एमकेंब्रिज विद्यापीठातील प्रायोगिक कण भौतिकशास्त्राचे प्राध्यापक आर्क थॉमसन यांना जागतिक विज्ञानातील सर्वात प्रतिष्ठित नोकरी मिळाली आहे. पण एका विशिष्ट कोनातून पाहिल्यावर, त्याने संघासाठी एक घेतला आहे की नाही हे आश्चर्यचकित होणे कठीण नाही.
1 जानेवारी रोजी, थॉमसनने जिनिव्हाच्या बाहेरील बहु-नोबेल पारितोषिक विजेत्या आण्विक भौतिकी प्रयोगशाळेच्या सर्नचे महासंचालक म्हणून पदभार स्वीकारला. हे येथे आहे, जमिनीच्या खाली खोल, की लार्ज हॅड्रॉन कोलायडर (LHC), आतापर्यंतचे सर्वात मोठे वैज्ञानिक उपकरण, महास्फोटानंतर मायक्रोसेकंद अस्तित्वात असलेल्या परिस्थितीची पुनर्निर्मिती करते.
रहस्यमय गोष्टींचा शोध लावण्यासाठी मशीनने इतिहासात आपले स्थान जिंकले हिग्ज बोसॉनज्याच्या सोबतची फील्ड जागा एका प्रकारच्या कॉस्मिक ग्लूमध्ये बदलते. पण थॉमसन सर्वात पहिली गोष्ट करेल ती म्हणजे इंजिनीअरिंगच्या कामासाठी मशीन बंद करणे. त्याचा कार्यकाळ जवळपास संपेपर्यंत ते पुन्हा सुरू होणार नाही.
कॅव्हेंडिश प्रयोगशाळेच्या पहिल्या मजल्यावरील कार्यालयात, जेम्स वॉटसन आणि फ्रान्सिस क्रिक यांनी 70 वर्षांपूर्वी केंब्रिजमध्ये शोधलेल्या डीएनए डबल हेलिक्सच्या मॉडेलच्या मागे, थॉमसन शटडाउनबद्दल अस्वस्थ नाही. जर काही असेल तर तो पुढील पाच वर्षात काय आहे याचा आस्वाद घेत आहे.
ते म्हणतात, “मशीन उत्तमरीत्या चालत आहे आणि आम्ही मोठ्या प्रमाणात डेटा रेकॉर्ड करत आहोत. “या कालावधीत विश्लेषण करण्यासाठी बरेच काही असेल. भौतिकशास्त्राचे निकाल येतच राहतील.”
थॉमसनची पार्श्वभूमी शैक्षणिकदृष्ट्या खूप दूर आहे: तो वर्थिंग, वेस्ट ससेक्स येथील सर्वसमावेशक शाळेत गेला आणि येथे विज्ञानाविषयी एक लोकप्रिय पुस्तक वाचल्यानंतरच त्याला भौतिकशास्त्राची गोडी लागली. सर्न त्याच्या किशोरवयात. “त्याने माझी दिशा निश्चित केली,” तो म्हणतो. “मला हे विश्व कसे कार्य करते हे समजून घ्यायचे होते.” ऑक्सफर्डमध्ये भौतिकशास्त्र वाचून विद्यापीठात जाणारा तो त्याच्या कुटुंबातील पहिला ठरला.
LHC प्रोटॉन, हायड्रोजन अणूंचे केंद्रक, फ्रेंच-स्विस ग्रामीण भागात 27km-लांब (16-मैल) रिंगमध्ये जवळजवळ हलक्या गतीने वेग वाढवते. रिंगच्या सभोवतालच्या चार बिंदूंवर, एका दिशेने झिप करणारे प्रोटॉन त्यांच्या दिशेने धावणाऱ्या इतरांकडे वळवले जातात. प्रभावावरील ऊर्जा नवीन कणांचा वर्षाव तयार करते जी LHC च्या डिटेक्टरद्वारे रेकॉर्ड केली जाते. आईन्स्टाईनच्या मुख्य समीकरण E=mc च्या अनुषंगाने2अधिक ऊर्जा अधिक भव्य कण उत्पन्न करते.
जूनपासून सुरू होणारे शटडाउन मार्ग काढेल उच्च-प्रकाश LHCएक प्रमुख अपग्रेड ज्यामध्ये कोलायडरचे प्रोटॉन बीम पिळून त्यांना उजळ करण्यासाठी शक्तिशाली नवीन सुपरकंडक्टिंग मॅग्नेट स्थापित करणे समाविष्ट आहे. यामुळे मशीनमधील टक्करांची संख्या दहापट वाढेल. डिटेक्टर्स देखील मजबूत केले जात आहेत, ज्यामुळे ते नवीन भौतिक टकरावांची सूक्ष्म चिन्हे कॅप्चर करण्यास सक्षम बनतात. थॉमसन म्हणतात, “हा एक आश्चर्यकारकपणे रोमांचक प्रकल्प आहे. “मशीन हातोडा टाकून इथे बसण्यापेक्षा हे अधिक मनोरंजक आहे.”
अपग्रेड कार्य करत असल्यास, LHC कण आणि त्यांच्या परस्परसंवादाचे अधिक अचूक मोजमाप करेल, जे आजच्या सिद्धांतांमध्ये क्रॅक शोधू शकतात जे उद्याचा पाया बनतील. हिग्ज बोसॉनभोवती एक उरलेले रहस्य आहे. प्राथमिक कण हिग्जपासून त्यांचे वस्तुमान मिळवतात, परंतु वस्तुमान त्यांच्याप्रमाणे का बदलतात हा कोणाचाही अंदाज आहे. हिग्ज बोसॉन्स एकमेकांशी कसे संवाद साधतात हे देखील स्पष्ट नाही. थॉमसन म्हणतात, “आम्ही पूर्णपणे अनपेक्षित काहीतरी पाहू शकतो.
उच्च-चमकदार LHC मिळवणे आणि चालू करणे थॉमसनच्या पाच वर्षांच्या कार्यकाळात वर्चस्व गाजवेल. पण खूप मोठ्या आणि अधिक वादग्रस्त प्रकल्पाकडेही त्याचे लक्ष आवश्यक आहे. LHC 2041 च्या आसपास त्याच्या आयुष्याच्या शेवटच्या टप्प्यात पोहोचते आणि सर्नच्या सदस्य राष्ट्रांनी पुढे काय होईल हे ठरवावे. अग्रभागी एक प्रचंड मशीन आहे ज्याला म्हणतात भविष्यातील परिपत्रक कोलायडर किंवा FCC.
सर्न च्या मते व्यवहार्यता अहवालFCC हा LHC च्या आकारापेक्षा तिप्पट असेल, 400 मीटर भूगर्भात बोअर करण्यासाठी नवीन 91km वर्तुळाकार बोगद्याची मागणी करेल. हे यंत्र दोन टप्प्यात तयार केले जाणार आहे. पहिले, 2040 च्या दशकाच्या उत्तरार्धात सुरू होणारे, इलेक्ट्रॉनची पॉझिट्रॉनमध्ये टक्कर होईल, त्यांचे विरोधी पदार्थ भागीदार. 2070 च्या दशकात केव्हातरी, LHC च्या उर्जेच्या सात पटीने प्रोटॉन्सचा नाश करणाऱ्या नवीन कोलायडरसाठी मार्ग तयार करण्यासाठी ते मशीन बाहेर काढले जाईल. पहिल्या टप्प्यासाठी अंदाजे 15bn स्विस फ्रँक किंवा £14bn खर्च येईल.
केवळ अभियांत्रिकीच महत्त्वाकांक्षी आहे, परंतु FCCसमोर मोठ्या आव्हानांचा सामना करावा लागतो. सर्नचे सदस्य देश, जे 2028 मध्ये या प्रकल्पावर मतदान करतील, ते संपूर्ण बिल भरू शकत नाहीत, म्हणून इतर योगदानकर्त्यांची आवश्यकता आहे. दरम्यान, नवीन शोध लावण्यासाठी हे सर्वोत्तम मशीन आहे की नाही यावर वादविवाद सुरू आहे. भौतिकशास्त्रातील कोणत्याही मोठ्या प्रश्नांची उत्तरे मिळण्याची खात्री नाही: आकाशगंगेभोवती गुंफणारे गडद पदार्थ काय आहे; विश्वाला दूर ढकलणारी गडद ऊर्जा काय आहे; गुरुत्वाकर्षण इतके कमकुवत का आहे; आणि जेव्हा विश्वाची निर्मिती झाली तेव्हा पदार्थ प्रतिपदार्थावर का जिंकले? कोणतेही स्पष्ट बक्षीस लक्ष्य न ठेवता, थॉमसनचे काम कठीण होईल.
परंतु विज्ञानापेक्षा सर्नमध्ये नेहमीच बरेच काही राहिले आहे. प्रयोगशाळेमुळे, युरोप कण भौतिकशास्त्रातील जागतिक नेता आहे, हजारो संशोधकांना आकर्षित करतो आणि नवीन तंत्रज्ञानाची गरज पुढे ढकलतो. परंतु इतर देश, विशेषत: अमेरिका आणि चीन, प्रगत टक्करांसाठी त्यांच्या स्वतःच्या योजना आहेत. सर्न आपले पूर्वश्रेष्ठ कायम ठेवते की नाही हे LHC च्या उत्तराधिकारीवर अवलंबून आहे.
थॉमसन म्हणतात, “आम्ही शोध घेणे थांबवले आहे आणि FCC ही नैसर्गिक प्रगती आहे. आमचे ध्येय आहे की विश्वाला त्याच्या सर्वात मूलभूत स्तरावर समजून घेणे,” थॉमसन म्हणतात. “आणि ही हार मानण्याची वेळ नाही.”
Source link
