"വളരെ നേരത്തെയുള്ള പ്രപഞ്ചം" പഠിക്കുന്നതിനുള്ള കണികാ കൊളൈഡറുകൾ: മ്യൂൺ കൊളൈഡർ പ്രദർശിപ്പിച്ചു

കണികാ ആക്സിലറേറ്ററുകൾ വളരെ നേരത്തെയുള്ള പ്രപഞ്ചത്തെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനത്തിനുള്ള ഗവേഷണ ഉപകരണങ്ങളായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഹാഡ്രോൺ കൊളൈഡറുകളും (പ്രത്യേകിച്ച് CERN ൻ്റെ ലാർജ് ഹാഡ്രോൺ കൊളൈഡർ LHC) ഇലക്ട്രോൺ-പോസിട്രോൺ കൊളൈഡറുകളും വളരെ ആദ്യകാല പ്രപഞ്ചത്തിൻ്റെ പര്യവേക്ഷണത്തിൽ മുൻപന്തിയിലാണ്. ലാർജ് ഹാഡ്രോൺ കൊളൈഡറിലെ (LHC) ATLAS, CMS പരീക്ഷണങ്ങൾ 2012-ൽ ഹിഗ്സ് ബോസോൺ കണ്ടുപിടിക്കുന്നതിൽ വിജയിച്ചു. അത്തരം പഠനങ്ങളിൽ Muon collider ഗണ്യമായി ഉപയോഗപ്പെടുത്താമെങ്കിലും അത് ഇതുവരെ യാഥാർത്ഥ്യമായിട്ടില്ല. പോസിറ്റീവ് മ്യൂയോണിനെ പ്രകാശവേഗത്തിൻ്റെ ഏകദേശം 4% വരെ ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്നതിൽ ഗവേഷകർ ഇപ്പോൾ വിജയിച്ചിട്ടുണ്ട്. മ്യൂയോണിൻ്റെ ലോകത്തിലെ ആദ്യത്തെ തണുപ്പും ത്വരിതവുമാണ് ഇത്. പ്രൂഫ് ഓഫ് കൺസെപ്റ്റ് ഡെമോൺസ്ട്രേഷൻ എന്ന നിലയിൽ, സമീപഭാവിയിൽ ആദ്യത്തെ മ്യൂൺ ആക്സിലറേറ്റർ യാഥാർത്ഥ്യമാക്കുന്നതിന് ഇത് വഴിയൊരുക്കുന്നു.  

പ്രാരംഭ പ്രപഞ്ചം നിലവിൽ ജെയിംസ് വെബ് ബഹിരാകാശ ദൂരദർശിനി (JWST) ആണ് പഠിക്കുന്നത്. ആദ്യകാല പ്രപഞ്ചത്തെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനത്തിന് മാത്രമായി സമർപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന JWST, മഹാവിസ്ഫോടനത്തിന് ശേഷം പ്രപഞ്ചത്തിൽ രൂപംകൊണ്ട ആദ്യകാല നക്ഷത്രങ്ങളിൽ നിന്നും ഗാലക്സികളിൽ നിന്നും ഒപ്റ്റിക്കൽ / ഇൻഫ്രാറെഡ് സിഗ്നലുകൾ ശേഖരിക്കുന്നതിലൂടെയാണ് ഇത് ചെയ്യുന്നത്. അടുത്തിടെ, മഹാവിസ്ഫോടനത്തിന് ഏകദേശം 14 ദശലക്ഷം വർഷങ്ങൾക്ക് ശേഷം ആദ്യകാല പ്രപഞ്ചത്തിൽ രൂപംകൊണ്ട ഏറ്റവും വിദൂര ഗാലക്സി JADES-GS-z0-290 വിജയകരമായി JWST കണ്ടെത്തി.  

പ്രപഞ്ചത്തിന് മൂന്ന് ഘട്ടങ്ങളുണ്ട് - റേഡിയേഷൻ യുഗം, ദ്രവ്യയുഗം, നിലവിലെ ഡാർക്ക് എനർജി യുഗം. മഹാവിസ്ഫോടനം മുതൽ ഏകദേശം 50,000 വർഷം വരെ, പ്രപഞ്ചം വികിരണത്താൽ ആധിപത്യം പുലർത്തിയിരുന്നു. ഇതിനെ തുടർന്നാണ് കാര്യയുഗം ഉണ്ടായത്. മഹാവിസ്ഫോടനത്തിന് ശേഷം ഏകദേശം 200 ദശലക്ഷം വർഷങ്ങൾ മുതൽ മഹാവിസ്ഫോടനത്തിന് ശേഷം ഏകദേശം 3 ബില്യൺ വർഷങ്ങൾ വരെ നീണ്ടുനിന്ന ദ്രവ്യയുഗത്തിൻ്റെ ഗാലക്‌സി യുഗം താരാപഥങ്ങൾ പോലുള്ള വലിയ ഘടനകളുടെ രൂപീകരണത്തിൻ്റെ സവിശേഷതയാണ്. ഈ യുഗത്തെ സാധാരണയായി JWST പഠിക്കുന്ന "ആദ്യകാല പ്രപഞ്ചം" എന്ന് വിളിക്കുന്നു.  

"വളരെ നേരത്തെയുള്ള പ്രപഞ്ചം" എന്നത് മഹാവിസ്ഫോടനത്തിന് തൊട്ടുപിന്നാലെ അത്യധികം ചൂടുള്ളതും വികിരണത്താൽ പൂർണ്ണമായും ആധിപത്യം പുലർത്തുന്നതുമായ പ്രപഞ്ചത്തിൻ്റെ ആദ്യഘട്ടത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. മഹാവിസ്ഫോടനം മുതൽ 10 വരെ നീണ്ടുനിന്ന റേഡിയേഷൻ യുഗത്തിലെ ആദ്യ യുഗമാണ് പ്ലാങ്ക് യുഗം.^-43 എസ്. 10 താപനിലയിൽ³² കെ, ഈ യുഗത്തിൽ പ്രപഞ്ചം വളരെ ചൂടായിരുന്നു. പ്ലാങ്ക് യുഗത്തിന് ശേഷം ക്വാർക്ക്, ലെപ്റ്റൺ, ന്യൂക്ലിയർ യുഗങ്ങൾ ഉണ്ടായി; എല്ലാം ഹ്രസ്വകാലമായിരുന്നു, എന്നാൽ പ്രപഞ്ചം വികസിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് ക്രമേണ കുറഞ്ഞുവരുന്ന വളരെ ഉയർന്ന താപനിലയാണ് ഇവയുടെ സവിശേഷത.  

പ്രപഞ്ചത്തിൻ്റെ ഈ ആദ്യഘട്ടത്തെക്കുറിച്ച് നേരിട്ടുള്ള പഠനം സാധ്യമല്ല. മഹാവിസ്ഫോടനത്തിനു ശേഷമുള്ള പ്രപഞ്ചത്തിൻ്റെ ആദ്യ മൂന്ന് മിനിറ്റുകളിലെ അവസ്ഥകൾ കണികാ ത്വരകങ്ങളിൽ പുനർനിർമ്മിക്കുക എന്നതാണ് ചെയ്യാൻ കഴിയുന്നത്. ആക്സിലറേറ്ററുകൾ/കൊളൈഡറുകൾ എന്നിവയിലെ കണങ്ങളുടെ കൂട്ടിയിടികൾ വഴി സൃഷ്ടിക്കുന്ന ഡാറ്റ വളരെ നേരത്തെയുള്ള പ്രപഞ്ചത്തിലേക്ക് ഒരു പരോക്ഷ വിൻഡോ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു.  

കണികാ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ വളരെ പ്രധാനപ്പെട്ട ഗവേഷണ ഉപകരണങ്ങളാണ് കൊളൈഡറുകൾ. ഇവ വൃത്താകൃതിയിലുള്ളതോ രേഖീയമോ ആയ യന്ത്രങ്ങളാണ്, അത് പ്രകാശവേഗതയോട് ചേർന്ന് വളരെ ഉയർന്ന വേഗതയിലേക്ക് കണങ്ങളെ ത്വരിതപ്പെടുത്തുകയും എതിർദിശയിൽ നിന്നോ ലക്ഷ്യത്തിനെതിരായോ വരുന്ന മറ്റൊരു കണികയുമായി കൂട്ടിയിടിക്കാൻ അനുവദിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. കൂട്ടിയിടികൾ ട്രില്യൺ കണക്കിന് കെൽവിൻ ക്രമത്തിൽ വളരെ ഉയർന്ന താപനില സൃഷ്ടിക്കുന്നു (റേഡിയേഷൻ യുഗത്തിൻ്റെ ആദ്യകാലങ്ങളിൽ ഉണ്ടായിരുന്ന അവസ്ഥകൾക്ക് സമാനമാണ്). കൂട്ടിമുട്ടുന്ന കണങ്ങളുടെ ഊർജ്ജം കൂട്ടിച്ചേർക്കപ്പെടുന്നു, അതിനാൽ കൂട്ടിയിടി ഊർജ്ജം ഉയർന്നതാണ്, അത് പിണ്ഡം-ഊർജ്ജ സമമിതി പ്രകാരം വളരെ ആദ്യകാല പ്രപഞ്ചത്തിൽ നിലനിന്നിരുന്ന ഭീമാകാരമായ കണങ്ങളുടെ രൂപത്തിൽ ദ്രവ്യമായി രൂപാന്തരപ്പെടുന്നു. പ്രപഞ്ചത്തിൻ്റെ ആദ്യകാലങ്ങളിൽ നിലനിന്നിരുന്ന അവസ്ഥകളിൽ ഉയർന്ന ഊർജ്ജകണങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള ഇത്തരം ഇടപെടലുകൾ, അക്കാലത്തെ അപ്രാപ്യമായ ലോകത്തിന് ജാലകങ്ങൾ നൽകുന്നു, കൂട്ടിയിടികളുടെ ഉപോൽപ്പന്നങ്ങളുടെ വിശകലനം ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൻ്റെ ഭരണനിയമങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു മാർഗം പ്രദാനം ചെയ്യുന്നു.  

ഒരുപക്ഷേ, കൊളൈഡറുകളുടെ ഏറ്റവും പ്രശസ്തമായ ഉദാഹരണം CERN ൻ്റെ ലാർജ് ഹാഡ്രോൺ കൊളൈഡർ (LHC) ആണ്, അതായത് ഹാഡ്രോണുകൾ (പ്രോട്ടോണുകളും ന്യൂട്രോണുകളും പോലുള്ള ക്വാർക്കുകൾ കൊണ്ട് മാത്രം നിർമ്മിച്ച സംയുക്ത കണങ്ങൾ) കൂട്ടിയിടിക്കുന്ന വലിയ വലിപ്പത്തിലുള്ള കൊളൈഡറുകൾ. 13 TeV (ടെറാഇലക്ട്രോൺവോൾട്ട്) ഊർജ്ജത്തിൽ കൂട്ടിയിടികൾ സൃഷ്ടിക്കുന്ന ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും വലുതും ശക്തവുമായ കൊളൈഡറാണ് ഇത്. കൂട്ടിയിടികളുടെ ഉപോൽപ്പന്നങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനം ഇതുവരെ വളരെ സമ്പന്നമാണ്. 2012-ൽ ലാർജ് ഹാഡ്രോൺ കൊളൈഡറിൽ (LHC) ATLAS, CMS പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്തിയ ഹിഗ്സ് ബോസോണിൻ്റെ കണ്ടെത്തൽ ശാസ്ത്രത്തിലെ ഒരു നാഴികക്കല്ലാണ്.  

കണികാ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ പഠനത്തിൻ്റെ തോത് നിർണ്ണയിക്കുന്നത് ആക്സിലറേറ്ററിൻ്റെ ഊർജ്ജമാണ്. ചെറുതും ചെറുതുമായ സ്കെയിലുകളിൽ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നതിന്, ഉയർന്നതും ഉയർന്നതുമായ ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ ആക്സിലറേറ്ററുകൾ ആവശ്യമാണ്. അതിനാൽ, കണികാ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൻ്റെ സ്റ്റാൻഡേർഡ് മോഡലിൻ്റെ പൂർണ്ണമായ പര്യവേക്ഷണത്തിനും ചെറിയ സ്കെയിലുകളിലെ അന്വേഷണത്തിനും നിലവിൽ ലഭ്യമായതിനേക്കാൾ ഉയർന്ന-ഊർജ്ജ ആക്സിലറേറ്ററുകൾക്കായുള്ള അന്വേഷണം എപ്പോഴും ഉണ്ടാകും. അതിനാൽ, നിരവധി പുതിയ ഉയർന്ന ഊർജ്ജ ആക്സിലറേറ്ററുകൾ നിലവിൽ പൈപ്പ് ലൈനിലാണ്.  

CERN-ൻ്റെ ഹൈ-ലുമിനോസിറ്റി ലാർജ് ഹാഡ്രോൺ കൊളൈഡർ (HL-LHC), 2029-ഓടെ പ്രവർത്തനക്ഷമമാകാൻ സാധ്യതയുണ്ട്, കൂട്ടിയിടികളുടെ എണ്ണം വർദ്ധിപ്പിച്ച് LHC യുടെ പ്രകടനം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിട്ടുള്ളതാണ്, അതിലൂടെ അറിയപ്പെടുന്ന മെക്കാനിസങ്ങളെ കൂടുതൽ വിശദമായി പഠിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു. മറുവശത്ത്, ഫ്യൂച്ചർ സർക്കുലർ കൊളൈഡർ (FCC) CERN-ൻ്റെ ഉയർന്ന പ്രകടനശേഷിയുള്ള കണികാ കൊളൈഡർ പ്രോജക്റ്റാണ്, അത് ഭൂമിയിൽ നിന്ന് 100 മീറ്റർ ചുറ്റളവിൽ 200 ​​കിലോമീറ്റർ ചുറ്റളവുള്ളതും ലാർജ് ഹാഡ്രോൺ കൊളൈഡറിൽ (LHC) പിന്തുടരുന്നതും ആയിരിക്കും. ഇതിൻ്റെ നിർമ്മാണം 2030-കളിൽ ആരംഭിക്കാൻ സാധ്യതയുണ്ട്, രണ്ട് ഘട്ടങ്ങളിലായി നടപ്പിലാക്കും: FCC-ee (കൃത്യമായ അളവുകൾ) 2040-കളുടെ മധ്യത്തോടെ പ്രവർത്തനക്ഷമമാകും, FCC-hh (ഉയർന്ന ഊർജ്ജം) 2070-കളിൽ പ്രവർത്തനം ആരംഭിക്കും. എൽഎച്ച്‌സിയുടെ പരിധിക്കപ്പുറമുള്ള പുതിയതും ഭാരമേറിയതുമായ കണങ്ങളുടെ അസ്തിത്വവും സ്റ്റാൻഡേർഡ് മോഡൽ കണങ്ങളുമായി വളരെ ദുർബലമായി ഇടപഴകുന്ന ഭാരം കുറഞ്ഞ കണങ്ങളുടെ അസ്തിത്വവും FCC പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യണം.  

അങ്ങനെ, ഒരു കൊളൈഡറിൽ കൂട്ടിയിടിക്കുന്ന ഒരു കൂട്ടം കണികകൾ ക്വാർക്കുകൾ കൊണ്ട് നിർമ്മിച്ച സംയുക്ത കണങ്ങളായ പ്രോട്ടോണുകളും ന്യൂക്ലിയുകളും പോലുള്ള ഹാഡ്രോണുകളാണ്. ഇവ ഭാരമുള്ളതും എൽഎച്ച്‌സിയുടെ കാര്യത്തിലെന്നപോലെ ഗവേഷകരെ ഉയർന്ന ഊർജത്തിൽ എത്താൻ അനുവദിക്കുന്നു. ഇലക്ട്രോണുകളും പോസിട്രോണുകളും പോലെയുള്ള ലെപ്ടോണുകളാണ് മറ്റൊരു ഗ്രൂപ്പ്. ലാർജ് ഇലക്ട്രോൺ-പോസിട്രോൺ കൊളൈഡർ (എൽഇപിസി), സൂപ്പർകെകെബി കൊളൈഡർ എന്നിവയിലെന്നപോലെ ഈ കണങ്ങൾക്കും കൂട്ടിയിടിക്കാനാകും. ഇലക്ട്രോൺ-പോസിട്രോൺ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ലെപ്റ്റൺ കൊളൈഡറിൻ്റെ ഒരു പ്രധാന പ്രശ്നം, വൃത്താകൃതിയിലുള്ള ഭ്രമണപഥത്തിൽ കണികകൾ നിർബന്ധിതമാകുമ്പോൾ സിൻക്രോട്രോൺ വികിരണം മൂലമുണ്ടാകുന്ന വലിയ ഊർജ്ജ നഷ്ടമാണ്, മ്യൂയോണുകൾ ഉപയോഗിച്ച് മറികടക്കാൻ കഴിയും. ഇലക്ട്രോണുകളെപ്പോലെ, മ്യൂയോണുകളും പ്രാഥമിക കണികയാണ്, എന്നാൽ ഇലക്ട്രോണുകളേക്കാൾ 200 മടങ്ങ് ഭാരമുള്ളവയാണ്, അതിനാൽ സിൻക്രോട്രോൺ വികിരണം മൂലമുള്ള ഊർജ്ജ നഷ്ടം വളരെ കുറവാണ്.  

ഹാഡ്രോൺ കൊളൈഡറുകളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, ഒരു മ്യൂൺ കൊളൈഡറിന് കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജം ഉപയോഗിച്ച് പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയും, ഇത് 10 TeV ഹാഡ്രോൺ കൊളൈഡറിന് തുല്യമായി 100 TeV മ്യൂൺ കൊളൈഡർ ഉണ്ടാക്കുന്നു. അതിനാൽ, മ്യൂയോൺ കൊളൈഡറുകൾ എഫ്‌സിസി-ഇ-ഇയ്‌ക്കെതിരായ ഉയർന്ന ഊർജ്ജ ഭൗതിക പരീക്ഷണങ്ങൾക്കായി ഉയർന്ന ലുമിനോസിറ്റി ലാർജ് ഹാഡ്രോൺ കൊളൈഡറിന് (എച്ച്എൽ - എൽഎച്ച്‌സി) ശേഷം കൂടുതൽ പ്രസക്തമായേക്കാം. CLIC (കോംപാക്റ്റ് ലീനിയർ കൊളൈഡർ) അല്ലെങ്കിൽ എസ്.ജി. (ഇൻ്റർനാഷണൽ ലീനിയർ കൊളൈഡർ). ഹൈ എനർജി ഫ്യൂച്ചർ കൊളൈഡറുകളുടെ നീണ്ടുനിൽക്കുന്ന ടൈംലൈനുകൾ കണക്കിലെടുക്കുമ്പോൾ, അടുത്ത മൂന്ന് ദശാബ്ദത്തേക്ക് കണികാ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ സാധ്യതയുള്ള ഗവേഷണ ഉപകരണം മാത്രമായിരിക്കും മ്യൂൺ കൊളൈഡറുകൾ. സ്റ്റാൻഡേർഡ് മോഡലിന് അപ്പുറത്തുള്ള പര്യവേക്ഷണത്തിലേക്കുള്ള അനോമലസ് മാഗ്നറ്റിക് മൊമെൻ്റ് (ജി-2), ഇലക്ട്രിക് ദ്വിധ്രുവ നിമിഷം (ഇഡിഎം) എന്നിവയുടെ അൾട്രാ-കൃത്യമായ അളവെടുപ്പിന് മ്യൂണുകൾ ഉപയോഗപ്രദമാകും. മ്യൂൺ സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്ക് നിരവധി ഇൻ്റർ ഡിസിപ്ലിനറി ഗവേഷണ മേഖലകളിലും പ്രയോഗങ്ങളുണ്ട്.  

എന്നിരുന്നാലും, മ്യൂൺ കൊളൈഡറുകൾ തിരിച്ചറിയുന്നതിൽ സാങ്കേതിക വെല്ലുവിളികൾ ഉണ്ട്. ക്ഷയിക്കാത്ത ഹാഡ്രോണുകളും ഇലക്ട്രോണുകളും പോലെയല്ല, ഇലക്ട്രോണുകളും ന്യൂട്രിനോകളും ആയി ക്ഷയിക്കുന്നതിന് മുമ്പ് മ്യൂയോണുകൾക്ക് 2.2 മൈക്രോസെക്കൻഡ് മാത്രമാണ് ആയുസ്സ്. എന്നാൽ മ്യുവോണിൻ്റെ ആയുസ്സ് വർദ്ധിക്കുന്നത് ഊർജ്ജം കൊണ്ട് അതിൻ്റെ ക്ഷയത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു, വേഗത്തിൽ ത്വരിതപ്പെടുത്തിയാൽ അത് മാറ്റിവയ്ക്കാം. എന്നാൽ മ്യൂയോണുകളെ ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്നത് സാങ്കേതികമായി ബുദ്ധിമുട്ടാണ്, കാരണം അവയ്ക്ക് ഒരേ ദിശയോ വേഗതയോ ഇല്ല.  

അടുത്തിടെ, ജപ്പാൻ പ്രോട്ടോൺ ആക്‌സിലറേറ്റർ റിസർച്ച് കോംപ്ലക്‌സിലെ (ജെ-പാർക്ക്) ഗവേഷകർ മ്യൂൺ സാങ്കേതിക വെല്ലുവിളികളെ അതിജീവിക്കുന്നതിൽ വിജയിച്ചു. ലോകത്ത് ആദ്യമായി ഒരു പോസിറ്റീവ് മ്യൂയോണിനെ പ്രകാശവേഗത്തിൻ്റെ ഏകദേശം 4% വരെ ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്നതിൽ അവർ വിജയിച്ചു. കൂളിംഗ്, ആക്സിലറേഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യകളുടെ തുടർച്ചയായ വികസനത്തിന് ശേഷം പോസിറ്റീവ് മ്യൂയോണിൻ്റെ തണുപ്പിൻ്റെയും ത്വരിതത്തിൻ്റെയും ആദ്യ പ്രകടനമാണിത്.  

J-PARC-ലെ പ്രോട്ടോൺ ആക്സിലറേറ്റർ സെക്കൻഡിൽ ഏകദേശം 100 ദശലക്ഷം മ്യൂണുകൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു. പ്രോട്ടോണുകളെ പ്രകാശവേഗതയോട് അടുത്ത് ത്വരിതപ്പെടുത്തുകയും പയോണുകൾ രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന് ഗ്രാഫൈറ്റിൽ ഇടിക്കാൻ അനുവദിക്കുകയും ചെയ്താണ് ഇത് ചെയ്യുന്നത്. പിയോണുകളുടെ ക്ഷയ ഉൽപ്പന്നമായാണ് മ്യൂണുകൾ രൂപപ്പെടുന്നത്.  

ഗവേഷക സംഘം പ്രകാശത്തിൻ്റെ വേഗതയുടെ 30% വേഗതയുള്ള പോസിറ്റീവ് മ്യൂയോണുകൾ നിർമ്മിക്കുകയും അവയെ സിലിക്ക എയറോജലിലേക്ക് എറിയുകയും ചെയ്തു. സിലിക്ക എയർജെലിലെ ഇലക്ട്രോണുകളുമായി സംയോജിപ്പിക്കാൻ അനുവദിച്ച മ്യൂയോണുകൾ മ്യൂണിയത്തിൻ്റെ രൂപീകരണത്തിന് കാരണമാകുന്നു (കേന്ദ്രത്തിൽ പോസിറ്റീവ് മ്യൂവോണും പോസിറ്റീവ് മ്യൂവോണിന് ചുറ്റുമുള്ള ഇലക്ട്രോണും അടങ്ങുന്ന ഒരു ന്യൂട്രൽ, ആറ്റം പോലെയുള്ള കണിക അല്ലെങ്കിൽ കപട ആറ്റം). തുടർന്ന്, പ്രകാശവേഗത്തിൻ്റെ 0.002% വരെ തണുപ്പിച്ച പോസിറ്റീവ് മ്യൂണുകളെ ലേസർ വഴി വികിരണത്തിലൂടെ മ്യൂനിയത്തിൽ നിന്ന് ഇലക്ട്രോണുകൾ നീക്കം ചെയ്തു. അതിനുശേഷം, റേഡിയോ ഫ്രീക്വൻസി ഇലക്ട്രിക് ഫീൽഡ് ഉപയോഗിച്ച് തണുപ്പിച്ച പോസിറ്റീവ് മ്യൂണുകൾ ത്വരിതപ്പെടുത്തി. അങ്ങനെ സൃഷ്ടിക്കപ്പെട്ട ത്വരിതപ്പെടുത്തിയ പോസിറ്റീവ് മ്യൂയോണുകൾ ദിശാസൂചനയുള്ളവയാണ്, കാരണം അവ പൂജ്യത്തിനടുത്തു നിന്ന് ആരംഭിച്ച് ഉയർന്ന ദിശാസൂചനയുള്ള മ്യൂൺ ബീം ആയി മാറി, ക്രമേണ ത്വരിതപ്പെടുത്തി പ്രകാശവേഗത്തിൻ്റെ ഏകദേശം 4% വരെ എത്തി. മ്യൂൺ ആക്സിലറേഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യയിലെ ഒരു നാഴികക്കല്ലാണിത്.  

ഒടുവിൽ പോസിറ്റീവ് മ്യൂണുകളെ പ്രകാശവേഗത്തിൻ്റെ 94% വരെ ത്വരിതപ്പെടുത്താൻ ഗവേഷണ സംഘം പദ്ധതിയിടുന്നു. 

*** 

അവലംബം:  

1. ഒറിഗോൺ യൂണിവേഴ്സിറ്റി. ആദ്യകാല പ്രപഞ്ചം - ടിമ്മിൻ്റെ തുടക്കത്തിലേക്ക്. എന്ന വിലാസത്തിൽ ലഭ്യമാണ് https://pages.uoregon.edu/jimbrau/astr123/Notes/Chapter27.html 

2. CERN. ആക്സിലറേറ്റിംഗ് സയൻസ് - മ്യൂൺ കൊളൈഡർ. ഇവിടെ ലഭ്യമാണ് https://home.cern/science/accelerators/muon-collider 

3. J-PARC. പ്രസ്സ് റിലീസ് - ലോകത്തിലെ ആദ്യത്തെ ശീതീകരണവും മ്യൂയോണിൻ്റെ ത്വരിതപ്പെടുത്തലും. 23 മെയ് 2024-ന് പോസ്റ്റുചെയ്‌തു. ഇവിടെ ലഭ്യമാണ് https://j-parc.jp/c/en/press-release/2024/05/23001341.html  

4. Aritome S., et al., 2024. റേഡിയോ ഫ്രീക്വൻസി അറയിലൂടെ പോസിറ്റീവ് മ്യൂണുകളുടെ ത്വരണം. arXiv-ൽ പ്രീപ്രിൻ്റ് ചെയ്യുക. 15 ഒക്ടോബർ 2024-ന് സമർപ്പിച്ചു. DOI: https://doi.org/10.48550/arxiv.2410.11367  

*** 

അനുബന്ധ ലേഖനങ്ങൾ  

അടിസ്ഥാന കണങ്ങൾ ഒരു ദ്രുത നോട്ടം. നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ട ഏറ്റവും ഉയർന്ന ഊർജ്ജത്തിൽ "ടോപ്പ് ക്വാർക്കുകൾ" തമ്മിലുള്ള ക്വാണ്ടം എൻടാൻഗ്ലെമെൻ്റ്  (22 സെപ്റ്റംബർ 2024).  

***