बड़े हैड्रॉन कोलाइडर क्या है?

लार्ज हैड्रोन कोलाइडर (एलएचसी) आधुनिक कण भौतिकी का एक चमत्कार है जिसने शोधकर्ताओं को वास्तविकता की गहराई में डुबकी लगाने में सक्षम बनाया है। इसकी उत्पत्ति 1977 तक सभी तरह से फैलती रही, जब सर जॉन एडम्स, यूरोपियन ऑर्गेनाइज़ेशन फॉर न्यूक्लियर रिसर्च (सर्न) के पूर्व निदेशक, ने एक भूमिगत सुरंग बनाने का सुझाव दिया, जो असाधारण रूप से उच्च ऊर्जा तक पहुँचने में सक्षम कण त्वरक को समायोजित कर सके, एक के अनुसार भौतिक विज्ञानी थॉमस शोनेर-सदेनियस द्वारा 2015 का इतिहास पत्र।

परियोजना को आधिकारिक तौर पर बीस साल बाद, 1997 में मंजूरी दी गई थी, और निर्माण 16.5 मील लंबी (27 किलोमीटर) की अंगूठी पर शुरू हुआ, जो कि फ्रांसीसी-स्विस सीमा के नीचे से गुजरती थी, जो कणों को तेज करने में सक्षम 99.99 प्रतिशत तक प्रकाश की गति और उन्हें मुंहतोड़ कर रही थी। साथ में। रिंग के भीतर, 9,300 मैग्नेट एक दूसरे पर 11,245 बार की दर से दो विपरीत दिशाओं में आवेशित कणों के पैकेट का मार्गदर्शन करते हैं, अंत में उन्हें हेड-ऑन टक्कर के लिए एक साथ लाते हैं। सुविधा हर सेकंड लगभग 600 मिलियन टक्कर बनाने में सक्षम है, ऊर्जा की अविश्वसनीय मात्रा को उगलती है और, हर बार एक समय में, एक विदेशी और पहले कभी नहीं देखा गया भारी कण। LHC पिछले रिकॉर्ड-धारण कण त्वरक की तुलना में 6.5 गुना अधिक ऊर्जा से संचालित होता है, Fermilab का डी-टेविट्रॉन यू.एस.

LHC को बनाने में कुल 8 बिलियन डॉलर का खर्च आया, जिसमें से 531 मिलियन डॉलर संयुक्त राज्य अमेरिका से आए। 60 विभिन्न देशों के 8,000 से अधिक वैज्ञानिक इसके प्रयोगों पर सहयोग करते हैं। त्वरक ने पहली बार 10 सितंबर 2008 को अपने बीम पर स्विच किया, कणों को इसकी मूल डिजाइन की तीव्रता का केवल दस मिलियनवां हिस्सा मिला।

इससे पहले कि यह ऑपरेशन शुरू होता, कुछ को डर था कि नया परमाणु स्मैशर पृथ्वी को नष्ट कर देगा, शायद एक सर्व-उपभोग ब्लैक होल बनाकर। लेकिन कोई भी प्रतिष्ठित भौतिक विज्ञानी यह बताएगा कि ऐसी चिंताएं निराधार हैं।

सर्न के महानिदेशक रॉबर्ट अय्यर ने पिछले दिनों लाइवसाइंस को बताया, "एलएचसी सुरक्षित है, और कोई भी सुझाव जो जोखिम को प्रस्तुत कर सकता है, वह शुद्ध कल्पना है।"

यह कहना है कि यदि अनुचित तरीके से उपयोग किया जाता है तो सुविधा संभवतः हानिकारक नहीं हो सकती है। यदि आप बीम में हाथ रखने के लिए थे, जो एक मिलीमीटर से कम की चौड़ाई में गति में एक विमान वाहक की ऊर्जा को केंद्रित करता है, तो यह इसके माध्यम से एक छेद बनाता है और फिर सुरंग में विकिरण आपको मार देगा।

ग्राउंडब्रेकिंग रिसर्च

पिछले 10 वर्षों में, एलएचसी ने अपने दो मुख्य प्रयोगों, एटलस और सीएमएस के लिए परमाणुओं को एक साथ तोड़ा है, जो उनके डेटा को अलग से संचालित और विश्लेषण करते हैं। यह सुनिश्चित करना है कि न तो सहयोग दूसरे को प्रभावित कर रहा है और प्रत्येक अपनी बहन को प्रयोग पर एक चेक प्रदान करता है। उपकरणों ने मौलिक कण भौतिकी के कई क्षेत्रों पर 2,000 से अधिक वैज्ञानिक पेपर उत्पन्न किए हैं।

4 जुलाई 2012 को, वैज्ञानिक दुनिया ने बीट सांस के साथ देखा, क्योंकि LHC में शोधकर्ताओं ने हिग्स बोसोन की खोज की घोषणा की, जो पांच दशक पुराने सिद्धांत में अंतिम पहेली टुकड़ा था जिसे भौतिकी का मानक मॉडल कहा जाता था। स्टैंडर्ड मॉडल सभी ज्ञात कणों और ताकतों (गुरुत्वाकर्षण को छोड़कर) और उनके इंटरैक्शन को ध्यान में रखने की कोशिश करता है। 1964 में वापस, ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी पीटर हिग्स ने कण के बारे में एक पेपर लिखा था, जो अब उनका नाम बताता है, जो बताता है कि ब्रह्मांड में द्रव्यमान कैसे उत्पन्न होता है।

हिग्स वास्तव में एक क्षेत्र है जो अंतरिक्ष के सभी को पार कर जाता है और इसके माध्यम से चलने वाले प्रत्येक कण पर सूख जाता है। कुछ कण क्षेत्र के माध्यम से अधिक धीरे-धीरे रगड़ते हैं, और यह उनके बड़े द्रव्यमान से मेल खाता है। हिग्स बोसोन इस क्षेत्र का प्रकटीकरण है, जिसे भौतिक विज्ञानी आधी शताब्दी के बाद से देखते रहे हैं। एलएचसी को स्पष्ट रूप से इस मायावी खदान को पकड़ने के लिए बनाया गया था। आखिरकार पाया गया कि हिग्स के पास प्रोटॉन के द्रव्यमान का 125 गुना द्रव्यमान था, दोनों पीटर हिग्स और बेल्जियम के सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी फ्रेंकोइस एंगलर्ट को 2013 में इसके अस्तित्व की भविष्यवाणी के लिए नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था।

हाथ में हिग्स के साथ भी, भौतिक विज्ञानी आराम नहीं कर सकते क्योंकि मानक मॉडल में अभी भी कुछ छेद हैं। एक के लिए, यह गुरुत्वाकर्षण के साथ सौदा नहीं करता है, जो ज्यादातर आइंस्टीन के सापेक्षता के सिद्धांतों द्वारा कवर किया गया है। यह भी स्पष्ट नहीं करता है कि ब्रह्मांड पदार्थ से बना है और एंटीमैटर नहीं है, जिसे समय की शुरुआत में लगभग समान मात्रा में बनाया जाना चाहिए था। और यह डार्क मैटर और डार्क एनर्जी पर पूरी तरह से मौन है, जिसे अभी तक खोजा जाना बाकी था।

एलएचसी चालू होने से पहले, कई शोधकर्ताओं ने कहा होगा कि अगला महान सिद्धांत सुपरसिमेट्री के रूप में जाना जाता है, जो सभी ज्ञात कणों के समान लेकिन बहुत अधिक बड़े पैमाने पर जुड़वा साझेदार बनाता है। इनमें से एक या एक से अधिक भारी साथी काले पदार्थ बनाने वाले कणों के लिए एक आदर्श उम्मीदवार हो सकते थे। और, सुपरसिमेट्री गुरुत्वाकर्षण पर एक हैंडल प्राप्त करना शुरू कर देता है, यह बताते हुए कि यह अन्य तीन मौलिक बलों की तुलना में इतना कमजोर क्यों है। हिग्स की खोज से पहले, कुछ वैज्ञानिक उम्मीद कर रहे थे कि बोसोन मानक मॉडल की भविष्यवाणी की तुलना में थोड़ा अलग होगा, जो नई भौतिकी में संकेत कर रहा है।

लेकिन जब हिग्स चालू हुआ, तो यह अविश्वसनीय रूप से सामान्य था, बिल्कुल उस सामूहिक रेंज में जहां मानक मॉडल ने कहा था कि यह होगा। जबकि यह मानक मॉडल के लिए एक बड़ी उपलब्धि है, इसने भौतिकविदों को बिना किसी अच्छे नेतृत्व के छोड़ दिया है। कुछ ने खोए हुए दशकों के बारे में बात करना शुरू कर दिया है जो उन सिद्धांतों का पीछा करते हैं जो कागज पर अच्छे लगते थे लेकिन वास्तविक टिप्पणियों के अनुरूप नहीं लगते हैं। कई उम्मीद कर रहे हैं कि एलएचसी के अगले डेटा लेने वाले रन इस गंदगी को साफ करने में मदद करेंगे।

LHC दो साल के उन्नयन और मरम्मत के माध्यम से जाने के लिए दिसंबर 2018 में बंद हो गया। जब यह ऑनलाइन वापस आता है, तो यह ऊर्जा में मामूली वृद्धि के साथ परमाणुओं को नष्ट करने में सक्षम होगा, लेकिन प्रति सेकंड टकराव की संख्या को दोगुना कर देगा। फिर क्या मिलेगा यह किसी का अनुमान है। इसे बदलने के लिए पहले से ही एक और अधिक शक्तिशाली कण त्वरक की चर्चा है, उसी क्षेत्र में स्थित है लेकिन एलएचसी के आकार का चार गुना है। भारी प्रतिस्थापन के निर्माण में 20 साल और 27 अरब डॉलर लग सकते हैं।