'ٹروجن ہارس' انجیکشن کا طریقہ الٹرا کمپیکٹ ایکس رے فری الیکٹران لیزر کو قابل بناتا ہے۔

ایکس رے فری الیکٹران لیزرز (XFELs) کو مادے کی سائنس، گرم گھنے مادے کی تحقیق اور منشیات کی ترقی جیسے شعبوں میں بنیادی تحقیق کو قابل بناتے ہوئے انتہائی مادے کی صورتحال پیدا کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ فی الحال، اس طرح کے لیزرز بیہیمتھ ہیں، جن کے لیے اربوں کی لاگت والے کلومیٹر پیمانے کے سیٹ اپ کی ضرورت ہوتی ہے۔ پر محققین Strathclyde یونیورسٹی برطانیہ میں اب پلازما ویک فیلڈ ایکسلریٹر (PWFA) پر مبنی چھوٹے XFEL کے لیے ایک نیا خاکہ پیش کیا ہے۔ ان کا کہنا ہے کہ یہ ڈیوائس، جس کا سائز صرف چند میٹر ہوگا، اگلی نسل کے الٹراکمپیکٹ XFELs کی آمد کا اعلان کر سکتا ہے۔

"ایف ای ایل میں ایک متبادل مقناطیسی میدان کے ساتھ ایک 'انڈرولیٹر' کے اندر سائنوسائیڈل راستے پر جھولنے والا ایک رشتہ دار الیکٹران بیم ہوتا ہے،" لیڈ محقق کی وضاحت کرتا ہے۔ فہیم حبیب. "مسلسل حرکت کے نتیجے میں، الیکٹران کی شعاع فوٹان کے پھٹنے کا اخراج کرتی ہے اور ایک مثبت تاثراتی اثر الیکٹران بیم کو تابکاری کی طول موج پر مائیکرو بنچوں میں ڈھانپتا ہے۔"

اس بنچنگ کا نتیجہ یہ ہے کہ تابکاری کی طاقت انڈولیٹر کے ساتھ ساتھ تیزی سے بڑھتی ہے اور انتہائی مربوط ہو جاتی ہے۔ تاہم، یہ خود کو منظم کرنے والا اثر صرف اس صورت میں ہو سکتا ہے جب الیکٹران کی شعاع متعلقہ توانائیوں میں اعلیٰ معیار کی ہو۔ اس طرح کی اعلی بیم کوالٹی آج لکیری ایکسلریٹر (لینیکس) کا استعمال کرتے ہوئے حاصل کی جاتی ہے، جو XFELs کلومیٹر لمبے ہوتے ہیں۔

پلازما پر مبنی ایکسلریٹر

پلازما پر مبنی ایکسلریٹر اس طرح کے ملٹی گیگا الیکٹرون وولٹ (GeV) بیم کو بہت کم فاصلے پر، صرف سینٹی میٹر کے، ایکس ایف ای ایل کے لیے درکار بیم کی خصوصیات کے ساتھ تیار کر سکتے ہیں۔ حبیب اور ساتھیوں نے اب یہ ظاہر کیا ہے کہ پلازما فوٹوکاتھوڈس کے الیکٹران بیم لینکس میں پیدا ہونے والے بیم سے کہیں زیادہ روشن ہو سکتے ہیں اور پی ڈبلیو ایف اے میں تیار کیے جا سکتے ہیں۔

ویک فیلڈ ایکسلریٹر چارج شدہ ذرات کی ایک گھنی شہتیر جیسے الیکٹران کو اسٹیشنری پلازما (بنیادی طور پر آئنائزڈ ذرات کی گیس) میں فائر کرکے کام کرتے ہیں۔ الیکٹران بیم منفی چارجز (الیکٹران) کو ہدف میں موجود ساکن بیک گراؤنڈ آئنوں سے الگ کرتا ہے جس سے پلازما کی ایک مختصر لہر پیدا ہوتی ہے۔ اس پلازما لہر کے ساتھ منسلک برقی میدان چارج شدہ ذرات کو تیز کرتا ہے جو اس کے نتیجے میں چلتے ہیں، اسی جگہ سے ویک فیلڈ کی اصطلاح آتی ہے۔ اگر چارج شدہ ذرات کا ایک پچھلا گچھا مناسب وقت پر ہے، تو یہ اس لہر کو سرف کر سکتا ہے اور تیز رفتاری سے تیز ہو سکتا ہے – صرف چند سینٹی میٹر کے فاصلے پر GeV کی حرکی توانائیوں تک۔ پھر بھی، شہتیر کا معیار XFELs کے لیے مطلوبہ معیار سے بہت دور ہے۔

حبیب اور ساتھیوں کے ذریعہ تیار کردہ جدید PWFA ایک نئے الیکٹران انجیکشن کے طریقہ کار سے لیس ہے جسے پلازما فوٹوکاتھوڈ (عرف "ٹروجن ہارس") کہا جاتا ہے اور بیم کی کم رفتار کے پھیلاؤ کی بدولت لینکس میں ہونے والے شعاعوں سے 100,000 گنا زیادہ روشن الیکٹران بیم پیدا کر سکتا ہے۔

پورے نظام کا سائز صرف چند میٹر ہے۔

ان کے کام میں، جس میں تفصیل ہے فطرت، قدرت مواصلات، محققین نے مطالعہ کیا کہ کس طرح پلازما فوٹوکاتھوڈ PWFA سے الٹرا ہائی برائٹنیس الیکٹران بیم کو بغیر چارج اور معیار کے نقصان کے ایک انڈولیٹر میں نکالنا، نقل و حمل، الگ کرنا اور انجیکشن کرنا ہے۔ حبیب بتاتے ہیں، "ایک انڈیولیٹر پر مرکوز، انتہائی اعلیٰ معیار کا الیکٹران بیم اڑتے وقت اینگسٹروم طول موج پر طاقتور مربوط فوٹوون دھڑکنیں پیدا کرتا ہے جس کی نبض کا دورانیہ اٹوس سیکنڈ کی سطح پر ہوتا ہے۔" "دلکش حصہ یہ ہے کہ جدید ترین کلومیٹر سائز کی XFEL مشینوں کے مقابلے میں پورا نظام صرف چند میٹر کا ہے۔"

برطانیہ نے ایکس رے فری الیکٹران لیزر کے لیے ڈیزائن کا کام شروع کیا۔

"جب کہ ابھی بہت کام باقی ہے، ہمارے نتائج اگلی نسل کے الٹراکمپیکٹ XFELs کی طرف پہلا سنگ میل ہیں۔ ہمارا وژن اس ٹیکنالوجی کو یونیورسٹی کی سطح کی لیبز یا حتیٰ کہ ہسپتالوں کے لیے معیاری ٹول تک پہنچانا ہے،‘‘ حبیب بتاتے ہیں۔ طبیعیات کی دنیا.

"PWFA میں پلازما فوٹوکاتھوڈ انجیکشن کا پہلا تجرباتی ثبوت ہمارے ٹروجن ہارس میں حاصل کیا گیا تھا۔ تعاون ہمارے اسٹریٹجک پارٹنر سٹینفورڈ کی SLAC FACET سہولت پر،" ٹیم لیڈر برن ہارڈ ہائیڈنگ نے مزید کہا۔ "اب، جانشین کی سہولت پر ہمارے پروگرام کے ساتھ، SLAC FACET-II، ہمارا مقصد بیم کے معیار اور استحکام کے لحاظ سے اسکیم کی حقیقی صلاحیت سے فائدہ اٹھانا ہے۔"

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹو بلاک چین۔ Web3 Metaverse Intelligence. علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://physicsworld.com/a/trojan-horse-injection-method-enables-ultracompact-x-ray-free-electron-laser/