टीम छह आयामों में पहले कण त्वरक बीम माप बनाता है

टोपी उच्चारण कैसे (जून 2019).

Anonim

छह आयामों में एक त्वरक बीम का पहला पूर्ण लक्षण माप दुनिया भर में वर्तमान और योजनाबद्ध त्वरक की समझ और प्रदर्शन को आगे बढ़ाएगा।

टेनेसी विश्वविद्यालय के नेतृत्व में शोधकर्ताओं की एक टीम, नॉक्सविले ने स्पेलेशन न्यूट्रॉन स्रोत के रैखिक त्वरक, या लिनाक की प्रतिकृति का उपयोग करके ऊर्जा के ओक रिज नेशनल लेबोरेटरी विभाग में बीम परीक्षण सुविधा में माप का आयोजन किया। जर्नल फिजिकल रिव्यू लेटर्स में विवरण प्रकाशित किए गए हैं।

ओआरएनएल के रिसर्च एक्सेलेरेटर डिवीजन और यूटी संयुक्त संकाय प्रोफेसर के समूह नेता सारा कोसिनौ ने कहा, "हमारा लक्ष्य बीम के भौतिकी को बेहतर ढंग से समझना है ताकि हम सुधार कर सकें कि त्वरक कैसे काम करते हैं।" "इसका एक हिस्सा 6 डी स्पेस में बीम को पूरी तरह से चिह्नित करने या मापने में सक्षम होने से संबंधित है- और ऐसा कुछ है जो अब तक कभी नहीं किया गया है।"

छः आयामी अंतरिक्ष 3-डी स्पेस की तरह है लेकिन गति या वेग को ट्रैक करने के लिए एक्स, वाई, और जेड अक्ष पर तीन अतिरिक्त निर्देशांक शामिल हैं।

"हमने तुरंत देखा कि बीम में 6 डी स्पेस में यह जटिल संरचना है जिसे आप 5 डी परतों और जटिलताओं की परतों से नीचे नहीं देख सकते हैं जिन्हें अलग नहीं किया जा सकता है, " कोसिनौ ने कहा। "माप ने यह भी खुलासा किया कि बीम संरचना सीधे बीम की तीव्रता से संबंधित है, जो तीव्रता बढ़ने के साथ अधिक जटिल हो जाती है।"

एक त्वरक बीम को पूरी तरह से चित्रित करने के पिछले प्रयास "आयाम के अभिशाप" के शिकार हुए, जिसमें कम आयामों में माप उच्च आयामों में तेजी से अधिक कठिन हो गया। वैज्ञानिकों ने अर्ध -6 डी प्रतिनिधित्व बनाने के लिए तीन 2-डी माप जोड़कर इस मुद्दे को रोकने की कोशिश की है। यूटी-ओआरएनएल टीम ने नोट किया कि दृष्टिकोण त्वरक में प्रवेश करने वाली बीम की शुरुआती स्थितियों के माप के रूप में अपूर्ण है, जो कि लिनाक से आगे बीम व्यवहार निर्धारित करता है।

एसएनएस के बिजली उत्पादन को बढ़ावा देने के प्रयासों के एक हिस्से के रूप में, ओआरएनएल भौतिकविदों ने नए रेडियो फ्रीक्वेंसी क्वाड्रोपोल को कम करने के लिए बीम टेस्ट सुविधा का उपयोग किया, जो लीनाक के फ्रंट एंड असेंबली में स्थित पहला त्वरित तत्व है। पहले से ही बुनियादी ढांचे के साथ, नेशनल साइंस फाउंडेशन से टेनेसी विश्वविद्यालय में एक शोध अनुदान अत्याधुनिक 6 डी माप क्षमता के साथ बीम परीक्षण सुविधा को बाहर करने में सक्षम है। एक त्वरक में 6 डी माप का संचालन बीम समय के कई दिनों की आवश्यकता से सीमित है, जो उत्पादन त्वरक के लिए एक चुनौती हो सकती है।

"चूंकि हमारे पास बीम टेस्ट सुविधा पर लिनाक की फ्रंट एंड असेंबली की प्रतिकृति है, इसलिए हमें एसएनएस में उपयोगकर्ताओं के प्रयोग चक्रों में बाधा डालने की चिंता करने की ज़रूरत नहीं है। इससे हमें इन समय लेने वाले मापों को निष्पादित करने के लिए बिना किसी पहुंच के पहुंच मिलती है, यूटी स्नातक छात्र लीड लेखक ब्रैंडन कैथी ने कहा, "ऐसा कुछ है जो हमारे पास अन्य सुविधाओं पर नहीं होगा।"

एनएसएफ कार्यक्रम अधिकारी व्याचस्लाव लुकिन ने टेनेसी विश्वविद्यालय को अनुदान की देखरेख करते हुए कहा, "यह परिणाम व्यापक राष्ट्रीय प्रयोगशाला परिसर के माध्यम से उपलब्ध सुविधाओं के साथ एनएसएफ-वित्त पोषित अकादमिक शोध की आजादी और सरलता को जोड़ने का मूल्य दिखाता है।" "एक नए वैज्ञानिक को पेश करने का कोई बेहतर तरीका नहीं है- एक स्नातक छात्र - आधुनिक वैज्ञानिक उद्यम के लिए उन्हें एक ऐसी सुविधा पर पहली तरह की एक तरह की शोध परियोजना का नेतृत्व करने की इजाजत देकर, जो विशिष्ट रूप से उन कणों को विच्छेदन कर सकता है जो हम कम करते हैं पदार्थ और ऊर्जा के बारे में जानें और समझें। "

शोधकर्ताओं का अंतिम लक्ष्य संपूर्ण बीम का मॉडल करना है, जिसमें तथाकथित बीम हेलो, या बीम हानि को कम करना शामिल है- जब कण बीम के बाहरी चरम पर जाते हैं और खो जाते हैं। वे कहते हैं कि जितनी अधिक तत्काल चुनौती, 35 घंटे की अवधि के दौरान उत्पन्न 6 डी माप के लगभग 5 मिलियन डेटा पॉइंट का विश्लेषण करने में सक्षम सॉफ़्टवेयर टूल ढूंढेंगे।

ओआरएनएल भौतिक विज्ञानी और सह-लेखक अलेक्जेंडर Aleksandrov ने कहा, "जब हमने 15 साल पहले 6 डी माप बनाने का प्रस्ताव दिया था, तो आयाम के अभिशाप से जुड़ी समस्याएं दुर्बल लगती थीं।" "अब जब हम सफल हुए हैं, तो हम सुनिश्चित हैं कि हम तेजी से, उच्च रिज़ॉल्यूशन माप बनाने के लिए सिस्टम को बेहतर बना सकते हैं, हर जगह त्वरक भौतिकविदों के शस्त्रागार के लिए लगभग सर्वव्यापी तकनीक जोड़ सकते हैं।"

पीआरएल पेपर का शीर्षक "एक्सेलेरेटर बीम का पहला छः आयामी चरण अंतरिक्ष मापन" है। पेपर के सहकर्मियों में ओआरएनएल के अलेक्जेंडर झुकोव भी शामिल हैं।

Cousineau ने कहा, "यह शोध हमारी समझ के लिए महत्वपूर्ण है अगर हम सैकड़ों मेगावाट तक पहुंचने में सक्षम त्वरक बनाने जा रहे हैं।" "हम अगले दशक के लिए इसका अध्ययन करेंगे, और दुनिया में किसी भी अन्य सुविधा की तुलना में एसएनएस बेहतर प्रदर्शन करने के लिए तैनात है।"

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