তেভাত্রন কণার ত্বক

তেভাত্রন, কণা ত্বক যা ইলিনয়ের বাতাভিয়ার ফার্মি ন্যাশনাল এক্সিলারেটর ল্যাবরেটরি (ফার্মিলাব) এ অবস্থিত। ফার্মিলাব হলেন এবং তেভাতরন মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের জ্বালানি বিভাগের জন্য বিশ্ববিদ্যালয় গবেষণা সংস্থা, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের ৮৫ টি গবেষণা বিশ্ববিদ্যালয় এবং চারটি বিশ্ববিদ্যালয় কানাডা, ইতালি এবং জাপানের প্রতিনিধিত্বকারী সংস্থার দ্বারা পরিচালিত হয়েছিল। ২০০৯ সাল অবধি তেভাত্রন ছিল বিশ্বের সর্বাধিক শক্তির কণা ত্বরক, যখন এটি ইউরোপীয় সংস্থার পারমাণবিক গবেষণা সংস্থা (সিইআরএন) এর লার্জ হ্যাড্রন কলাইডার দ্বারা সাপ্লান্ট করা হয়েছিল। তেভাট্রন 30 সেপ্টেম্বর, 2011 এ বন্ধ ছিল।

তেভাত্রন ১৯৮০ এর দশকে ফার্মিলাবের প্রথম কণা ত্বকের নীচে নির্মিত হয়েছিল, এটি একটি বৃত্তাকার টানেলের একটি প্রোটন সিনক্রোট্রন, যার পরিধি.3.৩ কিমি (৩.৯ মাইল) ছিল। তেভাতরন হ'ল একটি সুপার কন্ডাক্টিং সিঙ্ক্রোট্রন যা প্রোটনগুলিকে উল্লেখযোগ্যভাবে উচ্চতর স্তরে গতিতে 1,000 সুপার কন্ডাক্টিং ম্যাগনেটস দ্বারা উত্পাদিত উচ্চ চৌম্বকীয় ক্ষেত্র শক্তির সুবিধা নিয়েছিল। সম্পূর্ণ রিংটি তরল হিলিয়াম দ্বারা 4.5 ক্যালভিন (−268.7 ° সে, বা 1451.6 ° ফ) এ রাখা হয়েছিল। মূল সিঙ্ক্রোট্রন তেভাতরনের জন্য প্র্যাকসিলিটার ইনজেকশন সিস্টেমের অংশ হয়ে ওঠে, কণাকে তাত্ক্ষণিকভাবে 150 গিগা (1 জিভি = 1 গিগা ইলেক্ট্রন ভোল্ট = 1 বিলিয়ন ইলেক্ট্রন ভোল্ট) তে ত্বরান্বিত করে এবং তারপরে 900 গিগাবাইটে ত্বরণের জন্য এগুলিকে নতুন সুপারকন্ডাক্টিং রিংয়ে স্থানান্তর করে। ১৯৮7 সালে তেভাত্রন একটি প্রোটন-অ্যান্টিপ্রোটন সংঘর্ষকারী হিসাবে কাজ শুরু করে - ৯০০-জিইভি প্রোটনগুলি ১.৮ টেরাইলিক্রোটন ভোল্টের (টিভি; ১.৮ ট্রিলিয়ন ইলেক্ট্রন ভোল্ট) মোট সংঘর্ষ শক্তি সরবরাহ করতে 900-জেভি অ্যান্টিপ্রোটনকে আঘাত করে — আসল মূল রিংটি 1999 সালে একটি নতুন প্র্যাকসিলারেটর, মেইন ইনজেক্টর দ্বারা প্রতিস্থাপন করা হয়েছিল, যার একটি 3.3-কিমি (2.1 মাইল) চৌম্বক রিং ছিল। মেইন ইনজেক্টর তেভাতরনে আরও তীব্র রশ্মি সরবরাহ করেছিল এবং এভাবে 10 এর গুণক দ্বারা কণা সংঘর্ষের সংখ্যা বাড়িয়েছে।

তেভাত্রনের প্রথম আবিষ্কারটি ১৯৯৯ সালে শীর্ষ কোয়ার্ক, ষষ্ঠ এবং সর্বাধিক বিশাল কোয়ার্কের সন্ধান করেছিল। বিজ্ঞানীরা তার ক্ষয়ের ভিত্তিতে ১.৮-তেভি প্রোটন-অ্যান্টিপ্রোটন সংঘর্ষের ফলে উত্পাদিত শীর্ষ কোয়ার্কের অস্তিত্বকে অনুমান করেছিলেন বৈশিষ্ট্য। ২০১০ সালে বিজ্ঞানীরা তেভাত্রনকে অ্যান্টিমুনের চেয়ে মুউনগুলিতে ক্ষয় করার জন্য বি-মেসনদের (নীচে কোয়ার্কযুক্ত কণাগুলির) জন্য সামান্য পছন্দ সনাক্ত করতে ব্যবহার করেছিলেন। চার্জের প্রতিসাম্যতার এই লঙ্ঘনটি কেন মহাবিশ্বে অ্যান্টিমেটারের চেয়ে বেশি পদার্থ রয়েছে তার ব্যাখ্যা ব্যাখ্যা করতে পারে।

ফর্মিলাবে প্রোটন মরীচি, প্রাথমিকভাবে নেতিবাচক হাইড্রোজেন আয়নগুলির (ছদ্মবেশে দুটি ইলেক্ট্রনযুক্ত প্রতিটি প্রোটন) ছদ্মবেশে, 750-কেভি ককক্রফ্ট-ওয়ালটন জেনারেটরের উদ্ভব এবং একটি লিনিয়ার ত্বকের মধ্যে 400 মেগা ত্বরান্বিত হয়েছিল। তারপরে একটি কার্বন ফয়েল আয়নগুলি থেকে ইলেক্ট্রনগুলি কেড়ে নিয়ে যায় এবং প্রোটনগুলি বুস্টার নামক একটি ছোট সিঙ্ক্রোট্রন 150 মিটার (500 ফুট) ব্যাসের মধ্যে প্রবেশ করানো হয়, যা কণাগুলিকে 8 গিগাবাইট করে তোলে। বুস্টার থেকে প্রোটনগুলি মেইন ইনজেক্টারে স্থানান্তরিত করা হয়, যেখানে তেভাত্রোনে ত্বরণের চূড়ান্ত পর্যায়ে খাওয়ানোর আগে তাদের আরও 150 গিগে পরিণত করা হয়েছিল।

এন্টিপ্রোটনগুলি উত্পাদিত হয়েছিল প্রোটনগুলিকে ফর্মিলাবের মেইন ইনজেক্টর থেকে নিকেল লক্ষ্য পর্যন্ত 120 গিগা গতিবেগের দিকে পরিচালিত করে। অ্যান্টিপ্রোটনগুলি লক্ষ্যবস্তুতে সংঘর্ষে উত্পাদিত অন্যান্য কণাগুলি থেকে পৃথক করা হয়েছিল এবং ডিবাঞ্চার নামক একটি রিংয়ে খাওয়ানোর আগে লিথিয়াম লেন্স দ্বারা মনোযোগ নিবদ্ধ করা হয়েছিল, যেখানে তারা স্টকাস্টিক শীতল হয়েছিল। এগুলি প্রথমে একটি সংযোজক রিং এবং তারপরে পুনর্ব্যবহারকারী রিংয়ে দেওয়া হয়েছিল, যেখানে প্রধান ইনজেক্টারে ইনজেকশনের জন্য পর্যাপ্ত সংখ্যা না পাওয়া পর্যন্ত এগুলি সংরক্ষণ করা হয়েছিল। এটি তেভাত্রোনে স্থানান্তর করার আগে 150 জিভিতে ত্বরণ সরবরাহ করেছিল।

প্রোটন এবং অ্যান্টিপ্রোটনগুলি তেভাত্রনে এক সাথে প্রায় 1 টিভি তে গতিবেগ করা হয়েছিল, প্রতিরোধী মরীচিগুলিতে। তাদের সর্বোচ্চ শক্তি পৌঁছানোর পরে, দুটি মরীচি সংরক্ষণ করা হয়েছিল এবং তারপরে রিংয়ের আশেপাশের পয়েন্টগুলিতে সংঘর্ষের অনুমতি দেয় যেখানে সংঘর্ষে উত্পাদিত কণাগুলি সনাক্ত করার জন্য ডিটেক্টরগুলি ছিল।

তেভাত্রনে স্টোরেজ করার সময়, মরীচি ধীরে ধীরে ছড়িয়ে পড়ে যাতে সংঘর্ষগুলি কম ঘন হয়ে ওঠে। এই পর্যায়ে একটি গ্রাফাইট টার্গেটে বীমগুলি "ফেলে দেওয়া" হয়েছিল এবং তাজা বিম তৈরি করা হয়েছিল। এই প্রক্রিয়াটি অ্যান্টিপ্রোটনের 80 শতাংশ পর্যন্ত নষ্ট হয়, যা তৈরি করা কঠিন ছিল, সুতরাং, যখন প্রধান ইনজেক্টর তৈরি করা হয়েছিল, তখন পুরানো অ্যান্টিপ্রোটনগুলি উদ্ধার এবং সংরক্ষণের জন্য একটি মেশিনও নির্মিত হয়েছিল। মূল ইনজেক্টর হিসাবে একই সুড়ঙ্গে অবস্থিত রিসাইক্লারটি 344 স্থায়ী চৌম্বক থেকে নির্মিত স্টোরেজ রিং ছিল। এই পর্যায়ে অ্যান্টিপ্রোটনের শক্তি পরিবর্তনের প্রয়োজন ছিল না বলে চৌম্বকীয় ক্ষেত্রটি পরিবর্তনের দরকার পড়েনি। স্থায়ী চুম্বকের ব্যবহার শক্তি খরচ সাশ্রয় করে। রিসাইক্লার তেভাত্রন থেকে পুরানো অ্যান্টিপ্রোটনগুলি "শীতল" করে এবং সেগুলি সংযোজক থেকে একটি নতুন অ্যান্টিপ্রোটন মরীচি দিয়ে পুনরায় সংহত করে। রিসাইক্লার দ্বারা উত্পাদিত আরও তীব্র অ্যান্টিপ্রোটন বিমগুলি তেভাত্রোনে সংঘর্ষের সংখ্যা দ্বিগুণ করে।

2000 অবধি, 800 জেভির প্রোটনগুলি তেভাতরন থেকে উত্তোলন করা হয়েছিল এবং বিভিন্ন পরীক্ষার জন্য বিভিন্ন কণার বিম তৈরির লক্ষ্যে লক্ষ্য করা হয়েছিল। মেইন ইনজেক্টরটি তখন 120 জিভের নিম্ন শক্তিতে তেভ্রট্রন সরবরাহের চেয়ে অনেক বেশি তীব্রতায় এক্সট্র্যাক্টড বিম সরবরাহের জন্য প্রধান মেশিনে পরিণত হয়।