پہلے تجرباتی طور پر خالص پانی میں ری ایکٹر اینٹی نیوٹرینو کا پتہ چلا

پہلی بار خالص پانی کا استعمال جوہری ری ایکٹروں سے پیدا ہونے والے کم توانائی والے اینٹی نیوٹرینو کا پتہ لگانے کے لیے کیا گیا ہے۔ کام بین الاقوامی نے کیا تھا۔ SNO+ تعاون اور جوہری ری ایکٹرز کو دور سے مانیٹر کرنے کے لیے محفوظ اور سستی نئے طریقوں کا باعث بن سکتا ہے۔

سڈبری، کینیڈا میں ایک فعال کان کے قریب 2 کلومیٹر زیر زمین واقع، SNO+ ڈیٹیکٹر پہلے کی سڈبری نیوٹرینو آبزرویٹری (SNO) کا جانشین ہے۔ 2015 میں، SNO کے ڈائریکٹر آرٹ میکڈونلڈ نیوٹرینو دولن کے تجربے کی دریافت کے لیے فزکس کا نوبل انعام شیئر کیا - جس سے پتہ چلتا ہے کہ نیوٹرینو چھوٹے بڑے ہوتے ہیں۔

نیوٹرینو کا پتہ لگانا مشکل ہے کیونکہ وہ مادے کے ساتھ شاذ و نادر ہی تعامل کرتے ہیں۔ یہی وجہ ہے کہ نیوٹرینو ڈٹیکٹر بہت بڑے ہوتے ہیں اور وہ زیر زمین واقع ہوتے ہیں - جہاں پس منظر کی تابکاری کم ہوتی ہے۔

ایس این او کے مرکز میں انتہائی خالص بھاری پانی کا ایک بڑا دائرہ تھا جس میں سورج سے توانائی بخش نیوٹرینو کبھی کبھار پانی کے ساتھ تعامل کرتے تھے۔ اس سے تابکاری کا ایک فلیش پیدا ہوتا ہے جس کا پتہ لگایا جاسکتا ہے۔

محتاط پیمائش

SNO کو فی الحال SNO+ کے طور پر اپ گریڈ کیا جا رہا ہے، اور اس عمل کے حصے کے طور پر انتہائی خالص نارمل پانی کو عارضی طور پر پتہ لگانے کے ذریعہ کے طور پر استعمال کیا گیا تھا۔ اسے 2018 میں مائع سکنٹیلیٹر سے تبدیل کیا گیا تھا، لیکن اس سے پہلے کہ ٹیم محتاط پیمائش کی ایک سیریز کرنے کے قابل نہیں تھی۔ اور ان کا ایک حیران کن نتیجہ نکلا۔

"ہمیں پتہ چلا کہ ہمارا ڈیٹیکٹر خوبصورتی سے کارکردگی کا مظاہرہ کر رہا ہے، اور یہ کہ خالص پانی کا استعمال کرتے ہوئے دور دراز ایٹمی ری ایکٹروں سے اینٹی نیوٹرینو کا پتہ لگانا ممکن ہے،" بتاتے ہیں۔ مارک چن. وہ SNO+ کے ڈائریکٹر ہیں اور کنگسٹن، کینیڈا میں کوئینز یونیورسٹی میں مقیم ہیں۔ "ماضی میں بھاری پانی میں مائع سکنٹیلیٹرز کا استعمال کرتے ہوئے ری ایکٹر اینٹی نیوٹرینو کا پتہ چلا ہے، لیکن ان کا پتہ لگانے کے لیے صرف خالص پانی کا استعمال کرنا، خاص طور پر دور دراز کے ری ایکٹرز سے، یہ پہلا ہوگا۔"

خالص پانی میں ری ایکٹر اینٹی نیوٹرینو کا پتہ لگانا مشکل تھا کیونکہ ذرات میں شمسی نیوٹرینو سے کم توانائی ہوتی ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ پتہ لگانے کے سگنل بہت زیادہ کمزور ہیں - اور اس وجہ سے پس منظر کے شور سے آسانی سے مغلوب ہو جاتے ہیں۔

زیریں پس منظر

SNO+ کے اپ گریڈ کے حصے کے طور پر، ڈیٹیکٹر کو نائٹروجن کور گیس سسٹم کے ساتھ لگایا گیا تھا، جس نے ان پس منظر کی شرحوں کو نمایاں طور پر کم کیا۔ اس نے SNO+ تعاون کو ری ایکٹر اینٹی نیوٹرینو کا پتہ لگانے کے لیے متبادل طریقہ تلاش کرنے کی اجازت دی۔

پتہ لگانے کے عمل میں ایک نیوٹرینو شامل ہوتا ہے جو ایک پروٹون کے ساتھ تعامل کرتا ہے، جس کے نتیجے میں ایک پوزیٹران اور نیوٹران کی تخلیق ہوتی ہے۔ پوزیٹرون ایک فوری سگنل بناتا ہے جبکہ نیوٹران کو کچھ دیر بعد ہائیڈروجن نیوکلئس کے ذریعے جذب کیا جا سکتا ہے تاکہ تاخیر کا سگنل بنایا جا سکے۔

"جس چیز نے SNO+ کو اس کھوج کو پورا کرنے کے لیے فعال کیا وہ بہت کم پس منظر اور بہترین روشنی کا مجموعہ ہیں، جو اچھی کارکردگی کے ساتھ کم توانائی کا پتہ لگانے کی حد کو فعال کرتے ہیں،" چن بتاتے ہیں۔ "یہ مؤخر الذکر ہے - پہلی دو خصوصیات کا نتیجہ - جس نے خالص پانی میں اینٹی نیوٹرینو کے تعامل کے مشاہدے کو قابل بنایا۔"

"درجنوں یا اس سے زیادہ واقعہ"

چن کہتے ہیں، "نتیجے کے طور پر، ہم ایک درجن یا اس سے زیادہ واقعات کی نشاندہی کرنے میں کامیاب ہو گئے جو خالص پانی میں اینٹی نیوٹرینو کے تعامل سے منسوب ہو سکتے ہیں۔" "یہ ایک دلچسپ نتیجہ ہے کیونکہ وہ اینٹی نیوٹرینو پیدا کرنے والے ری ایکٹر سینکڑوں کلومیٹر دور تھے۔" اینٹی نیوٹرینو کا پتہ لگانے کی شماریاتی اہمیت 3.5σ تھی، جو پارٹیکل فزکس میں دریافت کی حد سے نیچے ہے (جو 5σ ہے)۔

پہلے تجرباتی طور پر خالص پانی میں ری ایکٹر اینٹی نیوٹرینو کا پتہ چلا

اس کے نتیجے میں جوہری ری ایکٹرز کی نگرانی کے لیے استعمال ہونے والی تکنیکوں کی ترقی کے لیے مضمرات ہو سکتے ہیں۔ حالیہ تجاویز نے تجویز کیا ہے کہ کلورین یا گیڈولینیم جیسے عناصر کے ساتھ خالص پانی کی ڈوپنگ کے ذریعے اینٹی نیوٹرینو کا پتہ لگانے کی حد کو کم کیا جا سکتا ہے - لیکن اب، SNO+ کے نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ نتائج کے اسی معیار کو حاصل کرنے کے لیے یہ مہنگا، ممکنہ طور پر خطرناک مواد ضروری نہیں ہو سکتا۔

اگرچہ SNO+ اب اس قسم کی پیمائش نہیں کر سکتا، ٹیم کو امید ہے کہ دوسرے گروپ جلد ہی جوہری ری ایکٹرز کی نگرانی کے لیے محفوظ، سستے، اور آسانی سے قابل رسائی مواد کا استعمال کرتے ہوئے نئے طریقے تیار کر سکتے ہیں، ایسے فاصلے پر جو ری ایکٹر کے آپریشن میں کوئی خلل نہیں ڈالیں گے۔

تحقیق میں بیان کیا گیا ہے۔ جسمانی جائزہ لینے کے خطوط.

• 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/reactor-antineutrinos-detected-in-pure-water-in-an-experimental-first/