इलिनोइस में फर्मी नेशनल एक्सेलेरेटर प्रयोगशाला में एक नए कण त्वरक पर पिछले सप्ताह निर्माण शुरू हुआ। नई परियोजना फर्मीलैब के प्रमुख न्यूट्रिनो-अध्ययन त्वरक प्रयोग को बढ़ावा देगी।
प्रोटॉन इंप्रूवमेंट प्लान II, जिसे पिछली गर्मियों में ऊर्जा विभाग द्वारा औपचारिक रूप से अनुमोदित किया गया था , में सुपरकंडक्टिंग रेडियो-फ्रीक्वेंसी कैविटीज़ का उपयोग करते हुए प्रोटॉन की एक सतत स्ट्रीम में तेजी लाने के लिए उच्चतम-ऊर्जा रैखिक कण त्वरक की योजना शामिल है। यह एक कौर है - इसलिए इसे अमेरिकी कण भौतिकी प्रयोगशाला के लिए एक केंद्रीय घटक के रूप में सोचना सबसे अच्छा है।
PIP-II "कई दशकों तक अन्य कण भौतिकी प्रयोगों को सक्षम करेगा," फ़र्मिलाब से परियोजना के निदेशक लिया मर्मिंगा ने गिज़मोडो को बताया।
वर्तमान में, फ़र्मिलाब में 500 फुट लंबा सुपरकंडक्टिंग रेडियो-फ्रीक्वेंसी रैखिक त्वरक है जो प्रोटॉन को 400 मेगा-इलेक्ट्रॉनवोल्ट्स (MeV) या प्रकाश की गति का लगभग 70 प्रतिशत भेज सकता है। PIP-II अपग्रेड में एक 700 फुट लंबा त्वरक शामिल होगा जो ऊर्जा को 800 MeV, 84 प्रतिशत प्रकाश की गति से दोगुना करता है। यह अभी भी लार्ज हैड्रोन कोलाइडर में उत्पन्न कणों की ऊर्जा का एक छोटा सा अंश है, लेकिन कणों के गुच्छों के उत्पादन के बजाय पीआईपी-द्वितीय उन्नयन एक निरंतर बीम का उत्पादन करेगा।
ठीक पिच पर एक कप में गुनगुनाते हुए किस तरह आपकी आवाज को तेज आवाज करता है, रैखिक त्वरक अनुनाद का उपयोग करके विद्युत क्षेत्रों को बढ़ाते हैं। सुपरकंडक्टर से बने गुहा के अंदर एक विद्युत क्षेत्र होता है और तरल हीलियम द्वारा ठंडा किया जाता है, जो एक रेडियो-फ्रीक्वेंसी स्रोत द्वारा उत्तेजित होता है जो गुहा के समान गुंजयमान आवृत्ति के साथ होता है। यह विद्युत क्षेत्रों के आयाम को बढ़ाता है, चार्ज कणों को तेज करता है जो गुजरता है।
हालांकि एक्सेलेरेटर के बहुत सारे संभावित उपयोग हैं, यह प्रोटॉन नहीं है जिसे आपको अभी सबसे अधिक दिलचस्पी लेनी चाहिए - इसके बजाय, ये प्रोटॉन एक ग्रेफाइट लक्ष्य से टकराएंगे, जो अविश्वसनीय रूप से कम-द्रव्यमान, रहस्यमय कणों को पैदा करेगा, जिसे न्यूट्रिनो कहते हैं। इन न्यूट्रिनो के खरबों दीप भूमिगत न्यूट्रिनो एक्सपेरिमेंट या DUNE के हिस्से के रूप में दक्षिण डकोटा में एक डिटेक्टर के लिए 800 मील की दूरी पर भूमिगत यात्रा करेंगे। DUNE के वैज्ञानिकों को इन कणों की प्रकृति को समझने की उम्मीद है, जैसे कि वे अपने तीन संभावित प्रकारों के बीच जादू से प्रतीत होते हैं।
PIP-II महत्वपूर्ण अंतर्राष्ट्रीय योगदान के साथ निर्मित होने वाले ऊर्जा-वित्त पोषित त्वरक परियोजना के पहले विभाग के रूप में भी उल्लेखनीय है। प्रोजेक्ट की लगभग एक चौथाई फंडिंग अन्य देशों से आएगी, जिसमें फ्रांस, भारत, इटली और यूनाइटेड किंगडम सहित मर्मिंगा को समझाया जाएगा।
यह परियोजना नए न्यूट्रिनो प्रयोग का सिर्फ एक हिस्सा है, लेकिन साथ में डन डिटेक्टर और लॉन्ग-बेसलाइन न्यूट्रिनो फैसिलिटीज जो डिटेक्टरों को घर देगी, यह आपकी नजर बनाए रखने के लिए एक महत्वपूर्ण अमेरिकी कण भौतिकी प्रयोग होगा।
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