අංශූ ත්වරක/Particle Accelerators

ගොඩාක් ජනප්‍රිය ටීවී සීරීස් එකක් වෙන ෆ්ලෑෂ්.Flash කතාමාලාවෙන් අපි ගොඩ දෙනෙක් අතරට ආපූ අපූරූ විද්‍යාත්මක මාතෘකාවක් තමයි Particle Accelerators නැතිනම් අංශු ත්වරක කියන්නේ...ඉතින් අද අපි හිතුවා මේ අංශූ ත්වරක ගැන විද්‍යාත්මක පැතිකඩකින් කතාකරන්න...

අධික ශක්තීන් සම්බන්ධව කෙරෙන භෞතික විද්‍යාත්මක පර්යේෂණ විව්ධාකාරයෙන් සිදුවෙනවා.නමුත් මේ අතරින් බොහෝ පර්යේෂණ රඳා පවතින්නේ අංශූ ත්වරක මත.මෙම ලිපි මාලාව මඟින් අපි ලෝකයේ දැනට පවතින අංශු ත්වරක වර්ග තුන ගැන තමයි සාකච්ඡා කරන්නේ.වර්තාමානෙය තිබෙන ප්‍රධාන අංශු ත්වරක වර්ග තුන තමයි Synchrotrons,Cyclotrons සහ Linear වර්ගය.ඒ අතරින් අපි පලමු ලිපියෙන් අද කතාකරන්නේ Synchrotrons වර්ගය ගැන.

1.Synchrotrons.

Synchrotrons කියන්නේ ලෝකයේ තිබෙන අති විශාලම ශක්ති ප්‍රමාණයක් භාවිතා කරන අංශූ ත්වරක වර්ගය.ඔයාලා ගොඩ දෙනෙක් අහලා තියෙන Large Hadron Collider/LHC අයත් වෙන්නෙත් මේ වර්ගයටම තමයි.LHC එකට හැකියාවක් තියෙනවා අංශුවකට ඉලෙක්ට්‍රෝන වෝල්ට් ට්‍රිලියන 6.5 ක තරම් ශක්තියක් ලබාදීලා එය ත්වරණය කරල ඒවා ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවෙන් එන වෙනත් අංශූන් සමඟ ඝට්ටනය කරන්න.වර්ගයේ අංශූ ත්වරකයක බොහෝ විට අංශුවක් ගමන් කරන්නේ මුද්දක් වැනි සංවෘත ගමන් මාර්ගයක.යම් කිසි අංශුවක් අංශු ත්වරකය තුලට ඇතුලත් කරයින් පස්සේ මෙම අංශුව රික්තයක් පවතින මෙම මුදුවක් වැනි ගමන් මාර්ගයේ වට මිලියන ගණනක් පමණ නොනවත්වා ගමන් කරනවා.මෙම මුදු ආකාර ගමන් මඟ අතර තුර රේඩියෝතරංග නිකුත් කරන කුහර තිබෙනවා.මේවා හඳුන්වන්නේ Radio frequency Cavity නමින්.මේවා මඟින් ගමන් පථය තුල ගමන් කරන අංශූ වල ප්‍රවේගය වැඩි කරනවා.ඒවගේම ගමන් පථය තුල තිබෙන විවිධාකාරයේ චුම්භක මඟින් ඒ තුල විද්‍යුත් චුම්භක ක්ෂේත්‍රයකුත් නිර්මාණය කරනවා.මේ විද්‍යුත් චුම්භක ක්ෂේත්‍රයේ ආධාරයෙන් අංශුවක් ගමන් මාර්ගය වෙනස් කරන්න,ගමන් මාර්ගය වෘත්තාකාර පථයක ගෙනියන්න වගේම අංශුව යම් කිසි ලක්ෂයකට නාභි ගත කරන්න යොදාගන්නවා.

මෙම විද්‍යුත් චුම්භක ක්ෂේත්‍රය අංශුවේ ත්වරණය වැඩිවත්ම ක්‍රම ක්‍රමයෙන් ගොඩනැගෙන්න ගන්නවා.LHC එක තුලින් ගමන් කරවන අංශුවක් එය පත් කිරීමට බලාපොරොත්තුවන ශක්ති මට්ටමට ලඟා වීමට පෙර ගමන් පථය තුල විනාඩි විස්සක් වැනි සුලු කාලයක් තුල වට මිලියන් 14ක් පමණ ගමන් කරනවා.! පර්යේෂකයන් විසින් අංශූ සංවේදක ආසන්නයේ අංශූ සංඝට්ටන සිදු කරන්න ත්වරණයට ලක් කරන ලද අංශූ කදම්භ එකිනෙකක් පසු පස එකිනෙකක් මුදාහරිනවා.සාමාන්‍යයෙන් අංශූ කදම්භ මුදා හැරුණයින් පස්සේ ඒවා එකිනෙකට ඝට්ටනය වෙන වාර ගණන නම් සාපේක්ෂව ඉතාමත් අඩුයි.නමුත් අංශූ කදම්භ නොනවත්වා වළල්ලක් ආකාරයේ පථයක ගමන් කරවන නිසා විශාල ප්‍රමාණයක් ඝට්ටන සිද්ධ වෙනවා නිරීක්ෂණය කරන්න පුලුවන් වගේම එම නිරීක්ෂණ මඟින් වඩා වඩා දත්ත ලබා ගැනීමටද හැකියාව ලැබෙනවා.Synchrotrons වර්ගයේ අංශූ ත්වරකයක් සතුව තියෙන අති විශාල ශක්තිය ඒවා විශ්වයේ මූලික සැකැස්ම ගවේෂණය කරන්න යොදාගන්න වඩාත් සුදුසු වෙනවා.නිදසුනක් විදිහට හිග්ස් අංශුව.Higgs Boson. LHC එක මඟින් සොයගැනීම දක්වන්න පුලුවන්.

LHC එකට හිග්ස් අංශුව සොයාගැනීමට ප්‍රධාන වශයෙන් උදව් වුණේ LHC එක සතුව තියෙන අංශුවක් ඉතා අධික ශක්ති මට්ටමකට පත් කිරීමට තියෙන හැකියාවයි ඉතා අධික ඝට්ටන ප්‍රමාණයක් ඇති කිරීමට තියෙන හැකියාවයි නිසාවෙන්.එක මඟින් ප්‍රධාන වශයෙන් ඝට්ටනය කරන්නේ ප්‍රොටෝන-ප්‍රෝටෝන,නමුත් එයට හැකියාව තිබෙනවා ඊයම් න්‍යෂ්ටි වැනි බර න්‍යෂ්ටී පවා ත්වරණයට ලක් කරන්න.වෙනත් වර්ගයේ අංශු ත්වරක වෙනත් අංශූන් ත්වරණයට ලක් කරන්න සකස් කරල තියෙනවා.නිදසුනක් විදිහට නිව්යෝක් වල බෲක් හේවන් විද්‍යාගාරයේ තියෙන Relativistic Heavy Ion Collider දක්වන්න පුලුවන්.මෙම අංශු ත්වරකයට හැකියාව තියෙනවා ප්‍රෝටෝන වල සිට යුරේනියම් න්‍යෂ්ටි දක්වා ඕනෑම දෙයක් ත්වරණයට ලක් කරන්න! ( යුරේනියම් කියන්නේ බරින් වැඩිම න්‍යෂ්ටියක්. ) ඒවගේම එයට හැකියාව තියෙනවා යුරේනියම් න්‍යෂ්ටි සහ රත්‍රං න්‍යෂ්ටී එකට ඝට්ටනය කරවලා quark-gluon plasmaවක් හදන්න.quark-gluon plasmaවක් කියන්නේ බිග් බෑන්ග් එක සිද්ධ වෙලා මොහොතකට පස්සේ මේ විශ්වය පුරාම අධික උෂ්ණත්වයකින් යුත් සූපයක් ලෙස පැතිරිලා තිබුණු දෙය.!

https://www.facebook.com/hashtalk/photos/a.1589558494683527.1073741828.1553468088292568/1684715248501184/?type=3&theater