ప్రపంచంలో అత్యంత ప్రసిద్ధ కణ ఢీకొట్టింపు యంత్రం తన తదుపరి దశలోకి ప్రవేశిస్తోంది
CERN దాదాపు 18 ఏళ్ల కార్యకలాపాల తర్వాత Large Hadron Colliderను నిలిపివేసింది. ఇది ఆధునిక భౌతికశాస్త్రంలో ఒక అధ్యాయాన్ని మూసివేస్తూ, వచ్చే దశాబ్దంలోనూ యంత్రం శాస్త్రీయ జీవితాన్ని పొడిగించేందుకు ఉద్దేశించిన పెద్ద పునర్నిర్మాణాన్ని ప్రారంభిస్తోంది. ఈ colliderను సాధారణ అర్థంలో రిటైర్ చేయడం లేదు. బదులుగా, దీన్ని High-Luminosity LHCగా పునర్నిర్మిస్తున్నారు; ప్రస్తుత యంత్రంతో పోల్చితే 10 రెట్లు ఎక్కువ luminosityతో 2030లో కార్యకలాపాలు ప్రారంభించాల్సిన అప్గ్రేడ్ వెర్షన్ ఇది.
అందువల్ల ఈ నిలిపివేత ముగింపు కన్నా వ్యూహాత్మక విరామంలా ఉంది. 2008 నుంచి పరిశోధకులు తెలిసిన LHC నుంచి, మరింత ఎక్కువ కణ ఢీకొన్న సంఘటనలను సృష్టించి, వాటి నుంచి మరింత డేటాను పట్టుకోగలిగే గణనీయంగా మెరుగైన పరికరానికి మార్పుగా ఈ క్షణాన్ని CERN అధికారులు రూపకల్పన చేస్తున్నారు. ఇప్పటికే శతాబ్దంలోని అతిపెద్ద శాస్త్రీయ ఆవిష్కరణలలో ఒకటిలో కేంద్ర పాత్ర పోషించిన యంత్రానికి ఇది కీలకమైన మార్పిడి.
CERN ఇప్పుడు ఎందుకు ఆపుతోంది
మూల వచనం ఈ చర్యను ఫ్రాన్స్-స్విస్ సరిహద్దు వెంట ఉన్న collider యొక్క ప్రస్తుత 17 మైళ్లు, లేదా 27 కిలోమీటర్ల, వృత్తాకార మార్గంలో జరిగే విస్తృత హార్డ్వేర్ పునర్నిర్మాణాన్ని కేంద్రీకరించిన నాలుగేళ్ల అప్గ్రేడ్ కాలంగా పేర్కొంటుంది. కార్మికులు ప్రోటాన్ కిరణాల ఫోకస్ను పదును చేయడానికి రూపొందించిన తదుపరి తరం మాగ్నెట్లను అమర్చుతారు. ఈ మార్పు యొక్క ఉద్దేశ్యం collision rate, అంటే luminosity,ను గణనీయంగా పెంచడం; collider physicsలో ఇది కాలక్రమంలో ప్రయోగాలు ఎన్ని పరస్పర చర్యలను గమనించగలవో నిర్ణయిస్తుంది.
ఎక్కువ luminosity అంటే LHCను పూర్తిగా భిన్నమైన సొరంగం లేదా పూర్తిగా కొత్త ప్రదేశంతో మార్చడం కాదు. రింగ్ అదే ఉంటుంది. మారేది దాని లోపలున్న వ్యవస్థల సాంకేతికత, అలాగే మరింత గట్టి ఈవెంట్ ప్రవాహాన్ని ఎదుర్కొనాల్సిన detector మౌలిక సదుపాయాలు. CERN అధికారులు విస్తృత నిర్మాణాన్ని కాపాడుతూ, యంత్రం పనితీరు పరిమితిని మళ్లీ నిర్మిస్తున్నారు.
ఈ అప్గ్రేడ్ LHC యొక్క ప్రధాన detectorలకు కూడా విస్తరిస్తుంది. మూల వచనం ప్రకారం, ATLAS మరియు CMS detectorలు ప్రతి సెకనుకు 5 బిలియన్కు పైగా పరస్పర చర్యలను పర్యవేక్షించగలిగేలా, అత్యంత ఆసక్తికరమైన ఢీకొన్న సంఘటనలను లోతైన విశ్లేషణ కోసం ఎంపిక చేసుకునేలా మళ్లీ నిర్మించబడతాయి. మరిన్ని ఢీకొన్న సంఘటనలు శాస్త్రీయంగా ఉపయోగకరంగా మారాలంటే, పరికరాలు ఉత్పన్నమయ్యే డేటా ప్రవాహాన్ని వేగంగా, నమ్మదగిన విధంగా వడపోసగలగాలి కాబట్టి ఈ దశ అవసరం.
అసలు LHC యొక్క వారసత్వం
LHC ఇప్పటికే సాధించిన విజయాల కారణంగా ఈ ఆపివేత అసాధారణమైన చిహ్నాత్మక భారాన్ని మోస్తోంది. 2008లో మొదటిసారి ప్రారంభమైనప్పటి నుంచి, ఈ collider యుగాన్ని నిర్వచించిన శాస్త్రీయ పరికరాలలో ఒకటిగా నిలిచింది. ఇది భౌతిక శాస్త్రవేత్తలకు అత్యంత తీవ్ర పరిస్థితుల్లో మరియు అపూర్వ శక్తుల వద్ద పదార్థాన్ని అన్వేషించే మార్గాన్ని ఇచ్చి, ఉపఅణు కణాల ప్రవర్తన మరియు ప్రాథమిక విశ్వంపై కొత్త కిటికీలను తెరిచింది.
దాని అత్యంత ప్రసిద్ధ సాధన 2012లో వచ్చింది, అప్పుడే శాస్త్రవేత్తలు Higgs bosonకు ఆధారాలను సమర్పించారు. Higgsను సిద్ధాంతం చాలా కాలంగా అంచనా వేసింది, కానీ దాన్ని గుర్తించడానికి LHC అందించిన శక్తి మరియు ఖచ్చితత్వం అవసరమయ్యింది. ఆ ఆవిష్కరణ Standard Model of particle physics అంచనా వేసిన చివరి కనబడని ప్రాథమిక కణాన్ని పూర్తి చేసింది మరియు Higgs field ద్వారా కణ భారం ఏర్పడే విధానానికి సంబంధించిన యాంత్రికతను ధృవీకరించడంలో సహాయపడింది.
ఆ పురోగతి LHCను కేవలం అధిక ప్రాధాన్యం గల పరిశోధనా యంత్రం కంటే ఎక్కువగా మార్చింది. ప్రభుత్వాలు మరియు సంస్థలు దశాబ్దాల పాటు ఒక మహత్తర ప్రాజెక్టును మద్దతు ఇచ్చినప్పుడు పెద్ద స్థాయి అంతర్జాతీయ శాస్త్రం ఏమి సాధించగలదో సూచించే చిహ్నంగా అది మారింది. మూల వచనం colliderను quark-gluon plasma వంటి పరిణామాలను పరిశీలించడానికి కూడా ఉపయోగించారని చెబుతోంది; ఇది Big Bang తర్వాత పరిస్థితులను పోలి ఉంటుందని భావిస్తారు, అలాగే విశ్వంలో matter మరియు antimatter మధ్య అసమతుల్యతను కూడా అధ్యయనం చేసింది.
ఆ విజయాలే CERN ప్రకటనకు ఎందుకు వేడుకల స్వరం ఉందో వివరిస్తాయి. CERN యొక్క accelerators and technology డైరెక్టర్ Oliver Bruning, LHC అంచనాలను మించి, దాదాపు రెండు దశాబ్దాలుగా విశ్వంపై అవగాహనను మార్చిందని చెప్పారు. సందేశం గతానికీ, భవిష్యత్తుకూ సంబంధించినది: ప్రస్తుత యంత్రం తన వాగ్దానాన్ని నెరవేర్చింది, మరియు ఈ అప్గ్రేడ్ ఆ శాస్త్రీయ ప్రయాణాన్ని ముగించడానికి కాకుండా విస్తరించడానికి ఉద్దేశించబడింది.
అధిక luminosity ఏమి తెరవాలి
High-Luminosity LHC యొక్క ప్రధాన హామీ ఒకే ఒక ఖచ్చితమైన ఆవిష్కరణ కాదు, మరింత సమృద్ధిగల ప్రయోగ వాతావరణం. ఎక్కువ ఢీకొన్న సంఘటనలు అరుదైన ప్రక్రియలను గమనించే అవకాశాలను పెంచుతాయి మరియు తెలిసిన ఘటనలను మరింత ఖచ్చితంగా కొలవడానికి సహాయపడతాయి. వాస్తవంలో, ఇది శాస్త్రవేత్తలకు Higgs boson పై తమ అధ్యయనాన్ని మరింత లోతుగా చేసేందుకు వీలు కల్పించాలి; Standard Model ఎక్కడ విజయవంతమవుతుందో, ఎక్కడ తక్కువగా ఉంటుందో పరీక్షించడానికి ఇది ముఖ్యమైన మార్గాల్లో ఒకటిగా మిగులుతోంది.
అప్గ్రేడ్ చేసిన collider Higgs ఎలా పనిచేస్తుందో తమ అవగాహనను గణనీయంగా పెంచుతుందని శాస్త్రవేత్తలు ఆశిస్తున్నారని మూల వచనం చెబుతోంది. అదే ఒక్కటే ముఖ్యమైనది. Higgs boson ఇప్పటికే కనుగొనబడినా, దాని లక్షణాలను వివరంగా అర్థం చేసుకోవడం కొనసాగుతున్న ప్రాజెక్టే, మరియు ఆ వివరాలు ముఖ్యమైనవి, ఎందుకంటే సిద్ధాంత అంచనాల నుండి వ్యత్యాసాలు కొత్త భౌతికశాస్త్రాన్ని సూచించవచ్చు.
Standard Modelకు అతీతమైన ఆధారాలను High-Luminosity LHC వెలికి తీయడంలో సహాయపడుతుందనే ఆశ కూడా పరిశోధకులకు ఉంది. మూల వచనం ప్రత్యేకంగా supersymmetry మరియు విచిత్రమైన dark matter కణాల అవకాశాన్ని ప్రస్తావిస్తోంది. ఇవి particle physicistsకు దీర్ఘకాల లక్ష్యాలు, ఎందుకంటే Standard Modelకు అంచనా శక్తి ఉన్నప్పటికీ, అది ప్రతి పెద్ద ప్రశ్నకు సమాధానం ఇవ్వదు. ఉదాహరణకు, అది dark matterను పూర్తిగా వివరించదు, అలాగే విశ్వంలోని మరికొన్ని లోతైన నిర్మాణ లక్షణాలకు తుది వివరణను ఇవ్వదు.
అధిక luminosity అంటే అత్యంత అరుదైన సంఘటనలను పట్టుకునే అవకాశాలు పెరగడం, ఇవి ఆ పెండింగ్ సమస్యలను వెలుగులోకి తీసుకురాగలవు. ఇది విస్తారంగా పెద్ద డేటాసెట్లను సృష్టించడం ద్వారా సూక్ష్మ ప్రభావాలను గణాంకపరంగా పరీక్షించడం సులభం చేస్తుంది. ఆ విధంగా చూస్తే, ఇప్పుడే పూర్తిగా భిన్నమైన colliderను నిర్మించడంకన్నా, ప్రస్తుతదాన్ని మరింత గట్టిగా, మరింత దూరంగా నెట్టడం ద్వారా వచ్చే పురోగతులు రావచ్చని ఈ అప్గ్రేడ్పై ఒక పందెం వేయబడుతోంది.
పొడవైన горизోన్తో పొడవైన విరామం
నాలుగేళ్ల నిలిపివేత గణనీయమైనది, మరియు 2030 లక్ష్యం పెద్ద-శాస్త్ర మౌలిక సదుపాయాలు ఎంత నెమ్మదిగా కదులుతాయో చూపిస్తుంది. కానీ ఇంత సంక్లిష్టత ఉన్న పరికరానికి ఆ కాలవ్యవధి సాధారణమే. మాగ్నెట్లు, detectorలు, beam వ్యవస్థలు, విశ్లేషణ పైపులైన్లు అన్నీ అసాధారణ ఖచ్చితత్వంతో పునర్నిర్మించబడాలి మరియు అమర్చబడాలి. దాంతో, నిలిపివేత కాలమే ప్రయోగం యొక్క శాస్త్రీయ ప్రయాణంలో భాగమవుతుంది, కేవలం రన్ల మధ్య డౌన్టైమ్ కాదు.
CERNకు సవాలు ఏమిటంటే, ప్రపంచంలో అత్యంత ప్రసిద్ధ collider కొత్త collision డేటాను ఉత్పత్తి చేయని సమయంలో ప్రజలు మరియు రాజకీయ మద్దతును కొనసాగించడం. దానికి సంస్థ ఇచ్చే సమాధానం, అదే రింగ్లో మరింత సామర్థ్యం గల వారసుడికి సిద్ధతగా ఈ విరామాన్ని చూపడం. అందువల్ల High-Luminosity LHC పాత యంత్రం నుంచే నేరుగా ఎదిగినప్పటికీ, దాదాపు కొత్త యంత్రంలా ప్రదర్శించబడుతోంది.
ఆ framing నమ్మదగినదే, ఎందుకంటే శాస్త్రీయ దూకుడు అర్థవంతంగా కనిపిస్తోంది. అసలు యంత్రం కంటే 10 రెట్లు వరకు luminosityతో పనిచేసే collider చిన్నపాటి నవీకరణ కాదు. అది ఇప్పటికే చారిత్రకమైన పరికరాన్ని మౌలిక భౌతికశాస్త్రానికి మరింత పదును, మరింత ఉత్పాదకత కలిగిన probeగా మార్చే ఉద్దేశపూర్వక ప్రయత్నం.
తర్వాత ఏమి
అసలు Large Hadron Collider Higgs bosonను ధృవీకరించడంలో సహాయపడింది మరియు వాస్తవం యొక్క ఉపఅణు నిర్మాణాన్ని పరీక్షించే మానవజాతి సామర్థ్యాన్ని విస్తరించింది. తదుపరి వెర్షన్ మరింత ముందుకు వెళ్లేందుకు నిర్మించబడుతోంది: మరిన్ని ఢీకొన్న సంఘటనలను పట్టుకోవడానికి, మరింత ఖచ్చితంగా కొలవడానికి, మరియు ప్రస్తుత యంత్రం స్పష్టంగా పరిష్కరించలేని పరిణామాలను బహిర్గతం చేసే అవకాశంతో. అది పూర్తిగా కొత్త కణాలను కనుగొన్నా లేదా సిద్ధాంతాలను మరింత కట్టుదిట్టంగా పరిమితం చేసినా, అప్గ్రేడ్ చేసిన collider 2030లలో particle physicsను ఆకృతీకరిస్తుంది.
ప్రస్తుతం CERN సందేశం సింపుల్. 2008 నుంచి శాస్త్రీయ ప్రపంచం తెలిసిన LHC ముగిసింది. దాని స్థానంలో, ఇంజినీర్లు మరియు భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు అదే రింగ్ నుంచి మరింత పొందేందుకు రూపొందించిన high-luminosity వారసుడిని సిద్ధం చేస్తున్నారు. అసలు యంత్రం యొక్క వారసత్వం ఆవిష్కరణ అయితే, తదుపరి యంత్రం యొక్క మిషన్ లోతు.
ఈ వ్యాసం Universe Today నివేదిక ఆధారంగా రూపొందించబడింది. అసలు వ్యాసాన్ని చదవండి.
Originally published on universetoday.com
