রাশিয়ায় কোলাইডার সংঘর্ষকারী রশ্মিতে কণাকে ত্বরান্বিত করে (কোলাইডার শব্দ থেকে সংঘর্ষ, অনুবাদে - সংঘর্ষে)। একে অপরের সাথে এই কণাগুলির প্রভাব পণ্যগুলি অধ্যয়ন করার জন্য এটি প্রয়োজন, যাতে বিজ্ঞানীরা পদার্থের প্রাথমিক কণাগুলিতে শক্তিশালী গতিশক্তি সরবরাহ করে। তারা এই কণাগুলির সংঘর্ষের সাথেও মোকাবিলা করে, তাদের একে অপরের বিরুদ্ধে নির্দেশ করে।
সৃষ্টির ইতিহাস
এখানে বিভিন্ন ধরণের কোলাইডার রয়েছে: বৃত্তাকার (উদাহরণস্বরূপ, LHC - ইউরোপীয় CERN-এ বড় হ্যাড্রন কোলাইডার), রৈখিক (আইএলসি দ্বারা প্রক্ষিপ্ত)।
তাত্ত্বিকভাবে, বিমের সংঘর্ষ ব্যবহার করার ধারণাটি কয়েক দশক আগে আবির্ভূত হয়েছিল। Wideröe Rolf, নরওয়ের একজন পদার্থবিদ, 1943 সালে জার্মানিতে বিমের সংঘর্ষের ধারণার জন্য একটি পেটেন্ট পেয়েছিলেন। দশ বছর পর পর্যন্ত এটি প্রকাশিত হয়নি।
1956 সালে, ডোনাল্ড কার্স্ট কণা পদার্থবিদ্যা অধ্যয়নের জন্য প্রোটন বিমের সংঘর্ষ ব্যবহার করার একটি প্রস্তাব করেছিলেন। জেরার্ড ও'নিল সঞ্চয় সুবিধা নিতে চিন্তাতীব্র বিম পেতে রিং।
ইতালি, সোভিয়েত ইউনিয়ন এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে (Frascati, INP, SLAC) একযোগে কোলাইডার তৈরির প্রকল্পে সক্রিয় কাজ শুরু হয়েছে। প্রথম কলাইডারটি চালু করা হয়েছিল অ্যাডএ ইলেক্ট্রন-পজিট্রন কোলাইডার, যা তুশেকাভো ফ্রাসকাটি তৈরি করেছিলেন৷
একই সময়ে, VEP-1 (1965, ইউএসএসআর) এ ইলেকট্রনের স্থিতিস্থাপক বিক্ষিপ্তকরণের পর্যবেক্ষণের ফলাফলের তুলনায়, প্রথম ফলাফলটি মাত্র এক বছর পরে (1966 সালে) প্রকাশিত হয়েছিল।
ডবনা হ্যাড্রন কোলাইডার
VEP-1 (ইলেক্ট্রন বিমের সংঘর্ষ) হল একটি মেশিন যা G. I. Budker-এর স্পষ্ট নির্দেশনায় তৈরি করা হয়েছিল। কিছু সময় পরে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে অ্যাক্সিলারেটরে বিমগুলি পাওয়া যায়। এই তিনটি কলাইডারই ছিল পরীক্ষামূলক, তারা এগুলি ব্যবহার করে প্রাথমিক কণা পদার্থবিদ্যা অধ্যয়নের সম্ভাবনা প্রদর্শন করতে কাজ করেছিল৷
প্রথম হ্যাড্রন কোলাইডার হল ISR, প্রোটন সিনক্রোট্রন, 1971 সালে CERN দ্বারা চালু করা হয়েছিল। বিমে এর শক্তির শক্তি ছিল 32 GeV। নব্বইয়ের দশকে এটি ছিল একমাত্র কার্যকরী রৈখিক কলাইডার।
লঞ্চের পর
রাশিয়ায় জয়েন্ট ইনস্টিটিউট ফর নিউক্লিয়ার রিসার্চের ভিত্তিতে একটি নতুন ত্বরণ কমপ্লেক্স তৈরি করা হচ্ছে। এটিকে বলা হয় NICA - নিউক্লোট্রন ভিত্তিক আয়ন কোলাইডার সুবিধা এবং এটি দুবনায় অবস্থিত। বিল্ডিংয়ের উদ্দেশ্য হল ব্যারিয়নগুলির ঘন পদার্থের নতুন বৈশিষ্ট্যগুলি অধ্যয়ন করা এবং আবিষ্কার করা৷
যন্ত্রটি চালু হওয়ার পর, জয়েন্ট ইনস্টিটিউট ফর নিউক্লিয়ার রিসার্চের বিজ্ঞানীরামস্কোর কাছে দুবনা বস্তুর একটি নির্দিষ্ট অবস্থা তৈরি করতে সক্ষম হবে, যা মহাবিস্ফোরণের পর প্রথম মুহূর্তে মহাবিশ্ব ছিল। এই পদার্থটিকে কোয়ার্ক-গ্লুওন প্লাজমা (QGP) বলা হয়।
একটি সংবেদনশীল সুবিধায় কমপ্লেক্সটির নির্মাণ শুরু হয়েছিল 2013 সালে, এবং 2020 সালের জন্য চালু করার পরিকল্পনা করা হয়েছে।
প্রধান কাজ
বিশেষ করে রাশিয়ায় বিজ্ঞান দিবসের জন্য, JINR কর্মীরা স্কুলছাত্রীদের জন্য শিক্ষামূলক ইভেন্টের জন্য উপকরণ প্রস্তুত করেছে। বিষয়টির নাম "NICA - The Universe in the Laboratory"। শিক্ষাবিদ গ্রিগরি ভ্লাদিমিরোভিচ ট্রুবনিকভের অংশগ্রহণের ভিডিও সিকোয়েন্সটি ভবিষ্যতের গবেষণা সম্পর্কে বলবে যা রাশিয়ার হ্যাড্রন কোলাইডারে বিশ্বের অন্যান্য বিজ্ঞানীদের সাথে একটি সম্প্রদায়ের মধ্যে পরিচালিত হবে৷
এই ক্ষেত্রে গবেষকদের মুখোমুখি হওয়া সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ কাজটি হল নিম্নলিখিত ক্ষেত্রগুলি অধ্যয়ন করা:
- পরস্পরের সাথে কণা পদার্থবিদ্যার মানক মডেলের প্রাথমিক উপাদানগুলির ঘনিষ্ঠ মিথস্ক্রিয়াগুলির বৈশিষ্ট্য এবং কার্যকারিতা, অর্থাৎ কোয়ার্ক এবং গ্লুয়নের অধ্যয়ন।
- কিউজিপি এবং হ্যাড্রোনিক পদার্থের মধ্যে একটি ফেজ পরিবর্তনের লক্ষণ খুঁজে বের করা, সেইসাথে ব্যারিওনিক পদার্থের পূর্বে অজানা অবস্থা অনুসন্ধান করা।
- ঘনিষ্ঠ মিথস্ক্রিয়া এবং QGP প্রতিসাম্যের মৌলিক বৈশিষ্ট্যগুলির সাথে কাজ করা।
গুরুত্বপূর্ণ সরঞ্জাম
এনআইসিএ কমপ্লেক্সে হ্যাড্রন কোলাইডারের সারমর্ম হল একটি বৃহৎ বিম স্পেকট্রাম প্রদান করা: প্রোটন এবং ডিউটরন থেকে এমন রশ্মি যা অনেক ভারী আয়ন নিয়ে গঠিত, যেমন সোনার নিউক্লিয়াস।
ভারী আয়নগুলি 4 পর্যন্ত শক্তির অবস্থায় ত্বরান্বিত হবে,5 GeV/নিউক্লিয়ন, এবং প্রোটন - সাড়ে বারো পর্যন্ত। রাশিয়ার কোলাইডারের হৃৎপিণ্ড হল নিউক্লোট্রন অ্যাক্সিলারেটর, যা গত শতাব্দীর নব্বই-তৃতীয় বছর থেকে কাজ করছে, কিন্তু উল্লেখযোগ্যভাবে ত্বরান্বিত হয়েছে৷
এনআইসিএ কোলাইডার মিথস্ক্রিয়া করার বিভিন্ন উপায় প্রদান করেছে। একটি MPD ডিটেক্টরের সাথে ভারী আয়নগুলি কীভাবে সংঘর্ষ করে তা অধ্যয়ন করার জন্য এবং অন্যটি SPD সুবিধায় পোলারাইজড বিমের সাথে পরীক্ষা চালানোর জন্য৷
নির্মাণ সমাপ্তি
এটি উল্লেখ করা হয়েছে যে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র, জার্মানি, ফ্রান্স, ইজরায়েল এবং অবশ্যই রাশিয়ার মতো দেশের বিজ্ঞানীরা প্রথম পরীক্ষায় অংশ নেন। NICA-তে বর্তমানে কাজ চলছে এবং পৃথক অংশগুলিকে সক্রিয় কাজের অবস্থায় আনার জন্য।
হ্যাড্রন কোলাইডারের জন্য বিল্ডিং 2019 সালে সম্পন্ন হবে, এবং 2020 সালে নিজেই কলাইডার ইনস্টল করা হবে। একই বছরে, ভারী আয়নগুলির সংঘর্ষের গবেষণার গবেষণার কাজ শুরু হবে। পুরো ডিভাইসটি 2023 সালে সম্পূর্ণরূপে চালু হবে।
রাশিয়ার কোলাইডার আমাদের দেশের ছয়টি প্রকল্পের মধ্যে মাত্র একটি যা মেগাসায়েন্স ক্লাসে ভূষিত হয়েছে। 2017 সালে, সরকার এই মেশিনটি নির্মাণের জন্য প্রায় চার বিলিয়ন রুবেল বরাদ্দ করেছিল। মেশিনটির মৌলিক নির্মাণের খরচ বিশেষজ্ঞদের দ্বারা অনুমান করা হয়েছিল সাড়ে সাতাশ বিলিয়ন রুবেল।
নতুন যুগ
JINR হাই এনার্জি ল্যাবরেটরির পদার্থবিদদের পরিচালক ভ্লাদিমির কেকেলিডজে বিশ্বাস করেন যে রাশিয়ার কোলাইডার প্রকল্প দেশটিকে সর্বোচ্চ উচ্চতায় ওঠার সুযোগ দেবেউচ্চ-শক্তি পদার্থবিদ্যায় অবস্থান।
সম্প্রতি, "নতুন পদার্থবিদ্যার" চিহ্ন আবিষ্কৃত হয়েছে, যেগুলো লার্জ হ্যাড্রন কোলাইডার দ্বারা স্থির করা হয়েছে এবং সেগুলো আমাদের মাইক্রোকসমের স্ট্যান্ডার্ড মডেলের বাইরে চলে গেছে। এটি বলা হয়েছিল যে নতুন আবিষ্কৃত "নতুন পদার্থবিদ্যা" কোলাইডারের অপারেশনে হস্তক্ষেপ করবে না৷
একটি সাক্ষাত্কারে, ভ্লাদিমির কেকেলিডজে ব্যাখ্যা করেছিলেন যে এই আবিষ্কারগুলি NICA-এর কাজকে অবমূল্যায়ন করবে না, যেহেতু মহাবিশ্বের জন্মের একেবারে প্রাথমিক মুহূর্তগুলি দেখতে কেমন ছিল তা বোঝার জন্য প্রাথমিকভাবে প্রকল্পটি তৈরি করা হয়েছিল, এবং এছাড়াও গবেষণার জন্য কী শর্ত রয়েছে, যা দুবনায় পাওয়া যায়, তা বিশ্বের অন্য কোথাও বিদ্যমান নেই।
তিনি আরও বলেছিলেন যে JINR বিজ্ঞানীরা বিজ্ঞানের নতুন দিকগুলি আয়ত্ত করছেন, যেখানে তারা একটি শীর্ষস্থানীয় অবস্থান নিতে বদ্ধপরিকর। যে একটি যুগ আসছে যেখানে শুধুমাত্র একটি নতুন সংঘর্ষ তৈরি করা হচ্ছে না, কিন্তু আমাদের দেশের জন্য উচ্চ শক্তির পদার্থবিদ্যার উন্নয়নে একটি নতুন যুগ।
আন্তর্জাতিক প্রকল্প
একই পরিচালকের মতে, NICA-তে কাজ, যেখানে Hadron Collider অবস্থিত, আন্তর্জাতিক হবে। কারণ আমাদের সময়ে উচ্চ-শক্তির পদার্থবিদ্যার গবেষণা সম্পূর্ণ বৈজ্ঞানিক দল দ্বারা পরিচালিত হয়, যা বিভিন্ন দেশের লোকদের নিয়ে গঠিত।
বিশ্বের চব্বিশটি দেশের কর্মচারীরা ইতিমধ্যে একটি নিরাপদ সুবিধায় এই প্রকল্পের কাজে অংশ নিয়েছে। এবং এই অলৌকিক ঘটনার মূল্য, আনুমানিক হিসেব অনুযায়ী, পাঁচশ পঁয়তাল্লিশ মিলিয়ন ডলার।
নতুন কোলাইডারটি বিজ্ঞানীদের নতুন পদার্থ, পদার্থ বিজ্ঞান, রেডিওবায়োলজি, ইলেকট্রনিক্স, বিম থেরাপি এবং ওষুধের ক্ষেত্রে গবেষণা পরিচালনা করতে সহায়তা করবে। ছাড়াউপরন্তু, এই সব Roscosmos প্রোগ্রাম, সেইসাথে তেজস্ক্রিয় বর্জ্য প্রক্রিয়াকরণ এবং নিষ্পত্তি এবং ক্রায়োজেন প্রযুক্তি এবং শক্তির সর্বশেষ উত্স তৈরির জন্য উপকৃত হবে যা ব্যবহার করা নিরাপদ হবে৷
হিগস বোসন
হিগস বোসন হল তথাকথিত হিগস কোয়ান্টাম ক্ষেত্র, যা পদার্থবিজ্ঞানে প্রয়োজনের সাথে দেখা যায়, বা বরং, প্রাথমিক কণার আদর্শ মডেলে, ইলেক্ট্রোওয়েক প্রতিসাম্যের অপ্রত্যাশিত ভাঙনের হিগস প্রক্রিয়ার ফলস্বরূপ। এটির আবিষ্কার ছিল আদর্শ মডেলের সমাপ্তি৷
একই মডেলের কাঠামোতে, এটি প্রাথমিক কণার ভরের জড়তার জন্য দায়ী - বোসন। হিগস ক্ষেত্রটি কণাগুলিতে একটি জড় ভরের চেহারা ব্যাখ্যা করতে সাহায্য করে, অর্থাৎ, দুর্বল মিথস্ক্রিয়াটির বাহক, সেইসাথে ক্যারিয়ারে ভরের অনুপস্থিতি - শক্তিশালী মিথস্ক্রিয়া এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক (গ্লুওন এবং ফোটন) এর একটি কণা। হিগস বোসন তার গঠনে নিজেকে একটি স্কেলার কণা হিসাবে প্রকাশ করে। সুতরাং, এটির স্পিন শূন্য রয়েছে৷
মাঠ উদ্বোধন
পিটার হিগস নামে একজন ব্রিটিশ পদার্থবিদ 1964 সালে এই বোসনকে স্বতঃসিদ্ধ করেছিলেন। সমগ্র বিশ্ব তার প্রবন্ধ পড়ার মাধ্যমে তার আবিষ্কার সম্পর্কে জানতে পেরেছে। এবং প্রায় পঞ্চাশ বছর অনুসন্ধানের পরে, অর্থাৎ, 2012 সালে, 4 জুলাই, একটি কণা আবিষ্কৃত হয়েছিল যা এই ভূমিকার সাথে খাপ খায়। এটি এলএইচসি-তে গবেষণার ফলস্বরূপ আবিষ্কৃত হয়েছে, এবং এর ভর প্রায় 125-126 GeV/c²।
বিশ্বাস করা যে এই নির্দিষ্ট কণাটি একই হিগস বোসন, বেশ ভাল কারণগুলিকে সাহায্য করে। 2013 সালের মার্চ মাসে CERN এর বিভিন্ন গবেষক ডরিপোর্ট করেছে যে ছয় মাস আগে পাওয়া কণাটি আসলে হিগস বোসন।
আপডেট করা মডেল, যার মধ্যে এই কণাটি রয়েছে, এটি একটি কোয়ান্টাম পুনর্নবীকরণযোগ্য ক্ষেত্র তত্ত্ব তৈরি করা সম্ভব করেছে। এবং এক বছর পরে, এপ্রিল মাসে, সিএমএস দল রিপোর্ট করেছিল যে হিগস বোসনের ক্ষয় অক্ষাংশ ছিল 22 MeV এর কম।
কণা বৈশিষ্ট্য
টেবিলের অন্যান্য কণার মতোই হিগস বোসনও মহাকর্ষের অধীন। এটিতে রঙ এবং বিদ্যুতের চার্জ রয়েছে, সেইসাথে, যেমন আগে উল্লেখ করা হয়েছে, শূন্য স্পিন।
হিগস বোসনের উপস্থিতির জন্য চারটি প্রধান চ্যানেল রয়েছে:
- দুটি গ্লুনের ফিউশনের পর ঘটে। তিনিই প্রধান।
- যখন জোড়া WW- বা ZZ- একত্রিত হয়।
- W- বা Z- বোসনের সাথে থাকার শর্তের সাথে।
- উপস্থিত কোয়ার্ক সহ।
এটি বি-অ্যান্টিকোয়ার্ক এবং বি-কোয়ার্কের জোড়ায়, দুটি নিউট্রিনো সহ ইলেকট্রন-পজিট্রন এবং/অথবা মিউওন-অ্যান্টিমুনের দুটি জোড়ায় ক্ষয়প্রাপ্ত হয়।
2017 সালে, জুলাইয়ের একেবারে শুরুতে, EPS, ATLAS, HEP এবং CMS-এর অংশগ্রহণে একটি কনফারেন্সে, একটি বার্তা দেওয়া হয়েছিল যে লক্ষণীয় ইঙ্গিতগুলি অবশেষে দেখা দিতে শুরু করেছে যে হিগস বোসন ক্ষয়প্রাপ্ত হচ্ছে বি-কোয়ার্ক- অ্যান্টিকোয়ার্কের জোড়া।
আগে, ব্যাকগ্রাউন্ডে প্রসেস থেকে ভিন্ন উপায়ে একই কোয়ার্কের উৎপাদনকে আলাদা করতে অসুবিধার কারণে অনুশীলনে নিজের চোখে এটি দেখা অবাস্তব ছিল। স্ট্যান্ডার্ড ফিজিক্যাল মডেল বলে যে এই ধরনের ক্ষয় সবচেয়ে ঘন ঘন হয়, অর্থাৎ অর্ধেকেরও বেশি ক্ষেত্রে। অক্টোবর 2017 এ খোলা হয়েছেক্ষয় সংকেত নির্ভরযোগ্য পর্যবেক্ষণ. এই ধরনের একটি বিবৃতি CMS এবং ATLAS তাদের প্রকাশিত নিবন্ধে করেছে৷
জনতার চেতনা
হিগসের আবিষ্কৃত কণাটি এতটাই গুরুত্বপূর্ণ যে লিওন লেডারম্যান (নোবেল বিজয়ী) তার বইয়ের শিরোনামে একে ঈশ্বর কণা বলেছেন। যদিও লিওন লেডারম্যান নিজেই, তার আসল সংস্করণে, "ডেভিল পার্টিকেল" প্রস্তাব করেছিলেন, কিন্তু সম্পাদকরা তার প্রস্তাব প্রত্যাখ্যান করেছিলেন৷
এই ফালতু নামটি মিডিয়াতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। যদিও অনেক বিজ্ঞানী এটাকে অনুমোদন করেন না। তারা বিশ্বাস করে যে "শ্যাম্পেন বোতল বোসন" নামটি অনেক বেশি উপযুক্ত হবে, যেহেতু হিগস ক্ষেত্রের সম্ভাব্যতা এই বোতলটির নীচের অংশের সাথে সাদৃশ্যপূর্ণ, এবং এটি খোলার ফলে এই ধরনের অনেক বোতল সম্পূর্ণ নিষ্কাশনের দিকে পরিচালিত করবে।
