بااثر امریکی پارٹیکل فزکس پینل نے میوون کولائیڈر کی ترقی کا مطالبہ کیا ہے – فزکس ورلڈ

<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="مستقبل کے لیے ایک ایک میوون سہولت ممکنہ طور پر پروٹون ٹکرانے والے سے کہیں زیادہ کمپیکٹ ہو سکتی ہے اور شاید اس کی تعمیر سستی بھی ہو سکتی ہے۔ (بشکریہ: CERN)">

امریکہ کو ایک muon collider کی تعمیر کا کھوج لگانا چاہیے اور اس طرح کی سہولت کے لیے درکار ٹیکنالوجیز میں "جارحانہ" تحقیق اور ترقی کو آگے بڑھانا چاہیے۔ یہ امریکی اور بین الاقوامی ذرہ طبیعیات دانوں کی ایک اعلیٰ سطحی کمیٹی کا نتیجہ ہے۔ امریکی ہائی انرجی فزکس ریسرچ کے مستقبل پر بات کرنے کے لیے ایک سال کی میٹنگوں کے بعد۔ تاہم، سائنس دان تسلیم کرتے ہیں کہ muon کولاڈر بنانے کے لیے اہم تکنیکی چیلنجوں پر قابو پانا ہو گا۔

muon کی سہولت کی ممکنہ ترقی پارٹیکل فزکس کے لیے ایک طویل مدتی، 20 سالہ وژن کا حصہ ہے جسے دسمبر کے اوائل میں پارٹیکل فزکس پروجیکٹ ترجیحی پینل، یا P5 (نیچے باکس دیکھیں) کے ذریعے جاری کیا گیا تھا۔ 2003 کے بعد سے P5 بڑے اور درمیانے درجے کے طبیعیات کے تحقیقی منصوبوں کا جائزہ لینے کے لیے ہر دہائی میں ملاقات کرتا ہے۔ اس کے بعد یہ اپنی سفارشات فنڈنگ ​​ایجنسیوں جیسے کہ یو ایس ڈیپارٹمنٹ آف انرجی (DOE) اور نیشنل سائنس فاؤنڈیشن کو بھیجتا ہے۔

CERN's میں 2012 میں Higgs boson کی دریافت کے بعد بڑی Hadron Colliderذرہ طبیعیات دانوں نے ایک نام نہاد ہگز فیکٹری بنانے کا منصوبہ شروع کیا جو الیکٹرانوں کو پوزیٹرون سے ٹکرائے گا تاکہ ہگز بوسن اور دیگر ذرات کی خصوصیات کی مزید تفصیلی تحقیقات کی جاسکے۔ ان میں سے کچھ ڈیزائن ایک 90 کلومیٹر لمبی سرنگ کے لیے کال کریں جو 2040 کی دہائی کے وسط میں پہلی بار الیکٹرانوں کو پوزیٹرون سے ٹکرائے گی اور اس صدی کے آخر میں نئی ​​طبیعیات کی تلاش کے لیے 100 TeV پروٹون – پروٹون مشین کے طور پر دوبارہ تیار کی جائے گی۔

پھر بھی ان توانائیوں کی طرف بڑھنا – اور ممکنہ طور پر اس سے بھی زیادہ – پیچیدہ ہے۔ ایک سرکلر ایکسلریٹر میں 1 TeV کے قریب آنے والی توانائیوں پر، الیکٹران سنکروٹون تابکاری کے ذریعے بہت ساری توانائی کھو دیتے ہیں۔ یہ پروٹون کے لیے کوئی ایسا مسئلہ نہیں ہے، لیکن 100 TeV سے زیادہ توانائی تک پہنچنے کے لیے 90 کلومیٹر سے بھی بڑی رِنگ کی ضرورت ہوتی ہے اور اس کے لیے شاید نئی ٹیکنالوجیز کی بھی ضرورت ہوگی۔ ایک متبادل آپشن یہ ہے کہ muons سے ٹکراؤ - الیکٹران کے کزن جو 200 گنا زیادہ بھاری ہیں۔ یہ دیکھتے ہوئے کہ میوون الیکٹرانوں کے مقابلے میں بہت زیادہ بھاری ہیں، توانائی کا نقصان میوون ٹکرانے والے میں کوئی مسئلہ نہیں ہوگا۔

ڈینیل Schulte، مطالعہ کے رہنما بین الاقوامی Muon کولائیڈر تعاون، جو P5 کمیٹی میں نہیں تھا، کا کہنا ہے کہ ایک muon collider میں synchrotron radiation "ایک ارب سے زیادہ کے عنصر سے کم ہوتی ہے"۔ "[میونز] دلچسپ ہیں کیونکہ وہ [الیکٹران اور پوزیٹرون] کو براہ راست تبدیل کر سکتے ہیں اور 10 TeV muon collider کا ہونا تقریباً 100 TeV پروٹون کولائیڈر رکھنے کے برابر ہے، فزکس کی رسائی کے لحاظ سے، Schulte کہتے ہیں جن کا تعاون 60 سے زیادہ اداروں پر مشتمل ہے۔ CERN سمیت، جو کہ ایک جدید muon سہولت کے لیے ایک بلیو پرنٹ تیار کر رہے ہیں۔ مستقبل کی کوئی بھی muon سہولت ممکنہ طور پر بہت زیادہ کمپیکٹ اور تعمیر کرنے کے لیے شاید سستی ہو سکتی ہے - مثال کے طور پر، فرمیلاب کی موجودہ سائٹ پر 100 TeV پروٹون کولائیڈر جیسی رسائی کے ساتھ ایک muon کولائیڈر فٹ ہو گا۔

اسے "ہمارے میوون شاٹ" کے طور پر حوالہ دیتے ہوئے، P5 کمیٹی کا کہنا ہے کہ ایک میوون ایکسلریٹر پروگرام ایک بڑی بین الاقوامی ٹکرانے والی سہولت کی میزبانی کے لیے امریکہ کے عزائم کے مطابق ہو گا، جس سے یہ کائنات کی بنیادی نوعیت کو سمجھنے کے لیے عالمی کوششوں کی قیادت کر سکے گا۔ P5 پینل اب تجویز کرتا ہے کہ امریکہ آنے والی دہائی کے اندر اس طرح کے جدید ٹکراؤ کے لیے بڑے ٹیسٹ اور ڈیمانسٹریٹر کی سہولیات بنائے۔ رپورٹ میں یہ بھی تجویز کیا گیا ہے کہ امریکہ بین الاقوامی Muon Collider Colaboration میں شرکت کرے اور "ریفرنس ڈیزائن کی وضاحت میں اہم کردار ادا کرے"۔

کارسٹن ہیگر، ییل یونیورسٹی کے ایک ماہر طبیعیات جو P5 کے شریک چیئرمین ہیں، نے بتایا طبیعیات کی دنیا کہ muon collider کی سفارش منصوبہ بند اور ترقی پذیر منصوبوں کی موجودہ فصل سے ہٹ کر امریکہ میں پارٹیکل فزکس کے طویل مدتی مستقبل کے بارے میں سوچنے کی خواہش سے آئی ہے۔ ہیگر کے مطابق، اس تحقیق اور ترقی کی سفارش نے امریکی پارٹیکل فزکس کمیونٹی میں خاص طور پر نوجوان سائنس دانوں میں "بہت جوش" پیدا کیا ہے۔ "وہ محسوس کرتے ہیں کہ مستقبل میں ٹکرانے والی سہولت کے بارے میں سوچنے کے لیے R&D کی پیروی کرنے کے قابل ہونا واقعی دلچسپ ہے، خاص طور پر اگر ہم امریکہ میں اس کی میزبانی کرنے کے قابل ہو جائیں،" وہ مزید کہتے ہیں۔

آگے چیلنجز۔

تاہم، ایک میوون ٹکرانے والے کو بڑے تکنیکی چیلنجز کا سامنا ہے اور اسے بنانے کا کوئی فیصلہ کرنے میں کئی دہائیاں لگیں گی۔ muons کے ساتھ ایک مسئلہ یہ ہے کہ وہ بمشکل 2.2 مائیکرو سیکنڈ میں سڑ جاتے ہیں جس کے دوران انہیں پکڑنے، ٹھنڈا کرنے اور تیز کرنے کی ضرورت ہوگی۔ "یہ واقعی تمام عناصر میں تکنیکی سرحدوں کو آگے بڑھا رہا ہے،" ہیگر کہتے ہیں۔ "مقناطیس کی ترقی، تیز رفتار ٹیکنالوجی، بیم توجہ مرکوز کرنا؛ یہ تمام چیزیں انتہائی اہم ہونے جا رہی ہیں، اور انہیں اس وقت بہتر بنانا ہوگا جہاں چیزیں اس وقت ہیں،" وہ مزید کہتے ہیں۔

Schulte اس بات سے اتفاق کرتا ہے کہ اگر یہ muon کی محدود زندگی کے لیے نہ ہوتا تو ایک muon collider "سیدھا آگے" ہوتا۔ ان کا کہنا ہے کہ سب سے بڑے چیلنجوں میں سے ایک مطلوبہ مقناطیس ٹیکنالوجی تیار کرنا ہو گا۔ مثال کے طور پر، ایک بار جب پروٹون کے تصادم سے میونز تیار ہو جائیں، تو انہیں ٹھنڈا کرنے اور سست کرنے کے لیے اعلی درجہ حرارت والے سپر کنڈکٹنگ میگنےٹس کی ضرورت ہوگی۔ اور اس ٹیکنالوجی کو ایک چھوٹی سی جگہ میں نچوڑنے کی ضرورت ہوگی تاکہ میوون کے نقصان کو کم کیا جاسکے۔ تیز رفتار میگنےٹ جن کو بہت تیزی سے سائیکل کیا جا سکتا ہے اس کے بعد موون بیم کو تیز کرنے کے لیے درکار ہوگا۔

پریشانی کی بات یہ ہے کہ اس ٹیکنالوجی کا زیادہ تر حصہ ابھی تک موجود نہیں ہے یا اپنے بچپن میں ہے۔ ان چیلنجوں کے باوجود، ہیگر کو یقین ہے کہ ایک muon collider بنایا جا سکتا ہے: "ذرہ طبیعیات اور ایکسلریٹر طبیعیات دانوں نے حالیہ برسوں اور دہائیوں میں ناقابل یقین آسانی دکھائی ہے، اور اس لیے میں پر امید ہوں،" وہ کہتے ہیں۔ لیکن یہاں تک کہ اگر اس طرح کی سہولت ممکن نہیں ہے، اس کی طرف کام کرنے سے پارٹیکل فزکس میں موجودہ امریکی طاقتوں کو تقویت ملے گی اور پروٹون اور نیوٹرینو بیم کی سہولیات میں بہتری آئے گی۔ میڈیکل آاسوٹوپ پروڈکشن، میٹریل سائنس اور نیوکلیئر فزکس سمیت معاشرے کے لیے بھی اس کا وسیع فائدہ ہوگا، اس لیے ہیگر کا خیال ہے کہ یہ ایک "اچھی طرح سے خرچ کی گئی سرمایہ کاری" ہوگی۔

اعلی درجہ حرارت والے سپر کنڈکٹنگ میگنےٹس کی ترقی، مثال کے طور پر، پارٹیکل فزکس سے آگے اہم اثرات مرتب کرے گی۔ وہ نیوکلیئر فیوژن ری ایکٹرز کے لیے کارآمد ثابت ہو سکتے ہیں اور ونڈ ٹربائنز کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتے ہیں۔ Schulte کا یہ بھی ماننا ہے کہ جب سائنسدانوں کی اگلی نسل کو تربیت دینے کی بات آتی ہے تو muon collider کی طرف کام کرنے سے کافی فوائد حاصل ہوں گے۔ "یہ ایک بہت اچھا پراجیکٹ ہے کیونکہ چیزیں نئی ​​ہیں، ایجادات کی گنجائش ہے، تخلیقی صلاحیتوں کے لیے، جذبہ اس پروجیکٹ سے بہت مختلف ہے جو کسی ایسے کام کو دوبارہ کر رہا ہے جو ہم نے ماضی میں بڑے پیمانے پر کیا تھا،" وہ مزید کہتے ہیں۔

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