Muon collider
ಮ್ಯೂಯಾನ್ ಕೊಲೈಡರ್ ಅದರ ಪರಿಕಲ್ಪನಾ ವಿನ್ಯಾಸ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತಾವಿತ ಕಣ ವೇಗವರ್ಧಕ ಸೌಲಭ್ಯವಾಗಿದ್ದು, ಇದು ಸ್ಟ್ಯಾಂಡರ್ಡ್ ಮಾಡೆಲ್ನ ನಿಖರ ಅಧ್ಯಯನಕ್ಕಾಗಿ ಮತ್ತು ಹೊಸ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ನೇರ ಹುಡುಕಾಟಗಳಿಗಾಗಿ ಮ್ಯೂಯಾನ್ ಕಿರಣಗಳನ್ನು ಘರ್ಷಿಸುತ್ತದೆ. ಮ್ಯೂನ್ಗಳು ಎರಡನೇ ತಲೆಮಾರಿನ ಲೆಪ್ಟಾನ್ಗಳಿಗೆ ಸೇರಿವೆ, ಅವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಘರ್ಷಣೆಗಳಲ್ಲಿ ನೈಸರ್ಗಿಕವಾಗಿ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಭೂಮಿಯ ವಾತಾವರಣದೊಂದಿಗೆ ಕಾಸ್ಮಿಕ್ ಕಿರಣಗಳ ಘರ್ಷಣೆಗಳಿಂದ) ಅಥವಾ ಕೃತಕವಾಗಿ (ಕಣ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ನಿಯಂತ್ರಿತ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ) ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತವೆ. ಅಂತಹ ಘರ್ಷಣೆಯ ಮುಖ್ಯ ಸವಾಲು ಮ್ಯೂಯಾನ್ಗಳ ಅಲ್ಪಾವಧಿಯ ಜೀವಿತಾವಧಿಯಾಗಿದೆ. ಹಿಂದಿನ ಲೆಪ್ಟನ್ ಕೊಲೈಡರ್ಗಳು ಎಲ್ಲಾ ಬಳಸಿದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಮತ್ತು/ಅಥವಾ ಅವುಗಳ ಆಂಟಿ-ಕಣಗಳು, ಪಾಸಿಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಸಿಇಆರ್ಎನ್-ಆಧಾರಿತ ಲಾರ್ಜ್ ಹ್ಯಾಡ್ರಾನ್ ಕೊಲೈಡರ್ನಂತಹ ಹ್ಯಾಡ್ರಾನ್ ಘರ್ಷಣೆಗಳಿಗಿಂತ ಅವು ಪ್ರಯೋಜನವನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ಲೆಪ್ಟಾನ್ ಘರ್ಷಣೆಗಳು ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಕಣಗಳಾಗಿರುವುದರಿಂದ ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ "ಸ್ವಚ್ಛ" ವಾಗಿರುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳಂತಹ ಹ್ಯಾಡ್ರಾನ್ಗಳು ಸಂಯುಕ್ತ ಕಣಗಳಾಗಿವೆ. ಆದರೂ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್-ಪಾಸಿಟ್ರಾನ್ ಘರ್ಷಣೆಗಳು ಸಿಂಕ್ರೋಟ್ರಾನ್ ವಿಕಿರಣದ ಮೂಲಕ ಶಕ್ತಿಯ ನಷ್ಟದಿಂದಾಗಿ ವೃತ್ತಾಕಾರದ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳಲ್ಲಿನ ಹ್ಯಾಡ್ರಾನ್ ಘರ್ಷಣೆಗಳಂತೆಯೇ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಕೇಂದ್ರವನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ತಲುಪಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಒಂದು ಮ್ಯೂಯಾನ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಿಂತ ಸುಮಾರು 206 ಪಟ್ಟು ದೊಡ್ಡದಾಗಿದೆ, ಇದು ಮ್ಯೂಯಾನ್ನಿಂದ ಸಿಂಕ್ರೋಟ್ರಾನ್ ವಿಕಿರಣದ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಸುಮಾರು 1 ಬಿಲಿಯನ್ ಅಂಶದಿಂದ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಕಡಿಮೆ ವಿಕಿರಣ ನಷ್ಟವು ಸಮಾನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್/ಪಾಸಿಟ್ರಾನ್ ಕೊಲೈಡರ್ಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿನ್ಯಾಸದ ಶಕ್ತಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಕೊಲೈಡರ್ಗಳ ನಿರ್ಮಾಣಕ್ಕೆ ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಕೇಂದ್ರ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಸ್ವಚ್ಛ ಘರ್ಷಣೆ ಪರಿಸರದ ವಿಶಿಷ್ಟ ಸಂಯೋಜನೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ, ಅದು ಬೇರೆ ಯಾವುದೇ ರೀತಿಯ ಕಣಗಳ ಘರ್ಷಣೆಯಲ್ಲಿ ಸಾಧಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಮ್ಯೂಯಾನ್ ಕೊಲೈಡರ್ ಹಲವಾರು ಟೆರಾ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವೋಲ್ಟ್ (ಟಿಇವಿ) ಗಳ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು ಎಂದು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, 3 ಟಿ. ಇ. ವಿ. ಯ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಶಕ್ತಿಯಿಂದ ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿ, ಒಂದು ಮ್ಯೂಯಾನ್ ಕೊಲೈಡರ್ ಅತ್ಯಂತ ಶಕ್ತಿಯ ದಕ್ಷ ರೀತಿಯ ಕೊಲೈಡರ್ ಆಗಿದೆ, ಆದರೆ 10 ಟಿ. ಇ. ವಿ. ಯಲ್ಲಿ ಇದು ಪ್ರಸ್ತಾವಿತ 100 ಟಿ. ಇ. ವಿ. ಹ್ಯಾಡ್ರಾನ್ ಕೊಲೈಡರ್, ಎಫ್. ಸಿ. ಸಿ.-ಎಚ್. ಎಚ್. ಗೆ ಹೋಲಿಸಬಹುದಾದ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಎಲ್. ಎಚ್. ಸಿ. (27 ಕಿ. ಮೀ.) ಗಾತ್ರದ ಉಂಗುರದಲ್ಲಿ ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಭವಿಷ್ಯದ ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಕೊಲೈಡರ್ಗೆ ಹೆಚ್ಚು ದುಬಾರಿ 100 ಕಿ. ಮೀ. ಉದ್ದದ ಸುರಂಗದ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲ. ಮ್ಯೂಯಾನ್ ಘರ್ಷಣೆಯು ಹಿಗ್ಸ್ ಬೋಸನ್ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಸ್ವಚ್ಛ ಮತ್ತು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಸಹ ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಮೂನ್ಗಳು ತಮ್ಮ ವಿಶ್ರಾಂತಿ ಚೌಕಟ್ಟಿನಲ್ಲಿ 2.2 ಮೈಕ್ರಾನ್ಗಳ ಜೀವಿತಾವಧಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಅಲ್ಪಾವಧಿಯ ಕಣಗಳಾಗಿವೆ. ಈ ಸತ್ಯವು ವೇಗವರ್ಧಕ ಸಂಕೀರ್ಣಕ್ಕೆ ಗಂಭೀರ ಸವಾಲನ್ನು ಒಡ್ಡುತ್ತದೆಃ ಮ್ಯೂನ್ಗಳು ಕೊಳೆಯುವ ಮೊದಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಗೆ ವೇಗವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವೇಗವರ್ಧಕಕ್ಕೆ ಹೊಸ ಮ್ಯೂನ್ಗಳ ನಿರಂತರ ಮೂಲ ಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಪ್ರಯೋಗದ ವಿನ್ಯಾಸದ ಮೇಲೂ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆಃ ಮ್ಯೂಯಾನ್ ಕೊಳೆತ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಿಂದ ಪ್ರೇರಿತವಾದ ಕಣಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ಹರಿವು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ ಅನ್ನು ತಲುಪುತ್ತದೆ, ಈ ಕಣಗಳನ್ನು ಘರ್ಷಣೆ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಿಂದ ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲು ಸುಧಾರಿತ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳು ಮತ್ತು ಈವೆಂಟ್-ಪುನರ್ನಿರ್ಮಾಣ ಕ್ರಮಾವಳಿಗಳು ಬೇಕಾಗುತ್ತವೆ. ಇಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗಿರುವ ಬೇಸ್ಲೈನ್ ಮ್ಯೂಯಾನ್-ಉತ್ಪಾದನಾ ವಿಧಾನವು ಪಿಯಾನ್ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಗುರಿಯ ಮೇಲೆ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರುವ ಹೆಚ್ಚಿನ-ಶಕ್ತಿಯ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಕಿರಣವನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ, ಅದು ನಂತರ ದಿಕ್ಕು ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯ ಗಣನೀಯ ಹರಡುವಿಕೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಮ್ಯೂಯಾನ್ಗಳಾಗಿ ಕೊಳೆಯುತ್ತದೆ, ಇದನ್ನು ರಿಂಗ್ನಲ್ಲಿ ಮತ್ತಷ್ಟು ವೇಗವರ್ಧನೆಗಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬೇಕಾಗಿದೆ. ಮ್ಯೂಯಾನ್ಗಳ ಈ 6ಡಿ ಕೂಲಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಮಾಡುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯನ್ನು ಮ್ಯೂಯಾನ್ ಅಯಾನೈಸೇಶನ್ ಕೂಲಿಂಗ್ ಎಕ್ಸ್ಪೆರಿಮೆಂಟ್ (MICE) ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದೆ. ಪರ್ಯಾಯ ಉತ್ಪಾದನಾ ವಿಧಾನವಾದ ಲೋ ಎಮಿಟೆನ್ಸ್ ಮ್ಯೂಯಾನ್ ಆಕ್ಸಿಲರೇಟರ್ (ಎಲ್ಇಎಂಎಂಎ), ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಶಕ್ತಿಯ ಕೇಂದ್ರಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್-ಪಾಸಿಟ್ರಾನ್ ವಿನಾಶ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಮ್ಯೂಯಾನ್ ಜೋಡಿಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಸ್ಥಿರ ಗುರಿಯ ಮೇಲೆ ಇಂಪಿಂಗ್ ಮಾಡುವ ಪಾಸಿಟ್ರಾನ್ ಕಿರಣವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಬರುವ ಕಿರಣಕ್ಕೆ ತಂಪಾಗಿಸುವ ಹಂತದ ಅಗತ್ಯವಿರುವುದಿಲ್ಲ, ಆದರೆ ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ಮ್ಯೂಯಾನ್-ಉತ್ಪಾದನಾ ಅಡ್ಡ ವಿಭಾಗದಿಂದ ಬಳಲುತ್ತದೆ, ಇದು ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ಪಾಸಿಟ್ರಾನ್ ಮೂಲಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಕಾಶಮಾನತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಸವಾಲಾಗಿಸುತ್ತದೆ. 2009ರಲ್ಲಿ ಮಾತುಕತೆಗಳು ನಡೆಯುತ್ತಿದ್ದವು. ವೇಗವರ್ಧಕ ಸಂಕೀರ್ಣದ ಮೊದಲ ಮೀಸಲಾದ ವಿನ್ಯಾಸ ಮತ್ತು 3 ಟಿಇವಿ ವರೆಗಿನ ಕೇಂದ್ರ-ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಶಕ್ತಿಗಳಿಗಾಗಿ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ಅಮೇರಿಕನ್ ಮುವಾನ್ ವೇಗವರ್ಧಕ ಕಾರ್ಯಕ್ರಮದೊಳಗೆ 2010-2015 ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ. 1. 5 ಟಿಇವಿ ಮ್ಯೂಯಾನ್ ಕೊಲೈಡರ್ ಮತ್ತು ಸಿಎಲ್ಐಸಿ ಪ್ರಯೋಗದ ನಡುವಿನ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ-ತಲುಪುವ ಹೋಲಿಕೆಯ ಪ್ರಕಟಣೆಯ ನಂತರ 2020 ರಲ್ಲಿ ಮ್ಯೂಯಾನ್ ಕೊಲೈಡರ್ ಯೋಜನೆಯಲ್ಲಿ ಆಸಕ್ತಿ ಮತ್ತೆ ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ, ನಂತರ ಕಣ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಕ್ಕಾಗಿ ಯುರೋಪಿಯನ್ ಕಾರ್ಯತಂತ್ರದ ನವೀಕರಣವಾಗಿದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ 10 ಟಿಇವಿಗೆ ಹತ್ತಿರವಿರುವ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಶಕ್ತಿಗಳ ಕೇಂದ್ರವನ್ನು ಗುರಿಯಾಗಿಸುವ ಮ್ಯೂಯಾನ್ ಕೊಲೈಡರ್ನ ಅಂತರರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ವಿನ್ಯಾಸ ಅಧ್ಯಯನವನ್ನು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಲು ಶಿಫಾರಸು ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ಅಂತರರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಮ್ಯೂನ್ ಅಯಾನೀಕರಣ ತಂಪಾಗಿಸುವ ಪ್ರಯೋಗದ ಉಲ್ಲೇಖಗಳನ್ನು ಸಹ ನೋಡಿ ಬಾಹ್ಯ ಕೊಂಡಿಗಳು ಪ್ರಸ್ತಾವಿತ ಕಣ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳು