मंगलवार को नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज, इंजीनियरिंग और मेडिसिन ने एक रिपोर्ट जारी की जिसमें इलेक्ट्रॉन-आयन कोलाइडर (EIC) नामक एक नए कण त्वरक परियोजना को पूर्ण-संपन्न समर्थन दिया गया। जमीन से परियोजना को प्राप्त करने और कण भौतिकी को अगले स्तर तक ले जाने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है।
यूरोप में लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर (एलएचसी) के विपरीत, जो प्रकाश की गति पर प्रोटॉन में प्रोटॉन को नष्ट कर देता है, नई मशीन विज्ञान की रिपोर्ट में प्रोटॉन या भारी आयनों, एड्रियन चो में इलेक्ट्रॉनों के उच्च-ऊर्जा बीम को धार देगी। ये टकराव, नोट्रे डेम परमाणु भौतिक विज्ञानी एनी अपरामियान, रिपोर्ट के सह-अध्यक्ष, चो को समझाते हैं, एलएचसी की तुलना में क्लीनर और आसान-से-व्याख्या परिणाम देते हैं और यह जांचने के लिए बेहतर है कि प्रोटॉन और परमाणु नाभिक के अंदर क्वार्क और ग्लून्स कैसे होते हैं। व्यवस्थित है।
यह पता चला है, जबकि हमने नए प्राथमिक कणों की पहचान करने में बहुत अच्छा काम किया है, या बिट्स और टुकड़े जो प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और परमाणु बनाते हैं, हमें अभी भी यह पता लगाने में कठिनाई है कि वे सभी एक साथ कैसे फिट होते हैं। हम अभी भी सिर्फ एक प्रोटॉन या नाभिक क्या वास्तव में की तरह लग रहा है पता नहीं है।
MIT के भौतिक विज्ञानी रिचर्ड मिलनर ने MIT न्यूज़ में जेनिफर चू को बताया कि नया त्वरक तीन मुख्य प्रश्नों का उत्तर देने में सक्षम होगा: पहला यह समझना है कि प्रोटॉन का द्रव्यमान कहाँ से आता है, क्योंकि यह द्रव्यमान से 100 गुना अधिक हो सकता है बिट्स और टुकड़े इसमें शामिल हैं। (एक प्रोटॉन के द्रव्यमान का सिर्फ 5 प्रतिशत के लिए ग्लून्स द्वारा उत्पादित मजबूत परमाणु बल द्वारा एक साथ बंधे तीन क्वार्क का वजन।) दूसरा, शोधकर्ताओं को कोणीय गति या "स्पिन" की अवधारणा को बेहतर ढंग से समझने की उम्मीद है, तीसरा, ईआईसीआईसी। यह बताने में मदद करता है कि ग्लून्स, कण जो अन्य कणों को एक साथ रखते हैं, काम करते हैं। मिलर कहते हैं, "पदार्थ में ग्लून्स ब्रह्मांड में काले पदार्थ की तरह थोड़े हैं: अनदेखी और महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।" "इलेक्ट्रान-आयन कोलाइडर संभावित रूप से न्यूक्लियस और न्यूक्लियर के भीतर कई ग्लून्स की करीबी पैकिंग के परिणामस्वरूप नए राज्यों को प्रकट करेगा।"
दो राष्ट्रीय प्रयोगशालाएं पहले से ही त्वरक को होस्ट करने के लिए प्रतिस्पर्धा कर रही हैं, हालांकि यह ऊर्जा विभाग द्वारा आधिकारिक तौर पर परियोजना शुरू करने से कई साल पहले होगा। यह उम्मीद की जाती है कि यह परियोजना लॉन्ग आईलैंड में ब्रुकहेवन नेशनल लेबोरेटरी में मौजूदा आयन कोलाइडर को अपग्रेड करेगी, या न्यूपोर्ट न्यूज, वर्जीनिया में थॉमस जेफरसन नेशनल एक्सलेरेटर प्रयोगशाला में इलेक्ट्रॉन बीम। एडविना कार्टलिज नेचर के अनुसार, तीन साल पहले न्यूक्लियर साइंस एडवाइजरी कमेटी की एक रिपोर्ट में सुझाव दिया गया था कि इस परियोजना पर कम से कम 1 बिलियन का खर्च आएगा।
परियोजना की समय-सीमा विचाराधीन है। ऊर्जा विभाग, जो सुविधा का निर्माण करेगा, वर्तमान में मिशिगन स्टेट यूनिवर्सिटी में दुर्लभ आइसोटोप बीम के लिए $ 730 मिलियन की सुविधा के वित्त पोषण के बीच में है, और संभावना है कि जब तक यह पूरा न हो जाए, तब तक एक और बड़े पैमाने पर परियोजना के प्रबंधन की क्षमता नहीं होगी। 2020 में।
कार्टलिज़ यह भी बताता है कि चीन में और यूरोप के सर्न में योजनाओं को वर्तमान में इलेक्ट्रॉन-आयन कोलर्स के लिए भी इस्तेमाल किया जा रहा है, और तीनों समूहों को परियोजना को जल्द से जल्द जमीन पर उतारने के लिए सहयोग करने पर विचार करने की आवश्यकता हो सकती है। और उसके बाद कण त्वरक के साथ संयुक्त राज्य अमेरिका का इतिहास है। 1993 में, कांग्रेस ने सुपरकंडक्टिंग सुपर कोलाइडर को रद्द कर दिया, एक विशाल कण त्वरक जो 2012 में एलएचसी पर खोजे जाने से दशकों पहले हिग्स बोसोन और अन्य कणों की खोज का नेतृत्व करता था। यह कहना है कि राजनीति किस तरह से मिल सकती है ईआईसी।
चो ने बताया कि यह निर्माण करने वाला पहला EIC नहीं होगा। जर्मनी में हैड्रॉन-इलेक्ट्रॉन रिंग एक्सलेरेटर (HERA) नामक परियोजना का एक संस्करण 1992 और 2007 के बीच आयोजित किया गया था और इसके कारण ग्लूऑन की खोज हुई। कोलाइडर का अमेरिकी संस्करण कम ऊर्जा पर चलेगा, लेकिन 100 से 1, 000 की संख्या में टकराव होगा, जो तेजी से अधिक डेटा का उत्पादन करेगा।
2015 में, जब प्रभावशाली परमाणु विज्ञान सलाहकार समिति ने सार्वजनिक रूप से EIC के निर्माण का समर्थन किया, इलिनोइस में Argonne National Laboratory में एक परमाणु भौतिक विज्ञानी, डोनाल्ड गेस्समैन, और NSAC के अध्यक्ष, ने EIC के निर्माण के लिए वैज्ञानिक आवश्यकता पर बात की। यह घोषणा करते हुए, "जब तक हमारे पास ईआईसी नहीं है, तब तक परमाणु भौतिकी के विशाल क्षेत्र हैं जिन्हें हम प्रगति नहीं करने जा रहे हैं।"
