویز کرتا ہے جس کی وسعت کے مطابق موجودہ پوزیٹرون کی پیداوار کو بڑھایا جا سکتا ہے۔"

تازہ ترین پیشرفت

ٹیم کا نقطہ نظر اعلی درجہ حرارت والے سپر کنڈکٹرز (HTSs) سے بنے سولینائڈز میں تازہ ترین پیشرفت پر مبنی ہے۔ یہ solenoids کے مقابلے میں بہت زیادہ مقناطیسی فیلڈز پیدا کر سکتے ہیں جو روایتی موصل استعمال کرتے ہیں۔

اپنی تازہ ترین تحقیق میں، ویلیس اور ساتھی بیان کرتے ہیں کہ کس طرح ان کے پروٹو ٹائپ پوزیٹرون ماخذ کو PSI کے SwissFEL X-ray مفت الیکٹران لیزر پر لاگو کیا جائے گا۔ سوئس ایف ای ایل کی دالیں الیکٹران کے گچھوں کو ایک ٹھوس ہدف کی طرف تیز کریں گی جو نئے ایچ ٹی ایس سولینائیڈ سے گھرا ہوا ہوگا۔ سولینائیڈ کا مقناطیسی میدان پھر پوزیٹرون کو دو لگاتار آر ایف کیوٹی ایکسلریٹروں میں فوکس کرے گا تاکہ پوزیٹرون بیم بنایا جا سکے۔

سولینائڈ کے مضبوط مقناطیسی میدان کے علاوہ، ویلیس کا کہنا ہے کہ "اس کا مکینیکل ڈیزائن مقناطیسی میدان میں ہدف کو مکمل طور پر غرق کرنے کی اجازت دیتا ہے، جس سے پوزیٹرون کی گرفت کے لیے بہترین حالات پیدا ہوتے ہیں"۔

مزید بہتری

اس سیٹ اپ کے ساتھ، محققین یہ بھی جانچ سکتے ہیں کہ دوسرے اجزاء پوزیٹرون کی پیداوار کو بہتر بنانے میں کس طرح مدد کر سکتے ہیں۔ ان میں بڑے یپرچر کو تیز کرنے والی گہا، اور پتہ لگانے کے آلات کے نئے انتظامات شامل ہیں۔ P-cubed تجربہ فی الحال SwissFEL میں نصب کیا جا رہا ہے اور اسے 2026 کے اوائل میں کام شروع کر دینا چاہیے۔

لیزر ہائی انرجی پوزیٹرون بیم بناتا ہے۔

ویلیس کا کہنا ہے کہ "اگر تجرباتی نتائج ہماری توقعات کے مطابق رہتے ہیں، تو P-cubed ایک نئے پوزیٹرون سورس اور کیپچر سسٹم کا مظاہرہ کرے گا جو اپنے پیشروؤں کی کارکردگی کو طول و عرض کی ترتیب سے بہتر بناتا ہے۔" "اس کے اوپری حصے میں، PSI کے مقناطیسی ماہرین نے HTS solenoid کا ایک پروٹو ٹائپ کامیابی سے چلایا ہے، جو کہ تجربے کا سب سے اہم جزو ہے، اور تقریباً 18 T کے چوٹی کے مقناطیسی میدان کی پیمائش کی ہے۔" اس کے مقابلے میں، لیب میں اب تک کا سب سے مضبوط مسلسل مقناطیسی میدان 45 T سے تھوڑا زیادہ ہے۔

"P-cubed دنیا بھر میں پارٹیکل ایکسلریٹرز کے لیے موزوں چند پوزیٹرون ذرائع میں سے ایک ہو گا، اور یورپ میں ایک منفرد سہولت ہو گی، اس لیے ہم اس کی مکمل صلاحیت اور اختراعی صلاحیت کو فروغ دینا چاہتے ہیں،" وہ کہتے ہیں۔ "مثال کے طور پر، ہم بہت سے نئے آئیڈیاز کی جانچ کریں گے، جیسے کہ مزید بہتر پوزیٹرون کی پیداوار کے لیے کرسٹل اور مخروطی اہداف کا استعمال۔"

تحقیق میں بیان کیا گیا ہے۔ فزیکل ریویو ایکسلریٹر اور بیم.

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹو ڈیٹا ڈاٹ نیٹ ورک ورٹیکل جنریٹو اے آئی۔ اپنے آپ کو بااختیار بنائیں۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹوآئ اسٹریم۔ ویب 3 انٹیلی جنس۔ علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ای ایس جی۔ کاربن، کلین ٹیک، توانائی ، ماحولیات، شمسی، ویسٹ مینجمنٹ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ہیلتھ۔ بائیوٹیک اینڈ کلینیکل ٹرائلز انٹیلی جنس۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://physicsworld.com/a/new-positron-source-could-give-lepton-colliders-a-boost/