"ਬਹੁਤ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਬ੍ਰਹਿਮੰਡ" ਦੇ ਅਧਿਐਨ ਲਈ ਕਣ ਟਕਰਾਉਣ ਵਾਲੇ: ਮੂਓਨ ਕੋਲਾਈਡਰ ਨੇ ਦਿਖਾਇਆ

ਕਣ ਐਕਸਲੇਟਰਾਂ ਨੂੰ ਬਹੁਤ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਬ੍ਰਹਿਮੰਡ ਦੇ ਅਧਿਐਨ ਲਈ ਖੋਜ ਸਾਧਨਾਂ ਵਜੋਂ ਵਰਤਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਹੈਡ੍ਰੋਨ ਕੋਲਾਈਡਰ (ਖਾਸ ਤੌਰ 'ਤੇ CERN ਦਾ ਲਾਰਜ ਹੈਡ੍ਰੋਨ ਕੋਲਾਈਡਰ LHC) ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ-ਪੋਜ਼ੀਟ੍ਰੋਨ ਕੋਲਾਈਡਰ ਬਹੁਤ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਬ੍ਰਹਿਮੰਡ ਦੀ ਖੋਜ ਵਿੱਚ ਸਭ ਤੋਂ ਅੱਗੇ ਹਨ। ਲਾਰਜ ਹੈਡਰੋਨ ਕੋਲਾਈਡਰ (LHC) 'ਤੇ ATLAS ਅਤੇ CMS ਪ੍ਰਯੋਗ 2012 ਵਿੱਚ ਹਿਗਜ਼ ਬੋਸੋਨ ਦੀ ਖੋਜ ਕਰਨ ਵਿੱਚ ਸਫਲ ਰਹੇ ਸਨ। ਅਜਿਹੇ ਅਧਿਐਨਾਂ ਵਿੱਚ ਮਿਊਨ ਕੋਲਾਈਡਰ ਕਾਫ਼ੀ ਉਪਯੋਗੀ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ ਹਾਲਾਂਕਿ ਇਹ ਅਜੇ ਇੱਕ ਹਕੀਕਤ ਨਹੀਂ ਹੈ। ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਹੁਣ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਦੀ ਗਤੀ ਦੇ ਲਗਭਗ 4% ਤੱਕ ਇੱਕ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਮਿਊਨ ਨੂੰ ਤੇਜ਼ ਕਰਨ ਵਿੱਚ ਸਫਲਤਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀ ਹੈ। ਇਹ ਮੂਓਨ ਦਾ ਵਿਸ਼ਵ ਦਾ ਪਹਿਲਾ ਕੂਲਿੰਗ ਅਤੇ ਪ੍ਰਵੇਗ ਹੈ। ਧਾਰਨਾ ਦੇ ਸਬੂਤ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ, ਇਹ ਨੇੜਲੇ ਭਵਿੱਖ ਵਿੱਚ ਪਹਿਲੇ ਮਿਊਨ ਐਕਸਲੇਟਰ ਦੀ ਪ੍ਰਾਪਤੀ ਲਈ ਰਾਹ ਪੱਧਰਾ ਕਰਦਾ ਹੈ।  

ਅਰਲੀ ਬ੍ਰਹਿਮੰਡ ਦਾ ਇਸ ਸਮੇਂ ਜੇਮਸ ਵੈਬ ਸਪੇਸ ਟੈਲੀਸਕੋਪ (JWST) ਦੁਆਰਾ ਅਧਿਐਨ ਕੀਤਾ ਜਾ ਰਿਹਾ ਹੈ। ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਬ੍ਰਹਿਮੰਡ ਦੇ ਅਧਿਐਨ ਲਈ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸਮਰਪਿਤ, JWST ਬਿਗ ਬੈਂਗ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਬ੍ਰਹਿਮੰਡ ਵਿੱਚ ਬਣੀਆਂ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਤਾਰਿਆਂ ਅਤੇ ਗਲੈਕਸੀਆਂ ਤੋਂ ਆਪਟੀਕਲ/ਇਨਫਰਾਰੈੱਡ ਸਿਗਨਲਾਂ ਨੂੰ ਚੁੱਕ ਕੇ ਅਜਿਹਾ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਹਾਲ ਹੀ ਵਿੱਚ, JWST ਨੇ ਬਿਗ ਬੈਂਗ ਤੋਂ ਲਗਭਗ 14 ਮਿਲੀਅਨ ਸਾਲ ਬਾਅਦ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਬ੍ਰਹਿਮੰਡ ਵਿੱਚ ਬਣੀ ਸਭ ਤੋਂ ਦੂਰ ਦੀ ਗਲੈਕਸੀ JADES-GS-z0-290 ਦੀ ਸਫਲਤਾਪੂਰਵਕ ਖੋਜ ਕੀਤੀ।  

ਬ੍ਰਹਿਮੰਡ ਦੇ ਤਿੰਨ ਪੜਾਅ ਹਨ - ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਯੁੱਗ, ਮੈਟਰ ਯੁੱਗ ਅਤੇ ਮੌਜੂਦਾ ਡਾਰਕ ਐਨਰਜੀ ਯੁੱਗ। ਬਿਗ ਬੈਂਗ ਤੋਂ ਲੈ ਕੇ ਲਗਭਗ 50,000 ਸਾਲਾਂ ਤੱਕ, ਬ੍ਰਹਿਮੰਡ ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਦੁਆਰਾ ਹਾਵੀ ਸੀ। ਇਸ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਮਾਮਲਾ ਯੁੱਗ ਆਇਆ। ਪਦਾਰਥ ਯੁੱਗ ਦਾ ਗਲੈਕਸੀ ਯੁੱਗ ਜੋ ਬਿਗ ਬੈਂਗ ਤੋਂ ਲਗਭਗ 200 ਮਿਲੀਅਨ ਸਾਲਾਂ ਤੋਂ ਲੈ ਕੇ ਬਿਗ ਬੈਂਗ ਤੋਂ ਲਗਭਗ 3 ਬਿਲੀਅਨ ਸਾਲਾਂ ਤੱਕ ਚੱਲਿਆ, ਆਕਾਸ਼ਗੰਗਾਵਾਂ ਵਰਗੀਆਂ ਵੱਡੀਆਂ ਬਣਤਰਾਂ ਦੇ ਗਠਨ ਦੁਆਰਾ ਦਰਸਾਇਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਇਸ ਯੁੱਗ ਨੂੰ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ "ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਬ੍ਰਹਿਮੰਡ" ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਜਿਸਦਾ JWST ਅਧਿਐਨ ਕਰਦਾ ਹੈ।  

"ਬਹੁਤ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਬ੍ਰਹਿਮੰਡ" ਬਿਗ ਬੈਂਗ ਤੋਂ ਤੁਰੰਤ ਬਾਅਦ ਬ੍ਰਹਿਮੰਡ ਦੇ ਸਭ ਤੋਂ ਪਹਿਲੇ ਪੜਾਅ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਜਦੋਂ ਇਹ ਬਹੁਤ ਗਰਮ ਸੀ ਅਤੇ ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਦੁਆਰਾ ਹਾਵੀ ਸੀ। ਪਲੈਂਕ ਯੁੱਗ ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਯੁੱਗ ਦਾ ਪਹਿਲਾ ਯੁੱਗ ਹੈ ਜੋ ਬਿਗ ਬੈਂਗ ਤੋਂ 10 ਤੱਕ ਚੱਲਿਆ।^-43 ਐੱਸ. 10 ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ ਦੇ ਨਾਲ³² ਕੇ, ਇਸ ਯੁੱਗ ਵਿੱਚ ਬ੍ਰਹਿਮੰਡ ਬਹੁਤ ਗਰਮ ਸੀ। ਪਲੈਂਕ ਯੁੱਗ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਕੁਆਰਕ, ਲੈਪਟਨ, ਅਤੇ ਨਿਊਕਲੀਅਰ ਯੁੱਗ ਸਨ; ਸਾਰੇ ਥੋੜ੍ਹੇ ਸਮੇਂ ਲਈ ਸਨ ਪਰ ਬਹੁਤ ਉੱਚੇ ਤਾਪਮਾਨਾਂ ਦੁਆਰਾ ਦਰਸਾਏ ਗਏ ਸਨ ਜੋ ਬ੍ਰਹਿਮੰਡ ਦੇ ਫੈਲਣ ਦੇ ਨਾਲ ਹੌਲੀ ਹੌਲੀ ਘਟਦੇ ਗਏ।  

ਬ੍ਰਹਿਮੰਡ ਦੇ ਇਸ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਪੜਾਅ ਦਾ ਸਿੱਧਾ ਅਧਿਐਨ ਸੰਭਵ ਨਹੀਂ ਹੈ। ਕੀ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ ਕਣ ਐਕਸਲੇਟਰਾਂ ਵਿੱਚ ਬਿਗ ਬੈਂਗ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਬ੍ਰਹਿਮੰਡ ਦੇ ਪਹਿਲੇ ਤਿੰਨ ਮਿੰਟਾਂ ਦੀਆਂ ਸਥਿਤੀਆਂ ਨੂੰ ਦੁਬਾਰਾ ਬਣਾਉਣਾ। ਐਕਸਲੇਟਰਾਂ/ਟਕਰਾਉਣ ਵਾਲੇ ਕਣਾਂ ਦੇ ਟਕਰਾਅ ਦੁਆਰਾ ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਡੇਟਾ ਬਹੁਤ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਬ੍ਰਹਿਮੰਡ ਲਈ ਇੱਕ ਅਸਿੱਧੇ ਵਿੰਡੋ ਦੀ ਪੇਸ਼ਕਸ਼ ਕਰਦਾ ਹੈ।  

ਕੋਲਾਈਡਰ ਕਣ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਵਿੱਚ ਬਹੁਤ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਖੋਜ ਸੰਦ ਹਨ। ਇਹ ਗੋਲਾਕਾਰ ਜਾਂ ਰੇਖਿਕ ਮਸ਼ੀਨਾਂ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ ਜੋ ਕਣਾਂ ਨੂੰ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਦੀ ਗਤੀ ਦੇ ਨੇੜੇ ਬਹੁਤ ਉੱਚੀ ਗਤੀ ਤੇ ਤੇਜ਼ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ ਅਤੇ ਉਹਨਾਂ ਨੂੰ ਉਲਟ ਦਿਸ਼ਾ ਤੋਂ ਜਾਂ ਕਿਸੇ ਟੀਚੇ ਦੇ ਵਿਰੁੱਧ ਆਉਣ ਵਾਲੇ ਕਿਸੇ ਹੋਰ ਕਣ ਨਾਲ ਟਕਰਾਉਣ ਦੀ ਆਗਿਆ ਦਿੰਦੀਆਂ ਹਨ। ਟਕਰਾਓ ਕੇਲਵਿਨ ਦੇ ਖਰਬਾਂ ਦੇ ਕ੍ਰਮ ਵਿੱਚ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਤਾਪਮਾਨ ਪੈਦਾ ਕਰਦੇ ਹਨ (ਰੇਡੀਏਟੀਅਨ ਯੁੱਗ ਦੇ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਯੁੱਗਾਂ ਵਿੱਚ ਮੌਜੂਦ ਹਾਲਤਾਂ ਦੇ ਸਮਾਨ)। ਟਕਰਾਉਣ ਵਾਲੇ ਕਣਾਂ ਦੀਆਂ ਊਰਜਾਵਾਂ ਜੋੜੀਆਂ ਜਾਂਦੀਆਂ ਹਨ ਇਸਲਈ ਟਕਰਾਉਣ ਵਾਲੀ ਊਰਜਾ ਜ਼ਿਆਦਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਜੋ ਕਿ ਪੁੰਜ-ਊਰਜਾ ਸਮਰੂਪਤਾ ਦੇ ਅਨੁਸਾਰ ਬਹੁਤ ਹੀ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਬ੍ਰਹਿਮੰਡ ਵਿੱਚ ਮੌਜੂਦ ਵਿਸ਼ਾਲ ਕਣਾਂ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਪਦਾਰਥ ਵਿੱਚ ਬਦਲ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਬਹੁਤ ਹੀ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਬ੍ਰਹਿਮੰਡ ਵਿੱਚ ਮੌਜੂਦ ਸਥਿਤੀਆਂ ਵਿੱਚ ਉੱਚ ਊਰਜਾ ਦੇ ਕਣਾਂ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਅਜਿਹੇ ਪਰਸਪਰ ਪ੍ਰਭਾਵ ਉਸ ਸਮੇਂ ਦੇ ਹੋਰ ਪਹੁੰਚਯੋਗ ਸੰਸਾਰ ਨੂੰ ਵਿੰਡੋਜ਼ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਟੱਕਰਾਂ ਦੇ ਉਪ-ਉਤਪਾਦਾਂ ਦਾ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਦੇ ਨਿਯੰਤਰਿਤ ਨਿਯਮਾਂ ਨੂੰ ਸਮਝਣ ਦਾ ਇੱਕ ਤਰੀਕਾ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦਾ ਹੈ।  

ਸ਼ਾਇਦ, ਟਕਰਾਉਣ ਵਾਲਿਆਂ ਦੀ ਸਭ ਤੋਂ ਮਸ਼ਹੂਰ ਉਦਾਹਰਨ CERN ਦੇ ਲਾਰਜ ਹੈਡਰੋਨ ਕੋਲਾਈਡਰ (LHC) ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਵੱਡੇ ਆਕਾਰ ਦੇ ਕੋਲਾਈਡਰ ਹਨ ਜਿੱਥੇ ਹੈਡਰੋਨ (ਸਿਰਫ਼ ਕੁਆਰਕਾਂ ਦੇ ਬਣੇ ਮਿਸ਼ਰਤ ਕਣ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਪ੍ਰੋਟੋਨ ਅਤੇ ਨਿਊਟ੍ਰੋਨ) ਟਕਰਾਉਂਦੇ ਹਨ। ਇਹ ਦੁਨੀਆ ਦਾ ਸਭ ਤੋਂ ਵੱਡਾ ਅਤੇ ਸਭ ਤੋਂ ਸ਼ਕਤੀਸ਼ਾਲੀ ਕੋਲਾਈਡਰ ਹੈ ਜੋ 13 TeV (ਟੇਰਾਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਵੋਲਟਸ) ਦੀ ਊਰਜਾ 'ਤੇ ਟੱਕਰ ਪੈਦਾ ਕਰਦਾ ਹੈ ਜੋ ਕਿ ਇੱਕ ਐਕਸਲੇਟਰ ਦੁਆਰਾ ਪਹੁੰਚੀ ਗਈ ਸਭ ਤੋਂ ਉੱਚੀ ਊਰਜਾ ਹੈ। ਟੱਕਰਾਂ ਦੇ ਉਪ-ਉਤਪਾਦਾਂ ਦਾ ਅਧਿਐਨ ਹੁਣ ਤੱਕ ਬਹੁਤ ਅਮੀਰ ਰਿਹਾ ਹੈ। ਲਾਰਜ ਹੈਡਰਨ ਕੋਲਾਈਡਰ (LHC) ਵਿਖੇ ATLAS ਅਤੇ CMS ਪ੍ਰਯੋਗਾਂ ਦੁਆਰਾ 2012 ਵਿੱਚ ਹਿਗਜ਼ ਬੋਸੋਨ ਦੀ ਖੋਜ ਵਿਗਿਆਨ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਮੀਲ ਪੱਥਰ ਹੈ।  

ਕਣ ਪਰਸਪਰ ਕਿਰਿਆ ਦੇ ਅਧਿਐਨ ਦਾ ਪੈਮਾਨਾ ਐਕਸਲੇਟਰ ਦੀ ਊਰਜਾ ਦੁਆਰਾ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਛੋਟੇ ਅਤੇ ਛੋਟੇ ਪੈਮਾਨੇ 'ਤੇ ਖੋਜ ਕਰਨ ਲਈ, ਕਿਸੇ ਨੂੰ ਉੱਚ ਅਤੇ ਉੱਚ ਊਰਜਾ ਦੇ ਐਕਸਲੇਟਰਾਂ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ, ਕਣ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਦੇ ਮਿਆਰੀ ਮਾਡਲ ਦੀ ਪੂਰੀ ਖੋਜ ਅਤੇ ਛੋਟੇ ਪੈਮਾਨਿਆਂ 'ਤੇ ਜਾਂਚ ਲਈ ਮੌਜੂਦਾ ਸਮੇਂ ਨਾਲੋਂ ਉੱਚ-ਊਰਜਾ ਐਕਸਲੇਟਰਾਂ ਦੀ ਖੋਜ ਹਮੇਸ਼ਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ, ਕਈ ਨਵੇਂ ਉੱਚ-ਊਰਜਾ ਐਕਸਲੇਟਰ ਇਸ ਸਮੇਂ ਪਾਈਪਲਾਈਨ ਵਿੱਚ ਹਨ।  

CERN ਦਾ ਹਾਈ-ਲਿਊਮਿਨੋਸਿਟੀ ਲਾਰਜ ਹੈਡਰੋਨ ਕੋਲਾਈਡਰ (HL – LHC), ਜੋ ਕਿ 2029 ਤੱਕ ਚਾਲੂ ਹੋਣ ਦੀ ਸੰਭਾਵਨਾ ਹੈ, ਨੂੰ ਟੱਕਰਾਂ ਦੀ ਗਿਣਤੀ ਵਧਾ ਕੇ LHC ਦੀ ਕਾਰਗੁਜ਼ਾਰੀ ਨੂੰ ਵਧਾਉਣ ਲਈ ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ ਤਾਂ ਜੋ ਜਾਣੇ-ਪਛਾਣੇ ਮਕੈਨਿਜ਼ਮਾਂ ਦਾ ਵਧੇਰੇ ਵਿਸਥਾਰ ਨਾਲ ਅਧਿਐਨ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕੇ। ਦੂਜੇ ਪਾਸੇ, ਫਿਊਚਰ ਸਰਕੂਲਰ ਕੋਲਾਈਡਰ (FCC) CERN ਦਾ ਬਹੁਤ ਹੀ ਉਤਸ਼ਾਹੀ ਉੱਚ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਵਾਲੇ ਕਣ ਕੋਲਾਈਡਰ ਪ੍ਰੋਜੈਕਟ ਹੈ ਜੋ ਜ਼ਮੀਨ ਤੋਂ 100 ਮੀਟਰ ਹੇਠਾਂ ਘੇਰੇ ਵਿੱਚ ਲਗਭਗ 200 ਕਿਲੋਮੀਟਰ ਹੋਵੇਗਾ ਅਤੇ ਲਾਰਜ ਹੈਡਰਨ ਕੋਲਾਈਡਰ (LHC) ਤੋਂ ਅੱਗੇ ਚੱਲੇਗਾ। ਇਸਦਾ ਨਿਰਮਾਣ 2030 ਦੇ ਦਹਾਕੇ ਵਿੱਚ ਸ਼ੁਰੂ ਹੋਣ ਦੀ ਸੰਭਾਵਨਾ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸਨੂੰ ਦੋ ਪੜਾਵਾਂ ਵਿੱਚ ਲਾਗੂ ਕੀਤਾ ਜਾਵੇਗਾ: FCC-ee (ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਮਾਪ) 2040 ਦੇ ਮੱਧ ਤੱਕ ਚਾਲੂ ਹੋ ਜਾਵੇਗਾ ਜਦੋਂ ਕਿ FCC-hh (ਉੱਚ ਊਰਜਾ) 2070 ਵਿੱਚ ਕੰਮ ਕਰਨਾ ਸ਼ੁਰੂ ਕਰੇਗਾ। FCC ਨੂੰ ਨਵੇਂ, ਭਾਰੀ ਕਣਾਂ ਦੀ ਹੋਂਦ ਦੀ ਖੋਜ ਕਰਨੀ ਚਾਹੀਦੀ ਹੈ, LHC ਦੀ ਪਹੁੰਚ ਤੋਂ ਬਾਹਰ ਅਤੇ ਹਲਕੇ ਕਣਾਂ ਦੀ ਮੌਜੂਦਗੀ ਜੋ ਸਟੈਂਡਰਡ ਮਾਡਲ ਕਣਾਂ ਨਾਲ ਬਹੁਤ ਕਮਜ਼ੋਰ ਤਰੀਕੇ ਨਾਲ ਪਰਸਪਰ ਪ੍ਰਭਾਵ ਪਾਉਂਦੀ ਹੈ।  

ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਕਣਾਂ ਦਾ ਇੱਕ ਸਮੂਹ ਜੋ ਇੱਕ ਕੋਲਾਈਡਰ ਵਿੱਚ ਟਕਰਾਉਂਦੇ ਹਨ, ਹੈਡਰੋਨ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਪ੍ਰੋਟੋਨ ਅਤੇ ਨਿਊਕਲੀਅਸ ਜੋ ਕਿ ਕੁਆਰਕਾਂ ਦੇ ਬਣੇ ਸੰਯੁਕਤ ਕਣ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਇਹ ਭਾਰੀ ਹਨ ਅਤੇ ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੂੰ ਉੱਚ ਊਰਜਾ ਤੱਕ ਪਹੁੰਚਣ ਦੀ ਇਜਾਜ਼ਤ ਦਿੰਦੇ ਹਨ ਜਿਵੇਂ ਕਿ LHC ਦੇ ਮਾਮਲੇ ਵਿੱਚ। ਦੂਜਾ ਸਮੂਹ ਲੇਪਟੌਨਾਂ ਦਾ ਹੈ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਅਤੇ ਪੋਜ਼ੀਟਰੌਨ। ਇਹ ਕਣ ਵੀ ਟਕਰਾ ਸਕਦੇ ਹਨ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਲਾਰਜ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ-ਪੋਜ਼ੀਟ੍ਰੋਨ ਕੋਲਾਈਡਰ (LEPC) ਅਤੇ ਸੁਪਰਕੇਕੇਬੀ ਕੋਲਾਈਡਰ ਦੇ ਮਾਮਲੇ ਵਿੱਚ। ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ-ਪੋਜ਼ੀਟ੍ਰੋਨ ਅਧਾਰਤ ਲੇਪਟਨ ਕੋਲਾਈਡਰ ਦੇ ਨਾਲ ਇੱਕ ਪ੍ਰਮੁੱਖ ਮੁੱਦਾ ਸਿੰਕ੍ਰੋਟ੍ਰੋਨ ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਦੇ ਕਾਰਨ ਵੱਡੀ ਊਰਜਾ ਦਾ ਨੁਕਸਾਨ ਹੈ ਜਦੋਂ ਕਣਾਂ ਨੂੰ ਗੋਲ ਚੱਕਰ ਵਿੱਚ ਮਜਬੂਰ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਜਿਸਨੂੰ ਮਿਊਨ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਦੂਰ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਵਾਂਗ, ਮਿਊਨ ਮੁਢਲੇ ਕਣ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਪਰ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਨਾਲੋਂ 200 ਗੁਣਾ ਭਾਰੀ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਇਸਲਈ ਸਿੰਕ੍ਰੋਟ੍ਰੋਨ ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਕਾਰਨ ਊਰਜਾ ਦਾ ਬਹੁਤ ਘੱਟ ਨੁਕਸਾਨ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।  

ਹੈਡਰੋਨ ਕੋਲਾਈਡਰ ਦੇ ਉਲਟ, ਇੱਕ ਮਿਊਨ ਕੋਲਾਈਡਰ ਘੱਟ ਊਰਜਾ ਵਰਤ ਕੇ ਚੱਲ ਸਕਦਾ ਹੈ ਜੋ 10 TeV ਹੈਡਰੋਨ ਕੋਲਾਈਡਰ ਦੇ ਬਰਾਬਰ 100 TeV ਮਿਊਨ ਕੋਲਾਈਡਰ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ, ਮੂਓਨ ਕੋਲਾਈਡਰ ਉੱਚ ਊਰਜਾ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਦੇ ਪ੍ਰਯੋਗਾਂ ਲਈ ਐਫ.ਸੀ.ਸੀ.-ਈ ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ, ਜਾਂ ਸੀ.ਐਲ.ਆਈ.ਸੀ (ਕੰਪੈਕਟ ਲੀਨੀਅਰ ਕੋਲਾਈਡਰ) ਜਾਂ ਆਈ.ਐੱਲ.ਸੀ. (ਇੰਟਰਨੈਸ਼ਨਲ ਲੀਨੀਅਰ ਕੋਲਾਈਡਰ)। ਉੱਚ ਊਰਜਾ ਵਾਲੇ ਭਵਿੱਖ ਦੇ ਟਕਰਾਅ ਦੀ ਲੰਮੀ ਸਮਾਂ-ਸੀਮਾਵਾਂ ਦੇ ਮੱਦੇਨਜ਼ਰ, ਮੂਓਨ ਕੋਲਾਈਡਰ ਅਗਲੇ ਤਿੰਨ ਦਹਾਕਿਆਂ ਲਈ ਕਣ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਵਿੱਚ ਸਿਰਫ ਸੰਭਾਵੀ ਖੋਜ ਸੰਦ ਹੋ ਸਕਦੇ ਹਨ। ਮੂਓਨ ਸਟੈਂਡਰਡ ਮਾਡਲ ਤੋਂ ਪਰੇ ਦੀ ਖੋਜ ਲਈ ਅਨੋਮੋਲਸ ਮੈਗਨੈਟਿਕ ਮੋਮੈਂਟ (g-2) ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਡਾਈਪੋਲ ਮੋਮੈਂਟ (EDM) ਦੇ ਅਤਿ-ਸਹੀ ਮਾਪ ਲਈ ਉਪਯੋਗੀ ਹੋ ਸਕਦੇ ਹਨ। ਮਿਊਨ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੇ ਕਈ ਅੰਤਰ-ਅਨੁਸ਼ਾਸਨੀ ਖੋਜ ਖੇਤਰਾਂ ਵਿੱਚ ਵੀ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨ ਹਨ।  

ਹਾਲਾਂਕਿ, ਮਿਊਨ ਕੋਲਾਈਡਰਾਂ ਨੂੰ ਸਾਕਾਰ ਕਰਨ ਵਿੱਚ ਤਕਨੀਕੀ ਚੁਣੌਤੀਆਂ ਹਨ। ਹੈਡਰੋਨ ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਦੇ ਉਲਟ ਜੋ ਸੜਦੇ ਨਹੀਂ ਹਨ, ਮਿਊਨ ਦਾ ਇੱਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਅਤੇ ਨਿਊਟ੍ਰੀਨੋ ਵਿੱਚ ਸੜਨ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ ਸਿਰਫ 2.2 ਮਾਈਕ੍ਰੋ ਸੈਕਿੰਡ ਦਾ ਛੋਟਾ ਜੀਵਨ ਕਾਲ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਪਰ ਮਿਊਨ ਦਾ ਜੀਵਨ ਕਾਲ ਊਰਜਾ ਦੇ ਨਾਲ ਵਧਦਾ ਹੈ ਜਿਸਦਾ ਅਰਥ ਹੈ ਕਿ ਇਸਦੇ ਸੜਨ ਨੂੰ ਮੁਲਤਵੀ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ ਜੇਕਰ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਤੇਜ਼ ਕੀਤਾ ਜਾਵੇ। ਪਰ ਮਿਊਨ ਨੂੰ ਤੇਜ਼ ਕਰਨਾ ਤਕਨੀਕੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਮੁਸ਼ਕਲ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਉਨ੍ਹਾਂ ਕੋਲ ਇੱਕੋ ਦਿਸ਼ਾ ਜਾਂ ਗਤੀ ਨਹੀਂ ਹੈ।  

ਹਾਲ ਹੀ ਵਿੱਚ, ਜਾਪਾਨ ਪ੍ਰੋਟੋਨ ਐਕਸਲੇਟਰ ਰਿਸਰਚ ਕੰਪਲੈਕਸ (ਜੇ-ਪੀਏਆਰਸੀ) ਦੇ ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਮਿਊਨ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੀਆਂ ਚੁਣੌਤੀਆਂ ਨੂੰ ਪਾਰ ਕਰਨ ਵਿੱਚ ਸਫਲਤਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀ ਹੈ। ਉਹ ਦੁਨੀਆ ਵਿੱਚ ਪਹਿਲੀ ਵਾਰ ਇੱਕ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਮਿਊਨ ਨੂੰ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਦੀ ਗਤੀ ਦੇ ਲਗਭਗ 4% ਤੱਕ ਵਧਾਉਣ ਵਿੱਚ ਸਫਲ ਹੋਏ। ਇਹ ਕੂਲਿੰਗ ਅਤੇ ਪ੍ਰਵੇਗ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੇ ਸਾਲਾਂ ਦੇ ਨਿਰੰਤਰ ਵਿਕਾਸ ਦੇ ਬਾਅਦ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਮਿਊਨ ਦੇ ਕੂਲਿੰਗ ਅਤੇ ਪ੍ਰਵੇਗ ਦਾ ਪਹਿਲਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਸੀ।  

J-PARC 'ਤੇ ਪ੍ਰੋਟੋਨ ਐਕਸਲੇਟਰ ਪ੍ਰਤੀ ਸਕਿੰਟ ਲਗਭਗ 100 ਮਿਲੀਅਨ ਮਿਊਨ ਪੈਦਾ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਦੀ ਗਤੀ ਦੇ ਨੇੜੇ ਪ੍ਰੋਟੋਨ ਨੂੰ ਤੇਜ਼ ਕਰਕੇ ਅਤੇ ਇਸ ਨੂੰ ਗ੍ਰੇਫਾਈਟ ਨੂੰ ਪਾਇਓਨ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਹਿੱਟ ਕਰਨ ਦੀ ਆਗਿਆ ਦੇ ਕੇ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਮਿਊਨ ਪਾਇਨਜ਼ ਦੇ ਸੜਨ ਵਾਲੇ ਉਤਪਾਦ ਵਜੋਂ ਬਣਦੇ ਹਨ।  

ਖੋਜ ਟੀਮ ਨੇ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਦੀ ਗਤੀ ਦੇ ਲਗਭਗ 30% ਦੀ ਗਤੀ ਵਾਲੇ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਮਿਊਨ ਪੈਦਾ ਕੀਤੇ ਅਤੇ ਉਹਨਾਂ ਨੂੰ ਸਿਲਿਕਾ ਐਰੋਜੇਲ ਵਿੱਚ ਗੋਲੀ ਮਾਰ ਦਿੱਤੀ। ਸਿਲਿਕਾ ਏਅਰਗੇਲ ਵਿੱਚ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਦੇ ਨਾਲ ਮਿਲਾਉਣ ਦੀ ਇਜਾਜ਼ਤ ਦਿੱਤੀ ਗਈ ਮਿਉਨੀਅਮ ਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਮੁਓਨੀਅਮ (ਇੱਕ ਨਿਰਪੱਖ, ਪਰਮਾਣੂ-ਵਰਗੇ ਕਣ ਜਾਂ ਸੂਡੋ ਐਟਮ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਕੇਂਦਰ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਮਿਊਨ ਅਤੇ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਮਿਊਨ ਦੇ ਦੁਆਲੇ ਇੱਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਹੁੰਦਾ ਹੈ) ਦਾ ਨਿਰਮਾਣ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਲੇਜ਼ਰ ਦੁਆਰਾ ਇਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਦੁਆਰਾ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਨੂੰ ਮੂਓਨੀਅਮ ਤੋਂ ਬਾਹਰ ਕੱਢ ਦਿੱਤਾ ਗਿਆ ਜਿਸ ਨਾਲ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਮਿਊਨ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਦੀ ਗਤੀ ਦੇ ਲਗਭਗ 0.002% ਤੱਕ ਠੰਢੇ ਹੋਏ। ਉਸ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਰੇਡੀਓ-ਫ੍ਰੀਕੁਐਂਸੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਫੀਲਡ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਠੰਢੇ ਹੋਏ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਮਿਊਨ ਨੂੰ ਤੇਜ਼ ਕੀਤਾ ਗਿਆ। ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਬਣਾਏ ਗਏ ਪ੍ਰਵੇਗਿਤ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਮਿਉਨ ਦਿਸ਼ਾ-ਨਿਰਦੇਸ਼ ਸਨ ਕਿਉਂਕਿ ਉਹ ਜ਼ੀਰੋ ਤੋਂ ਸ਼ੁਰੂ ਹੋ ਕੇ ਬਹੁਤ ਹੀ ਦਿਸ਼ਾਤਮਕ ਮਿਊਨ ਬੀਮ ਬਣਦੇ ਸਨ ਕਿਉਂਕਿ ਹੌਲੀ-ਹੌਲੀ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਦੀ ਗਤੀ ਦੇ ਲਗਭਗ 4% ਤੱਕ ਪਹੁੰਚਦੇ ਹੋਏ ਤੇਜ਼ ਹੁੰਦੇ ਸਨ। ਇਹ ਮਿਊਨ ਪ੍ਰਵੇਗ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਮੀਲ ਪੱਥਰ ਹੈ।  

ਖੋਜ ਟੀਮ ਅੰਤ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਦੀ ਗਤੀ ਦੇ 94% ਤੱਕ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਮਿਊਨ ਨੂੰ ਤੇਜ਼ ਕਰਨ ਦੀ ਯੋਜਨਾ ਬਣਾ ਰਹੀ ਹੈ। 

*** 

ਹਵਾਲੇ:  

1. ਓਰੇਗਨ ਯੂਨੀਵਰਸਿਟੀ. ਅਰਲੀ ਬ੍ਰਹਿਮੰਡ - ਟਿਮ ਦੀ ਸ਼ੁਰੂਆਤ ਵੱਲ। 'ਤੇ ਉਪਲਬਧ ਹੈ https://pages.uoregon.edu/jimbrau/astr123/Notes/Chapter27.html 

2. CERN. ਤੇਜ਼ ਵਿਗਿਆਨ - ਮੂਓਨ ਕੋਲਾਈਡਰ। https://home.cern/science/accelerators/muon-collider 'ਤੇ ਉਪਲਬਧ ਹੈ 

3. ਜੇ-ਪੀ.ਏ.ਆਰ.ਸੀ. ਪ੍ਰੈਸ ਰਿਲੀਜ਼ – ਵਿਸ਼ਵ ਦਾ ਪਹਿਲਾ ਕੂਲਿੰਗ ਅਤੇ ਮੂਓਨ ਦਾ ਪ੍ਰਵੇਗ। 23 ਮਈ 2024 ਨੂੰ ਪੋਸਟ ਕੀਤਾ ਗਿਆ। 'ਤੇ ਉਪਲਬਧ https://j-parc.jp/c/en/press-release/2024/05/23001341.html  

4. ਏਰੀਟੋਮ ਐਸ., ਐਟ ਅਲ., 2024. ਰੇਡੀਓ-ਫ੍ਰੀਕੁਐਂਸੀ ਕੈਵਿਟੀ ਦੁਆਰਾ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਮਿਊਨਜ਼ ਦਾ ਪ੍ਰਵੇਗ। arXiv 'ਤੇ ਪ੍ਰੀਪ੍ਰਿੰਟ ਕਰੋ। 15 ਅਕਤੂਬਰ 2024 ਨੂੰ ਦਰਜ ਕੀਤਾ ਗਿਆ। DOI: https://doi.org/10.48550/arxiv.2410.11367  

*** 

ਸੰਬੰਧਿਤ ਲੇਖ  

ਬੁਨਿਆਦੀ ਕਣ ਇੱਕ ਤੇਜ਼ ਨਜ਼ਰ. ਦੇਖਿਆ ਗਿਆ ਉੱਚਤਮ ਊਰਜਾ 'ਤੇ "ਚੋਟੀ ਦੇ ਕੁਆਰਕਾਂ" ਵਿਚਕਾਰ ਕੁਆਂਟਮ ਉਲਝਣਾ  (ਐਕਸ.ਐੱਨ.ਐੱਮ.ਐੱਮ.ਐਕਸ ਸਤੰਬਰ ਐਕਸ.ਐੱਨ.ਐੱਮ.ਐੱਮ.ਐਕਸ).  

***