🙋🏾 🕹️ 👩🏾‍🔬 2019 में रूसी एनआईसीए कोलाइडर को लॉन्च किया जाएगा 💾 👩🏻‍🤝‍👨🏿 🤲🏽

ICover ब्लॉग पेज पर आपका स्वागत है ! आज, 25 मार्च, एक होनहार त्वरक परिसर की नींव में पहला पत्थर बिछाने का एकमात्र समारोह आयोजित किया जाएगा, मास्को के पास डबना में रूसी एनआईसीए कोलाइडर के निर्माण पर काम की शुरुआत के लिए समर्पित है। योजनाओं के अनुसार, 2019 की शुरुआत में कोलाइडर के पहले लॉन्च की योजना है। हम अपने आज के प्रकाशन में सुविधा पर रूसी भौतिकविदों की परियोजना, इसके मुख्य कार्यों, अनुसंधान के क्षेत्रों और मामलों की वर्तमान स्थिति के बारे में बात करेंगे।

परमाणु अनुसंधान संस्थान (डबना) में पहले रूसी एनआईसीए कोलाइडर (न्यूक्लियोट्रोन आधारित आयन कोलाइडर सुविधा) के छोटे भाई के निर्माण पर काम 2013 में शुरू किया गया था। इस परियोजना का वैश्विक लक्ष्य उस क्षण का उपयोग करना है, जब यूनिवर्स उभरा और घने बेरिकोनिक पदार्थों के गुणों का अध्ययन किया। ज्वाइंट इंस्टीट्यूट फॉर न्यूक्लियर रिसर्च (JINR) व्लादिमीर केकेलिड्ज़ के उच्च ऊर्जा प्रयोगशाला के निदेशक के अनुसार, परियोजना कई चरणों में विभाजित है। योजनाओं के अनुसार, कोलाइडर 2019 में लॉन्च किया जाएगा और 3 साल बाद पूरी क्षमता विकसित करेगा, जिसके बाद यह सामान्य ऑपरेशन मोड में वापस आ जाएगा और योजनाबद्ध उपयोग के लिए तैयार हो जाएगा। परियोजना के कार्यान्वयन में पहला चरण - बीएम @ एन डिटेक्टर का निर्माण 2017 में पूरा हो जाएगा। अंतिम, तीसरे चरण का समापन - एसपीडी डिटेक्टर का निर्माण,2023 के लिए JINR की वर्तमान योजनाओं और क्षमताओं के अनुसार।

आकार और बजट में महत्वपूर्ण अंतर के बावजूद (प्रारंभिक चरणों में, JINR द्वारा वित्तपोषण किया गया था), NIKA, अंतर्राष्ट्रीय सहयोग में भी लागू किया गया, जोर्न इंस्टॉलेशन की तुलना में कम महत्वाकांक्षी कार्यों का सामना नहीं करता है। प्रयोगों के प्रारंभिक उद्देश्यों के लिए रूसी एनआईसीए परिसर और स्विस एक के बीच मुख्य अंतर। यदि CERN को मुख्य रूप से मायावी हिग्स बोसोन की खोज के लिए बनाया गया था - एक कण जो अन्य सभी कणों से द्रव्यमान का संचार करता है, तो NIKA हमें कई अरब साल पहले यूनिवर्स के उद्भव के पहलुओं का अध्ययन करने की अनुमति देगा और सबसे पहले, ग्लून्स और क्वार्क से बेरोनिक पदार्थ के कणों के निर्माण की प्रक्रिया, जो केवल अस्तित्व में है। ब्रह्मांड के विकास के शुरुआती चरण और न्यूट्रॉन सितारों के आंत्र में।

एनआईसीए आपको कणों की एक विस्तृत विविधता के बीमों के इंटरैक्शन का अध्ययन करने की अनुमति देगा: प्रोटॉन और ध्रुवीकृत ड्यूटेरॉन से बड़े पैमाने पर सोने के आयनों तक। यह भारी आयनों को 4.5 GeV, प्रोटॉन - 12.6 GeV की ऊर्जा में तेजी लाने की योजना है। आधुनिक न्यूक्लियोट्रॉन त्वरक के आधार पर एक कोलाइडर बनाया जा रहा है, जो 1993 से JINR पर काम कर रहा है। कण प्रवाह के टकराव के मापदंडों का पंजीकरण दो बिंदुओं पर किया जाएगा।

योजनाएं और संभावनाएं

NIKA प्रोजेक्ट में सुरंगों और खानों की खुदाई शामिल नहीं है, स्थापना के बाद से, जो तीन त्वरक का झरना है, पहले से मौजूद सुपरकंडक्टिंग आयन सिंक्रोट्रॉन-न्यूक्लियोट्रॉन की क्षमताओं को ध्यान में रखते हुए विकसित किया गया था। प्रयोगों के लिए आवश्यक कण तीव्रता मौजूदा सिंक्रोफोट्रॉन मैग्नेट का उपयोग करके एक "बूस्टर" द्वारा प्रदान की जाएगी। और आवश्यक ऊर्जाओं के लिए प्रोटॉन को फैलाने के लिए दो कोलाइडर रिंग, 500 मीटर व्यास की अनुमति देगा।

_{एनआईसीए सुपरकंडक्ट त्वरक जटिल}

“अभी भी उच्च-ऊर्जा भौतिकी का क्षेत्र है, कोई कम दिलचस्प और बहुत लोकप्रिय नहीं है। और इस क्षेत्र में हम बहुत उज्ज्वल दिलचस्प खोजों की उम्मीद करते हैं। उनमें से एक परमाणु मामले का चरण संक्रमण है। इस क्रम की घटनाओं का अध्ययन करने के लिए, बायोरोनिक पदार्थ का अधिकतम घनत्व बनाना आवश्यक है, जो कि न्यूट्रॉन सितारों में मौजूद है। इन प्रक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए, एलसीएच या ब्रुकहेवन मशीन पर उपयोग किए जाने वाले ऐसे तराजू की ऊर्जा की आवश्यकता नहीं है। सिद्धांत रूप में, हमारे प्रयोगों के लिए आवश्यक ऊर्जा उस के बहुत करीब है जो आज हमारे न्यूक्लियोट्रॉन में पहले से ही प्राप्त करने योग्य है, ”JINR उच्च ऊर्जा प्रयोगशाला के निदेशक व्लादिमीर केकेलिड्ज़े ने समझाया।

वैज्ञानिकों को उम्मीद है कि एनआईसीए भारी आयनों के साथ प्रयोगों के लिए बेहतर स्थिति बनाने में सक्षम होगा, जो भौतिकी के इस क्षेत्र में अनुसंधान के विश्व केंद्र को मॉस्को क्षेत्र में स्थानांतरित करने की अनुमति देगा।

_{न्यूक्लियोट्रॉन (भारी आयनों का पहला सुपरकंडक्टिंग सिंक्रोट्रॉन)}

"सिद्धांतकारों ने उन परिस्थितियों को तैयार किया है जिसके तहत यूनिवर्स को जिस रास्ते से जाना गया था उसके साथ विकसित करना संभव हो गया। और स्थितियां बहुत सरल हैं - कणों का एक निश्चित तापमान (या ऊर्जा) और परमाणु पदार्थ का घनत्व। जब मापदंड और सीमा मापदंडों की पहचान की गई, तो यह स्पष्ट हो गया कि यूनिवर्स के गठन के शुरुआती चरणों में उन परिस्थितियों का अनुकरण करने के लिए हमारी पृथ्वी पर प्रयोगशाला की स्थितियों में कौन से प्रयोग किए जाने चाहिए, ”, जोइन्र के उप-मुख्य अभियंता ग्रिग्री ट्रूबनिकोव, रूसी एकेडमी ऑफ साइंसेज के संवाददाता बताते हैं।

वैज्ञानिकों की परिकल्पना के अनुसार, NIKA बिग बैंग के साथ उन परिस्थितियों को अनुकरण करने की अनुमति देगा, जो कि माना संस्करणों में से एक के अनुसार, हमारे ब्रह्मांड का कारण बन गया। “हम जिन समस्याओं का सामना कर रहे हैं, उन्हें हल करने के लिए एक स्पष्ट रूप से परिभाषित ऊर्जा की आवश्यकता होगी, जिसके लिए हमें भारी नाभिक को फैलाने की आवश्यकता है। इस उद्देश्य के लिए, हमने "सोने पर सोना" चुना, जो तकनीकी रूप से आसान है। महत्वपूर्ण रूप से परियोजना के कार्यान्वयन की प्रक्रिया को तेज करता है और इस तथ्य को सरल करता है कि मौजूदा और काम कर रहे न्यूक्लियॉन के आधार पर कोलाइडर बनाया गया है। एनआईसीए की क्षमताएं हमें दो दिशाओं में अनुसंधान करने की अनुमति देंगी: भारी आयनिक कार्यक्रम का अध्ययन करने के लिए, बैरोनिक पदार्थ के अधिकतम घनत्व को प्राप्त करने की कोशिश करें और देखें कि यह क्या आता है और, एक ही समय में, कोई कम दिलचस्प दिशा का अध्ययन न करें - स्पिन भौतिकी, "केकेलिडेज़ ने समझाया।

बीएम @ एन प्रयोग न्यूक्लियोट्रॉन में बैरोनिक पदार्थ का अध्ययन करने के लिए

भारी उच्च-ऊर्जा आयनों के टकराव चरम स्थितियों के तहत परमाणु पदार्थ के गुणों का अध्ययन करने के लिए अद्वितीय अवसर प्रदान करते हैं। आधुनिक खगोल भौतिकी में मुख्य समस्याओं में से एक न्यूट्रॉन सितारों के गठन और स्थायित्व के तंत्र के साथ-साथ सुपरनोवा विस्फोटों के दौरान होने वाली प्रक्रियाओं का वर्णन है। इसके अलावा, नाभिक-नाभिक टकराव पर प्रायोगिक आंकड़ों के आधार पर ही सुपरडेंस परमाणु पदार्थ की स्थिति का समीकरण प्राप्त किया जा सकता है।

सबसे पेचीदा में से एक घने परमाणु मामले में चिरल समरूपता की आंशिक बहाली की भविष्यवाणी है, परमाणु घनत्व के प्रभाव के तहत हैड्रोन (द्रव्यमान और जीवनकाल) के गुणों में महत्वपूर्ण परिवर्तन द्वारा मनाया गया। हालांकि, प्रति नाभिकीय कई GeV के क्रम की टक्कर ऊर्जाओं के लिए सटीक प्रयोगात्मक डेटा की कमी वर्तमान में प्रस्तावित संशोधन परिदृश्यों में से एक को चुनना मुश्किल बना देती है। सापेक्षवादी नाभिक की टक्कर में, विचित्रता (K-mesons और)-hyperons) के साथ बड़ी संख्या में कण पैदा होते हैं। मध्यम के नाभिकों के साथ इन कणों की माध्यमिक बातचीत की प्रक्रिया में, कैस्केड हाइपरन्स और हाइपरन्यूक्लि के कई गठन संभव हैं। हाइपरन्यूक्लियर के जन्म का एक अध्ययन मध्यम में हाइपरोन्यूक्लियोन और हाइपरोन हाइपरॉन इंटरैक्शन क्षमता के महत्वपूर्ण गुणों को स्पष्ट करेगा। इसके अलावा,खोज के लिए नियोजित अध्ययन में महत्वपूर्ण क्षमता है, क्योंकि आज दोहरी हाइपरन्यूक्लियर के डेटा अत्यंत विरल हैं।

न्यूक्लोट्रॉन में भारी आयन भौतिकी के लिए कार्यक्रम में अनुसंधान के निम्नलिखित क्षेत्रों का विकास शामिल है: परमाणु मामले की स्थिति और परमाणु टकराव की गतिशीलता का अध्ययन, घने माध्यम में हैड्रोन के गुणों का अध्ययन, थ्रेशोल्ड के पास कैस्केड हाइपरन्स के जन्म और हाइपरन्यूक्लियरी के जन्म का अध्ययन करना।

एकत्रित आँकड़ों में एक महत्वपूर्ण हिस्सा होगा प्रतिक्रियाएँ p + p, p + n (d), जो A + A टकराव पर डेटा को सामान्य करने के लिए आवश्यक हैं।

_{अंजीर। 1. प्रयोग की योजना बीएम @ एन}

प्रयोगों से वैज्ञानिकों को गति, एजुमथल कोण, अनुप्रस्थ संवेग में हैड्रोन के वितरण का अध्ययन करने की अनुमति मिलेगी, जिससे घटना में उतार-चढ़ाव और हैड्रोन के सहसंबंधों का अध्ययन किया जा सके। अंजीर में। 2 (नीचे देखें) प्रयोगात्मक सेटअप प्रस्तुत करता है। BM @ N डिटेक्टर एक ट्रैक सिस्टम, आवेशित कणों की पहचान करने के लिए उड़ान प्रणाली और टकराव मापदंडों के निर्धारण के लिए डिटेक्टरों द्वारा दर्शाया गया है। ट्रैक प्रणाली में GEM (गैसीय इलेक्ट्रॉन गुणक) डिटेक्टरों का एक सेट होता है, जो विश्लेषण चुंबक (अधिकतम क्षेत्र 0.8 T) के अंदर स्थित होता है, साथ ही चुंबक के पीछे कैथोड पैड (CPC) और बहाव (DCH) कैमरे भी होते हैं। कुशल कण पृथक्करण के लिए, स्ट्रिप रीडिंग के साथ mRPC तकनीक (मल्टीगैप रेसिस्टिव प्लेट चैंबर्स) पर आधारित टाइम-ऑफ़-फ़्लाइट डिटेक्टर (TOF1,2) डिज़ाइन किए गए हैं।ऐसे डिटेक्टरों के मापदंडों से कई GeV / c के क्रम के दालों तक कणों की पहचान करना संभव हो जाता है। शून्य-कोण कैलोरीमीटर (ZDC) बीम के कण-टुकड़ों की ऊर्जा को मापकर टकराव (केंद्रीयता) के प्रभाव पैरामीटर को निर्धारित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह रिकोइल डिटेक्टर (रेकोइल) में लक्ष्य के कण-टुकड़ों के ऊर्जा माप से स्वतंत्र रूप से बातचीत की केंद्रीयता को बहाल करने की भी योजना है, आंशिक रूप से रियर गोलार्ध को ओवरलैप कर रहा है (-1 <1.2 <1.2)।आंशिक रूप से पीछे के गोलार्ध को ओवरलैप करना (-1 <rear <1.2)।आंशिक रूप से पीछे के गोलार्ध को ओवरलैप करना (-1 <rear <1.2)।

_{अंजीर। 2. Nuclotron टेस्ट बीम पर GEM डिटेक्टर का मॉड्यूल}

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि BM @ N प्रयोग के लिए GEM डिटेक्टर CIN के घटनाक्रम का उपयोग करके JINR टीम द्वारा बनाए गए हैं। GEM डिटेक्टर का प्रयोगात्मक नमूना फरवरी 2014 में Nuclotron प्रोटॉन बीम पर सत्र के दौरान पहले ही परीक्षण नियंत्रण से गुजर चुका है। (छवि 2) और सभी परीक्षणों में परिचालन स्थिरता और पंजीकरण दक्षता की पुष्टि की गई।

जीईएम डिटेक्टर से ट्रैक जानकारी का उपयोग करके हाइपरोन पुनर्निर्माण की बीएम @ एन विशेषताओं को अंजीर में दिखाया गया है। 3. कणों की एक उच्च बहुलता (तथाकथित केंद्रीय एयू + एयू इंटरैक्शन में) के साथ घटनाओं में भी high- हाइपरोंस की पहचान की गुणवत्ता उच्च बनी हुई है।

_{अंजीर। 3. प्रोटॉन और ari-मेसोन जोड़े के लिए अनियंत्रित जन वितरण, 4.5 गीगावॉटिक / न्यूक्लॉन में केंद्रीय एयू + एयू टकरावों में पुनर्निर्माण किया गया।}

_Hilac।

वैज्ञानिकों के अनुसार,_{भारी आयनों} के NIKA_{रैखिक त्वरक} यूनिवर्स की संरचना और इसके मूलभूत बलों और घटनाओं के सिद्धांतों को प्रकट करने में मदद करेंगे: ब्लैक होल, डार्क मैटर, डार्क एनर्जी, "वर्महोल", अतिरिक्त आयाम।

"जब आप जानते हैं कि मामला कैसे बना, कैसे मामला बना, कैसे बना, तो आप अनुमान लगा सकते हैं कि इस मामले का क्या होगा, यह आगे कैसे विकसित होगा, यह कैसे क्षय होगा और आखिरकार, कैसे मरना है। सामान्य तौर पर, ये मौलिक मुद्दे हैं जो हमारे ब्रह्मांड के विकास को समझने की कुंजी प्रदान करेंगे, ”ग्रिगरी ट्रूबनिकोव ने अपनी राय साझा की।

बनाए गए सेटअप के पैरामीटर हमें कई अलग-अलग कणों के व्यवहार का अध्ययन करने के लिए पदार्थ के उच्च-उच्च घनत्व, उच्च ऊर्जा को प्राप्त करने की अनुमति देंगे, जो कई समस्याओं को हल करने के लिए अभूतपूर्व अवसर खोलता है। कार्बन थेरेपी को नए ज्ञान के साथ फिर से भरना होगा, रेडियोधर्मी कचरे के प्रसारण और ऊर्जा उत्पादन के नए तरीकों की प्रक्रियाओं का अध्ययन करना संभव होगा।

केकेलिड्ज़ के अनुसार, NICA परियोजना को सबसे उन्नत प्रौद्योगिकियों और सामग्रियों का उपयोग करके लागू किया जाएगा, जो रूसी त्वरक को 100-1000 बार कण टक्कर की जानकारी प्राप्त करने की गति में एक लाभ प्रदान करेगा, अपने पूर्ववर्ती और मुख्य प्रतियोगी के साथ तुलना में - ब्रुकहैवन , यूएसए में आरएचआईसी त्वरक ।

“शुरू में, वैज्ञानिकों ने न केवल आयन, बल्कि आयन और प्रोटॉन, अन्य प्राथमिक कण और प्रकाश नाभिक को एक साथ धकेलने की योजना बनाई। यह आपको प्राथमिक डेटा जमा करने, शुरुआती बिंदुओं को निर्धारित करने और समझने के लिए कि कहां और कैसे आगे बढ़ना है। इस तरह के अध्ययनों से न केवल परमाणु भौतिकविदों का ध्यान आकर्षित किया जाता है, बल्कि सिद्धांतकारों का भी अध्ययन किया जाता है कि ब्रह्मांड का जन्म कैसे हुआ और वे प्रक्रियाएं जो पदार्थ के सुपरडेंस क्लंप के आंत्र में होती हैं - न्यूट्रॉन तारे और अंतरिक्ष की अन्य पतित वस्तुएं ”- भौतिक विज्ञानी आश्वस्त हैं।

वर्तमान स्थिति

JINR के आधार पर कार्यान्वित NICA परियोजना में अग्रणी अंतर्राष्ट्रीय विशेषज्ञ भाग लेते हैं। और यह बहुत महत्वपूर्ण है कि यह परियोजना रूस में होगी, न कि विदेश में, और घरेलू वैज्ञानिक क्षमता के विकास के लिए अद्वितीय अवसर पैदा करेगी, रूसी भौतिकविदों की पीढ़ियों के विकास के लिए शानदार संभावनाओं वाली नौकरियां।

केवेलिडेज़ ने उल्लेख किया कि एनआईएएए परियोजना का कार्यान्वयन अनुसूची के अनुसार पूर्ण है। राजनीतिक स्थिति से संबंधित पिछले 3 वर्षों की घटनाओं का व्यावहारिक रूप से परियोजना पर कोई प्रभाव नहीं पड़ा, जो शुरू में कार्यान्वित किया गया था, बेलारूस, यूक्रेन, कजाकिस्तान, बुल्गारिया और जर्मनी के विशेषज्ञों द्वारा रूसी वैज्ञानिकों के अलावा। कुल मिलाकर, आज भाग लेने वाले देशों की सूची में 24 देश शामिल हैं, इस परियोजना की वर्तमान लागत, केकेलिडेज़ के अनुसार, $ 545 मिलियन अनुमानित है।

कुछ हद तक, यूक्रेन में घटनाओं से जुड़ी समस्याओं को दूर करने के तरीके जटिल थे और, सबसे पहले, रसद योजनाएं और अधिक जटिल हो गईं। उसी समय, यूक्रेन परियोजना में एक सक्रिय भागीदार बना हुआ है, हालांकि केवलीदेज़ के अनुसार योगदान के साथ कुछ समस्याएं अपेक्षित हैं। इसलिए हाल ही में, क्रामटोरस्क में संयंत्र, उन्होंने जोड़ा, आवश्यक उपकरणों का हिस्सा आपूर्ति की। यूक्रेन के वैज्ञानिक समुदाय का 85-90%, वर्तमान घटनाओं से खुद को दूर कर लिया और रूसी सहयोगियों के साथ संपर्क बनाए रखना जारी रखा। वे व्यावहारिक रूप से JINR पर किसी भी पश्चिमी प्रतिबंधों को महसूस नहीं करते थे, वे 1950 के दशक में शीत युद्ध के दौरान अपनाए गए एम्ब्रोज पर अधिक दबाव डाल रहे थे। इसी समय, उनके आसपास होने के तरीके और साधन हैं - केकेलिडेज़ के अनुसार, "कच्चे माल, आदि और यूरोपीय सहयोगियों को खरीदने के बजाय" तैयार "उत्पादों को किराए पर लेना"ऐसे रास्तों को खोजने में सक्रिय रुचि लें।

2016 में, बीएम @ एन प्रयोग में भौतिक डेटा के एक सेट की शुरुआत की योजना है। सक्रिय तत्व मॉन्टे कार्लो सिमुलेशन विधियों का उपयोग करके इंस्टॉलेशन पैरामीटर को अनुकूलित करते हुए, बीम चैनल को अपग्रेड करते हुए डिटेक्टर तत्व बनाने पर जारी है।

सारांश:

यूएसएसआर एकेडमी ऑफ साइंसेज के इंस्टीट्यूट ऑफ न्यूक्लियर प्रॉब्लम्स के आधार पर 1956 में ज्वाइंट इंस्टीट्यूट फॉर न्यूक्लियर रिसर्च (डुबना, रूस) की स्थापना की गई थी। यह डबना में था कि दुनिया का पहला प्रोटॉन त्वरक, सिंक्रोटासोट्रॉन, बनाया गया था। संस्थान में 7 प्रयोगशालाएँ हैं। अनुसंधान के मुख्य क्षेत्र प्राथमिक कण भौतिकी, परमाणु भौतिकी और पदार्थ की संघनित अवस्था हैं।

_{परियोजना स्थल}

संदर्भ:

1. I. सागर एट अल, फिज। रेव C 86,045802 (2012)।
2. आर। रैप, जे। वामाच, यूर। भौतिकी। जे। ए ६ (१ ९९९) ४१५;
आर। श्याम और यू। मोसेल, भौतिकी। रेव सी 67, 065202 (2003);
आर। रैप, जे। वंबाच और एच। वैन हीस, arXiv: 0901.3289।
3.J. स्टीनहाइमर, के। गुदिमा, ए। बोटविना, आई। मिशुस्टिन, एम। ब्लेइकर, एच। स्टॉकर,
फिज। लेट्ट। बी 714 (2012), पीपी। 85
4. न्यूक्लियोट्रॉन-आधारित आयन कोलाइडर सुविधा (एनआईसीए व्हाइट पेपर) में क्यूसीडी मिश्रित चरण की खोज। nica.jinr.ru
5. बीएम @ एन वैचारिक डिजाइन रिपोर्ट।

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