প্রভাবশালী মার্কিন কণা-পদার্থবিজ্ঞান প্যানেল মিউওন কোলাইডার বিকাশের আহ্বান জানিয়েছে - পদার্থবিজ্ঞান বিশ্ব

<a href="https://platoaistream.com/wp-content/uploads/2024/01/influential-us-particle-physics-panel-calls-for-muon-collider-development-physics-world-3.jpg" data-fancybox data-src="https://platoaistream.com/wp-content/uploads/2024/01/influential-us-particle-physics-panel-calls-for-muon-collider-development-physics-world-3.jpg" data-caption="ভবিষ্যতের জন্য একটি একটি মিউন সুবিধা সম্ভবত প্রোটন কোলাইডারের চেয়ে অনেক বেশি কমপ্যাক্ট হতে পারে এবং সম্ভবত এটি তৈরি করা সস্তা। (সৌজন্যে: CERN)”>

মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের উচিত একটি মিউওন কোলাইডার নির্মাণের অন্বেষণ করা এবং এই ধরনের সুবিধার জন্য প্রয়োজনীয় প্রযুক্তিগুলিতে "আক্রমনাত্মক" গবেষণা ও উন্নয়নের চেষ্টা করা। এটি মার্কিন এবং আন্তর্জাতিক কণা পদার্থবিদদের একটি হাই-প্রোফাইল কমিটির উপসংহার মার্কিন উচ্চ-শক্তি পদার্থবিদ্যা গবেষণার ভবিষ্যত নিয়ে আলোচনা করার জন্য এক বছরের বৈঠকের পর। বিজ্ঞানীরা স্বীকার করেছেন, তবে, একটি মিউন কোলাইডার তৈরি করতে উল্লেখযোগ্য প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জগুলি অতিক্রম করতে হবে।

একটি মিউন সুবিধার সম্ভাব্য বিকাশ কণা পদার্থবিদ্যার জন্য দীর্ঘমেয়াদী, 20-বছরের দৃষ্টিভঙ্গির অংশ যা ডিসেম্বরের শুরুতে পার্টিকেল ফিজিক্স প্রজেক্ট অগ্রাধিকার প্যানেল, বা P5 (নীচের বাক্স দেখুন) দ্বারা প্রকাশিত হয়েছিল। 2003 সাল থেকে P5 বড়- এবং মাঝারি আকারের পদার্থবিজ্ঞান গবেষণা প্রকল্পগুলি মূল্যায়ন করতে প্রতি দশকে মিলিত হয়েছে। তারপরে এটি ইউএস ডিপার্টমেন্ট অফ এনার্জি (DOE) এবং ন্যাশনাল সায়েন্স ফাউন্ডেশনের মতো তহবিল সংস্থাগুলির কাছে তার সুপারিশগুলি প্রেরণ করে৷

CERN এর 2012 সালে হিগস বোসন আবিষ্কারের পর বড় Hadron Collider, কণা পদার্থবিদরা একটি তথাকথিত হিগস কারখানা তৈরি করার পরিকল্পনা শুরু করেন যা হিগস বোসন এবং অন্যান্য কণার বৈশিষ্ট্যগুলির আরও বিশদ তদন্তের অনুমতি দেওয়ার জন্য পজিট্রনের সাথে ইলেক্ট্রনগুলির সংঘর্ষ করবে। এর মধ্যে কিছু ডিজাইন একটি 90 কিমি-দীর্ঘ সুড়ঙ্গের জন্য আহ্বান করুন যা 2040-এর দশকের মাঝামাঝি সময়ে ইলেক্ট্রনগুলির সাথে পজিট্রনের সাথে সংঘর্ষ করবে এবং এই শতাব্দীর পরে নতুন পদার্থবিদ্যার সন্ধানের জন্য 100 TeV প্রোটন-প্রোটন মেশিন হিসাবে পুনর্গঠিত হবে।

তবুও এই শক্তিগুলিতে চলে যাওয়া - এবং সম্ভাব্য এমনকি উচ্চতর - জটিল। একটি বৃত্তাকার অ্যাক্সিলারেটরে 1 TeV-এর কাছে যাওয়ার সময়, ইলেকট্রনগুলি সিঙ্ক্রোট্রন বিকিরণের মাধ্যমে প্রচুর শক্তি হারায়। এটি প্রোটনের জন্য তেমন কোনো সমস্যা নয়, কিন্তু 100 TeV-এর চেয়ে উচ্চ শক্তিতে পৌঁছানোর জন্য 90 কিলোমিটারের চেয়েও বড় রিং প্রয়োজন এবং সম্ভবত নতুন প্রযুক্তিরও প্রয়োজন হবে। একটি বিকল্প বিকল্প হল মিউয়নের সাথে সংঘর্ষ করা - ইলেকট্রনের কাজিন যা 200 গুণ ভারী। মিউওন ইলেকট্রনের তুলনায় অনেক বেশি ভারী, তাই মিউন কোলাইডারে শক্তির ক্ষতি কম হবে।

ড্যানিয়েল Schulte, অধ্যয়ন নেতা আন্তর্জাতিক মুন কোলাইডার সহযোগিতা, যিনি P5 কমিটিতে ছিলেন না, বলেছেন যে মিউওন কোলাইডারে সিঙ্ক্রোট্রন বিকিরণ "এক বিলিয়নেরও বেশি ফ্যাক্টর দ্বারা হ্রাস" হয়৷ "[মুয়ন] আকর্ষণীয় কারণ তারা সরাসরি [ইলেক্ট্রন এবং পজিট্রন] প্রতিস্থাপন করতে পারে এবং 10 টি টিভি মিউন কোলাইডার থাকা প্রায় 100 টি টিভি প্রোটন কোলাইডার থাকা পদার্থবিদ্যার পরিপ্রেক্ষিতে সমতুল্য," শুল্ট বলেছেন যার সহযোগিতায় 60 টিরও বেশি প্রতিষ্ঠান রয়েছে , CERN সহ, যারা একটি উন্নত মিউন সুবিধার জন্য একটি নীলনকশা আঁকছে। যেকোন ভবিষ্যতের মিউওন সুবিধা সম্ভাব্যভাবে অনেক বেশি কমপ্যাক্ট এবং নির্মাণের জন্য সম্ভবত সস্তা হতে পারে - একটি 100 TeV প্রোটন কোলাইডারের সমান নাগালের সাথে একটি মিউওন কোলাইডার, উদাহরণস্বরূপ, ফার্মিলাবের বিদ্যমান সাইটে ফিট হবে।

এটিকে "আমাদের মিউন শট" হিসাবে উল্লেখ করে, P5 কমিটি বলেছে যে একটি মিউওন এক্সিলারেটর প্রোগ্রাম একটি বড় আন্তর্জাতিক সংঘর্ষের সুবিধা হোস্ট করার জন্য মার্কিন উচ্চাকাঙ্ক্ষার সাথে মানানসই হবে, এটি মহাবিশ্বের মৌলিক প্রকৃতি বোঝার জন্য বিশ্বব্যাপী প্রচেষ্টার নেতৃত্ব দেওয়ার অনুমতি দেবে। P5 প্যানেল এখন সুপারিশ করে যে US আগামী দশকের মধ্যে এই ধরনের একটি উন্নত সংঘর্ষের জন্য প্রধান পরীক্ষা এবং প্রদর্শনকারী সুবিধা তৈরি করবে। প্রতিবেদনে আরও সুপারিশ করা হয়েছে যে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র ইন্টারন্যাশনাল মুন কোলাইডার সহযোগিতায় অংশগ্রহণ করবে এবং "একটি রেফারেন্স ডিজাইন নির্ধারণে অগ্রণী ভূমিকা নেবে"।

কার্স্টেন হিগার, ইয়েল বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন পদার্থবিদ যিনি P5-এর সহ-সভাপতি, বলেছেন ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড মিউওন কোলাইডার সুপারিশটি পরিকল্পিত এবং উন্নয়নশীল প্রকল্পের বর্তমান ফসলের বাইরে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে কণা পদার্থবিজ্ঞানের দীর্ঘমেয়াদী ভবিষ্যত সম্পর্কে চিন্তা করার ইচ্ছা থেকে এসেছে। হিগারের মতে, এই গবেষণা এবং উন্নয়নের সুপারিশটি মার্কিন কণা-পদার্থবিজ্ঞান সম্প্রদায়ে বিশেষ করে তরুণ বিজ্ঞানীদের মধ্যে "অনেক উত্তেজনা" তৈরি করেছে। "তারা মনে করে যে ভবিষ্যতের কোলাইডার সুবিধা সম্পর্কে চিন্তা করার জন্য R&D অনুসরণ করতে সক্ষম হওয়া সত্যিই উত্তেজনাপূর্ণ, বিশেষ করে যদি আমরা এটি মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে হোস্ট করতে সক্ষম হতে পারি," তিনি যোগ করেন।

সামনে চ্যালেঞ্জ

একটি মিউওন কোলাইডার, তবে, বড় প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি হয় এবং এটি তৈরি করার সিদ্ধান্ত নেওয়ার আগে কয়েক দশক লাগবে। মিউনগুলির একটি সমস্যা হল যে তারা সবেমাত্র 2.2 মাইক্রোসেকেন্ডের মধ্যে ক্ষয়প্রাপ্ত হয় যার সময় তাদের ক্যাপচার, ঠান্ডা এবং ত্বরান্বিত করতে হবে। "এটি সত্যিই সমস্ত উপাদানের প্রযুক্তিগত সীমান্তকে ঠেলে দিচ্ছে," হিগার বলেছেন। “চুম্বক উন্নয়ন, ত্বরণ প্রযুক্তি, মরীচি ফোকাসিং; এই সমস্ত জিনিসগুলি সমালোচনামূলকভাবে গুরুত্বপূর্ণ হতে চলেছে, এবং এখন যেখানে জিনিসগুলি রয়েছে সেখানে তাদের উন্নতি করতে হবে,” তিনি যোগ করেন।

শুল্টে সম্মত হন যে এটি যদি মিউওনের সীমিত জীবনকালের জন্য না হয় তবে একটি মিউন কোলাইডার "সরাসরি এগিয়ে" হবে। তিনি বলেছেন যে সবচেয়ে বড় চ্যালেঞ্জগুলির মধ্যে একটি হবে প্রয়োজনীয় চুম্বক প্রযুক্তি বিকাশ করা। উদাহরণস্বরূপ, একবার প্রোটন সংঘর্ষের মাধ্যমে মিউনগুলি তৈরি হয়ে গেলে, উচ্চ-তাপমাত্রার সুপারকন্ডাক্টিং চুম্বকগুলিকে শীতল এবং ধীর করার জন্য প্রয়োজন হবে। এবং এই প্রযুক্তিটি মিউনের ক্ষতি কমাতে একটি ছোট জায়গায় চেপে নিতে হবে। উচ্চ-গতির চুম্বক যা খুব দ্রুত সাইকেল চালাতে পারে তখন মিউন রশ্মিকে ত্বরান্বিত করার জন্য প্রয়োজন হবে।

মুশকিল হল, এই প্রযুক্তির অনেক কিছুই এখনও নেই বা শৈশবকালে। এই চ্যালেঞ্জ সত্ত্বেও, হিগার আত্মবিশ্বাসী যে একটি মিউন কোলাইডার তৈরি করা যেতে পারে: "কণা পদার্থবিদ এবং ত্বরণকারী পদার্থবিদরা সাম্প্রতিক বছর এবং দশকগুলিতে অবিশ্বাস্য চাতুর্য দেখিয়েছেন, এবং তাই আমি আশাবাদী," তিনি বলেছেন। কিন্তু যদিও এই ধরনের সুবিধা সম্ভব নাও হয়, তবে এটির দিকে কাজ করা কণা পদার্থবিদ্যায় মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের বর্তমান শক্তির উপর ভিত্তি করে তৈরি করবে এবং প্রোটন এবং নিউট্রিনো রশ্মি সুবিধাগুলির উন্নতিতে সহায়তা করবে। চিকিৎসা আইসোটোপ উত্পাদন, পদার্থ বিজ্ঞান এবং পারমাণবিক পদার্থবিদ্যা সহ এটি সমাজের জন্যও সম্ভবত ব্যাপক সুবিধা পাবে, তাই হিগার বিশ্বাস করেন যে এটি একটি "বিনিয়োগ ভালভাবে ব্যয় করা" হবে।

উচ্চ-তাপমাত্রার সুপারকন্ডাক্টিং চুম্বকগুলির বিকাশ, উদাহরণস্বরূপ, কণা পদার্থবিদ্যার বাইরে গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব ফেলবে। তারা পারমাণবিক ফিউশন চুল্লির জন্য দরকারী হতে পারে এবং বায়ু টারবাইনের কর্মক্ষমতা উন্নত করতে পারে। শুল্টে আরও বিশ্বাস করেন যে পরবর্তী প্রজন্মের বিজ্ঞানীদের প্রশিক্ষণের ক্ষেত্রে মিউওন কোলাইডারের দিকে কাজ করা যথেষ্ট সুবিধা প্রদান করবে। "এটি একটি দুর্দান্ত প্রকল্প কারণ জিনিসগুলি নতুন, এখানে উদ্ভাবনের জন্য জায়গা রয়েছে, সৃজনশীলতার জন্য, আত্মাটি এমন একটি প্রকল্প থেকে খুব আলাদা যা আমরা অতীতে আরও বড় উপায়ে যা করেছি তা আবার করা হচ্ছে," তিনি যোগ করেন।

• 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/influential-us-particle-physics-panel-calls-for-muon-collider-development/