प्लाज्मा इलेक्ट्रॉनों को "टर्बो ड्राइव" देता है

नई त्वरक विधि कम से कम संभव तरीके से कणों से ऊर्जा को दोगुना करती है

नीली पट्टी कुछ इलेक्ट्रॉनों के नाटकीय ऊर्जा लाभ को दर्शाती है। © स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी
जोर से पढ़ें

केवल दो सेंटीमीटर के भीतर 100 से 200 किमी / घंटा से तेजी से - जो पहले असंभव लगता है, लेकिन इसके बराबर अब कण भौतिकविदों द्वारा प्राप्त किया गया है। एक "रेसिंग कार" के रूप में इलेक्ट्रॉनों के साथ और एक टर्बो ड्राइव के रूप में आयनित गैस का एक प्लाज्मा। जैसा कि शोधकर्ताओं ने अब "प्रकृति" में रिपोर्ट किया है, उन्होंने प्रकाश-गति पर उड़ने वाले इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा को दोगुना कर दिया है। नई तकनीक उच्च-ऊर्जा कण भौतिकी में नई अंतर्दृष्टि का मार्ग प्रशस्त कर सकती है।

भौतिक विज्ञान में अभी भी अनसुलझे प्रश्नों की एक पूरी श्रृंखला, जैसे कि अंधेरे ऊर्जा की प्रकृति या पदार्थ की संरचना, आज की तकनीक के साथ उत्तर नहीं दी जा सकती है। कण त्वरक अभी भी कण किरणों का उत्पादन करने में सक्षम नहीं हैं जो कि अत्यंत अल्पकालिक घटना और कणों का पता लगाने के लिए पर्याप्त ऊर्जावान हैं।

किलोमीटर की बजाए बांह की लंबाई

स्टैनफोर्ड रैखिक त्वरक केंद्र (SLAC) में भौतिकविदों के नेतृत्व में वैज्ञानिकों की एक टीम ने अब एक नई विधि विकसित और परीक्षण की है जो इलेक्ट्रॉनों को बहुत कम दूरी पर तेजी से बढ़ाने के लिए एक आयनित गैस का उपयोग करती है। अध्ययन के सह-लेखक मार्क होगन बताते हैं, "परिमाण के क्रम उल्लेखनीय हैं।" “तीन किलोमीटर के त्वरक की तस्वीर लेने के लिए आपको एक हवाई जहाज की आवश्यकता होती है। लेकिन उसकी भुजाओं की अवधि की तुलना में कम दूरी में, हमने अब इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा को दोगुना कर दिया है, जो अब तक प्राप्त उच्चतम मूल्य है। "

प्रयोगात्मक सेटअप में, इलेक्ट्रॉनों को पहले तीन किलोमीटर तक एसएलएसी के रैखिक त्वरक के माध्यम से भेजा गया था, जिससे 42 बिलियन इलेक्ट्रॉन वोल्ट ऊर्जा प्राप्त हुई। फिर उन्होंने 84-सेंटीमीटर चैम्बर को आयनित लिथियम गैस से भरा। और इससे वास्तव में कणों को एक तरह का "टर्बो" मिला: उन्होंने एक बार फिर 42 बिलियन इलेक्ट्रॉन वोल्ट जोड़े, जिससे उनकी ऊर्जा सामग्री कम से कम दूरी पर दोगुनी हो गई। इस आशय का कारण एक प्लाज्मा है जो इलेक्ट्रॉनों के सामने बनता है जो गैस के माध्यम से शूट करते हैं। यह इलेक्ट्रॉनों को अतीत में बहता है और उनके पीछे एक प्रकार का जोर बनाता है, जो उन्हें एक बार फिर से तेज करता है।

उच्चतम कभी त्वरण ढाल हासिल की

इस प्रकार प्रयोग अब तक का सबसे बड़ा त्वरण ढाल हासिल करने में कामयाब रहा। यह ढाल इंगित करती है कि तेज कण ऊर्जा को कैसे अवशोषित करते हैं। इस मामले में, प्लाज्मा चेंबर में इलेक्ट्रॉनों को त्वरक में सामान्य से प्रति मीटर 3, 000 गुना अधिक ऊर्जा प्राप्त हुई। लॉस एंजिल्स में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय में प्रोफेसर और इस परियोजना में एक सहयोगी, चान जोशी ने कहा, "भौतिक विज्ञानी ब्रह्मांड की प्रकृति के बारे में कुछ बुनियादी सवालों को स्पष्ट करने के लिए कण त्वरक का उपयोग करते हैं।" "मुझे उम्मीद है कि प्लाज्मा त्वरण हमें इस क्षेत्र में खोज की समृद्ध परंपरा को जारी रखने में सक्षम करेगा।" विज्ञापन

हालांकि, अभी भी एक सुराग भौतिकविदों को दूर करना है: बीम में कुछ इलेक्ट्रॉनों को ऊपर ले जाने के बजाय प्लाज़्मा कक्ष में ऊर्जा खोना प्रतीत होता है। "स्पष्ट रूप से, हम ऊर्जा को एक हिस्से से बाहर निकालते हैं और इसे दूसरे हिस्से को पास करते हैं, " होगन कहते हैं। शोधकर्ता अब कक्ष के माध्यम से दो अलग-अलग इलेक्ट्रॉन बीम भेजने के लिए प्रयोग को संशोधित करना चाहते हैं: एक प्रमुख "ऊर्जा आपूर्तिकर्ता" जो अगले बीम को समृद्ध करेगा। केवल इस दूसरे बीम का उपयोग डिटेक्टरों में उच्च ऊर्जा टकराव उत्पन्न करने के लिए किया जाएगा।

एसएलएसी के डिप्टी डायरेक्टर पर्सिस ड्रेल बताते हैं, "हमें उम्मीद है कि ये सफलता एक दिन कण त्वरक की भावी पीढ़ी को और अधिक किफायती और व्यवहार्य बनाएगी।" यह कण त्वरण के लिए मूलभूत रूप से नई विधियों पर शोध करके पहले से ही महान प्रगति को देखना अद्भुत है

(स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी, 15.02.2007 - NPO)