मार्च 2, 2021

विज्ञानाचा वाटसरू

अणु ते अंतराळ

लार्ज हॅड्रॉन कोलायडर (भाग १ ला )

लार्ज हॅड्रॉन कोलायडर हा जगातील सर्वात मोठा आणि सर्वात शक्तिशाली पार्टिकल कोलायडर असून हे जगातील सर्वात मोठे यंत्र देखील आहे. लार्ज हॅड्रॉन कोलायडरला युरोपियन रिसर्च ऑर्गनायझेशन 1998 ते 2008 या काळामध्ये 10000 वैज्ञानिकांच्या सहाय्याने 100 पेक्षा अधिक देशांच्या सहाय्याने भरवण्यात आलं. हे यंत्र सुमारे सत्तावीस किलोमीटर लांबीच्या वर्तुळाच्या स्वरूपात असून याची जमिनीखाली खोली ५० मीटर ते १७५ मीटर इतकी आहे. हे यंत्र बारा फूट रुंदीच्या काँक्रीटच्या बोगद्यामध्ये असून हा बोगदा स्विझर्लंड आणि फ्रान्स यामधील हद्द चार वेळा पार करतो. परंतु या यंत्राचा बहुतांश भाग फ्रान्स देशामध्ये आहे. या बोगद्यामध्ये दोन समांतर बीम (झोत) लाइन किंवा झोत नळी असून प्रत्येकामधून एक बीम म्हणजेच झोत प्रवास करतो. दोन नळ्यांमधील दोन झोत हे विरुद्ध दिशेने प्रवास करतात. या नळ्या चार ठिकाणी एकमेकांना छेदतात, आणि याच ठिकाणी पदार्थ कण एकमेकांना आपटतात.

लार्ज हॅड्रॉन कोलायडर हे यंत्र विशेष करून दोन प्रोटॉनची टक्कर झाल्यावर निर्माण होणाऱ्या सूक्ष्मकणांचा अभ्यास करण्यासाठी बनवलेलं आहे. या यंत्रामध्ये दिवसातून एकदा किंवा दोनदा प्रोटॉनची ऊर्जा ४५० जी ई व्ही पासून ६.५ टि ई व्ही इतकी केली जाते. या प्रचंड ऊर्जेचा परिणाम असा होतो की हे प्रोटॉन प्रचंड वेगाने म्हणजे प्रकाशाचा वेगाच्या केवळ ०.९९९९९९ इतक्या वेगाने प्रवास करतात म्हणजेच त्यांचा वेग प्रकाशाच्या वेगापेक्षा केवळ ३.१ मी/सेकंद इतकाच कमी असतो. या प्रचंड वेगामुळे २६.७ किमी लांबीची ही वर्तुळाकार नळी पार करायला प्रोटॉनना फक्त ९० मायक्रो सेकंद लागतात. यामुळे हे प्रोटॉन एका सेकंदामध्ये या वर्तुळाकार नळीच्या ११२४४ इतक्या प्रदक्षिणा पूर्ण करतात.

या यंत्रामध्ये प्रोटॉनचे सलग झोत पाठवण्या ऐवजी त्यांच्या २८०८ तुकड्या करून त्यांना प्रत्येक प्रत्येक तुकडीमध्ये ११५ अब्ज प्रोटॉन पाठवले जातात, जेणेकरून त्यांची टक्कर ठराविक वेळाने होत राहील.

लार्ज हॅड्रॉन कोलायडर हा विशेष करून प्रोटॉन प्रोटॉनच्या टक्करीचा अभ्यास करायला निर्माण केला गेला आहे. परंतु वर्षातून एखादा महिना जड तसेच हलक्या आयनांची टक्कर देखील या या यंत्रात केली जाते. जड आयनांंच्या टक्करीचे मुख्य लक्ष क्वार्क ग्लुऑन प्लाझ्माचा अभ्यास करणे हे आहे. हा प्लाझ्मा विश्वाच्या सुरुवातीच्या काळात अस्तित्वात होता.

लार्ज हॅड्रॉन कोलायडरचे सुरुवातीचे लक्ष्य हिग्ज बोसॉनचे अस्तित्व तपासणे हे होते. अर्थातच या यंत्राच्या यशस्वी प्रयोगांनी हिग्ज बोसॉनच्या अस्तित्वाला दुजोरा दिला. याबरोबरच या यंत्रामुळे सुपर सिमेट्रीक कणांचा अभ्यास करणं शक्य झालं. लार्ज हॅड्रॉन कोलायडरने याव्यतिरिक्त अन्य खूप ठिकाणी संशोधनामध्ये हातभार लावलेला आहे. आपण विज्ञानाचा अभ्यास करताना या गोष्टींची हळूहळू माहिती घेऊ.