यूएसएसआर में प्रौद्योगिकी तेजी से विकसित हुई।बस क्या है पहले कृत्रिम पृथ्वी उपग्रह का प्रक्षेपण, जिसे पूरी दुनिया ने देखा। कुछ लोगों को पता है कि उसी 1957 में यूएसएसआर में एक सिंक्रोफैसोट्रॉन लॉन्च किया गया था (अर्थात, इसे न केवल पूरा किया गया था और ऑपरेशन में डाल दिया गया था, बल्कि लॉन्च किया गया था)। यह शब्द प्राथमिक कणों को फैलाने के लिए एक संस्थापन को निर्दिष्ट करता है। आज लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर के बारे में लगभग सभी ने सुना है - यह इस लेख में वर्णित डिवाइस का एक नया और बेहतर संस्करण है।
यह सेटअप एक बड़े . का प्रतिनिधित्व करता हैप्राथमिक कणों (प्रोटॉन) का एक त्वरक, जो सूक्ष्म जगत के गहन अध्ययन के साथ-साथ इन कणों की एक दूसरे के साथ बातचीत की अनुमति देता है। अध्ययन करने का तरीका बहुत सरल है: प्रोटॉन को छोटे टुकड़ों में तोड़ दें और देखें कि अंदर क्या है। यह सब सरल लगता है, लेकिन एक प्रोटॉन को तोड़ना एक अत्यंत कठिन कार्य है, जिसके लिए इतनी विशाल संरचना के निर्माण की आवश्यकता होती है। यहां, एक विशेष सुरंग के माध्यम से, कणों को जबरदस्त गति से तेज किया जाता है और फिर लक्ष्य पर भेजा जाता है। जब वे इसे मारते हैं, तो वे छोटे टुकड़ों में उड़ जाते हैं। सिंक्रोफैसोट्रॉन का निकटतम "सहयोगी", लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर, लगभग एक ही सिद्धांत पर काम करता है, केवल वहाँ कण विपरीत दिशाओं में त्वरित होते हैं और एक खड़े लक्ष्य से नहीं टकराते हैं, लेकिन एक दूसरे से टकराते हैं।
अब आप थोडा समझ गए कि यह क्या है -सिंक्रोफैसोट्रॉन। यह माना जाता था कि स्थापना माइक्रोवर्ल्ड के अध्ययन में एक वैज्ञानिक सफलता हासिल करेगी। बदले में, यह नए तत्व और सस्ते ऊर्जा स्रोत प्राप्त करने के तरीके खोलेगा। आदर्श रूप से, वे ऐसे तत्वों की खोज करना चाहते थे जो समृद्ध यूरेनियम की दक्षता में बेहतर हों, जबकि कम हानिकारक और निपटाने में आसान हों।
यह ध्यान देने योग्य है कि यह स्थापना बनाई गई थीएक वैज्ञानिक और तकनीकी सफलता के कार्यान्वयन के लिए, लेकिन इसके लक्ष्य न केवल शांतिपूर्ण थे। कई मायनों में वैज्ञानिक और तकनीकी सफलता सैन्य हथियारों की होड़ के कारण है। सिंक्रोफैसोट्रॉन को "टॉप सीक्रेट" शीर्षक के तहत बनाया गया था, और इसका विकास और निर्माण परमाणु बम के निर्माण के हिस्से के रूप में किया गया था। यह मान लिया गया था कि उपकरण परमाणु बलों का एक आदर्श सिद्धांत तैयार करेगा, लेकिन सब कुछ इतना सरल नहीं निकला। आज भी, यह सिद्धांत अनुपस्थित है, हालांकि तकनीकी प्रगति ने काफी प्रगति की है।
यदि आप संक्षेप में और समझने योग्य भाषा में बोलते हैं?एक सिंक्रोफैसोट्रॉन एक ऐसी सुविधा है जहां प्रोटॉन को उच्च गति के लिए त्वरित किया जा सकता है। इसमें एक लूप वाली ट्यूब होती है जिसके अंदर एक वैक्यूम होता है और शक्तिशाली इलेक्ट्रोमैग्नेट होते हैं जो प्रोटॉन को अराजक रूप से आगे बढ़ने से रोकते हैं। जब प्रोटॉन अपनी गति की अधिकतम गति तक पहुँच जाते हैं, तो उनका प्रवाह एक विशेष लक्ष्य की ओर निर्देशित होता है। इसके खिलाफ प्रहार करते हुए, प्रोटॉन छोटे-छोटे टुकड़ों में बिखर जाते हैं। वैज्ञानिक एक विशेष बुलबुला कक्ष में उड़ने वाले मलबे के निशान देख सकते हैं, और इन निशानों से वे स्वयं कणों की प्रकृति का विश्लेषण करते हैं।
बुलबुला कक्ष थोड़ा दिनांकित हैप्रोटॉन के निशान को ठीक करने के लिए उपकरण। आज, ऐसे प्रतिष्ठान अधिक सटीक राडार का उपयोग करते हैं जो प्रोटॉन मलबे की गति के बारे में अधिक जानकारी प्रदान करते हैं।
सिंक्रोफैसोट्रॉन के सरल सिद्धांत के बावजूद, स्वयंयह स्थापना उच्च तकनीक है, और इसका निर्माण केवल तकनीकी और वैज्ञानिक विकास के पर्याप्त स्तर के साथ ही संभव है, जो निस्संदेह यूएसएसआर के पास था। यदि हम एक सादृश्य देते हैं, तो एक साधारण सूक्ष्मदर्शी वह उपकरण है, जिसका उद्देश्य सिंक्रोफैसोट्रॉन के उद्देश्य से मेल खाता है। दोनों डिवाइस आपको सूक्ष्म जगत का पता लगाने की अनुमति देते हैं, केवल बाद वाला आपको "गहरी खुदाई" करने की अनुमति देता है और इसमें कुछ अजीब शोध पद्धति होती है।
डिवाइस के संचालन को सरल शब्दों में ऊपर वर्णित किया गया था।बेशक, सिंक्रोफैसोट्रॉन के संचालन का सिद्धांत अधिक जटिल है। तथ्य यह है कि कणों को तेज गति से तेज करने के लिए, सैकड़ों अरबों वोल्ट का संभावित अंतर प्रदान करना आवश्यक है। तकनीकी विकास के वर्तमान चरण में भी यह असंभव है, पिछले वाले की तो बात ही छोड़ दें।
इसलिए, कणों को तितर-बितर करने का निर्णय लिया गयाधीरे-धीरे और उन्हें लंबे समय तक एक सर्कल में चलाएं। प्रत्येक सर्कल में, प्रोटॉन ऊर्जा से भरे हुए थे। लाखों क्रांतियों के पारित होने के परिणामस्वरूप, आवश्यक गति प्राप्त करना संभव हो गया, जिसके बाद उन्हें लक्ष्य पर भेजा गया।
यह सिंक्रोफैसोट्रॉन में प्रयुक्त सिद्धांत है।सबसे पहले, कण कम गति से सुरंग के साथ चले गए। प्रत्येक गोद में, वे तथाकथित त्वरण अंतराल में गिर गए, जहां उन्होंने ऊर्जा का एक अतिरिक्त प्रभार प्राप्त किया और गति पकड़ ली। त्वरण के ये खंड कैपेसिटर हैं, जिनमें से वैकल्पिक वोल्टेज की आवृत्ति रिंग से गुजरने वाले प्रोटॉन की आवृत्ति के बराबर होती है। यही है, कणों ने त्वरण खंड को एक नकारात्मक चार्ज के साथ मारा, इस समय वोल्टेज में तेजी से वृद्धि हुई, जिससे उन्हें गति मिली। यदि कण त्वरण खंड से धनात्मक आवेश से टकराते हैं, तो उनकी गति धीमी हो जाती है। और यह एक सकारात्मक विशेषता है, क्योंकि इसकी वजह से पूरा प्रोटॉन बीम एक ही गति से आगे बढ़ रहा था।
और इसलिए इसे लाखों बार दोहराया गया, और जब कणआवश्यक गति हासिल करने के बाद, उन्हें एक विशेष लक्ष्य पर भेजा गया, जिसके खिलाफ वे दुर्घटनाग्रस्त हो गए। फिर वैज्ञानिकों के एक समूह ने कणों के टकराने के परिणामों का अध्ययन किया। इस प्रकार सिंक्रोफैसोट्रॉन ने काम किया।
ज्ञात हो कि इस विशाल त्वरण मशीन मेंकणों, शक्तिशाली विद्युत चुम्बकों का भी उपयोग किया जाता था। लोग गलती से मानते हैं कि उनका उपयोग प्रोटॉन को तेज करने के लिए किया गया था, लेकिन ऐसा नहीं है। कणों को विशेष कैपेसिटर (त्वरण के खंड) की मदद से त्वरित किया गया था, और मैग्नेट ने केवल प्रोटॉन को कड़ाई से निर्दिष्ट प्रक्षेपवक्र में रखा था। उनके बिना, प्राथमिक कणों के बीम की निरंतर गति असंभव होगी। और इलेक्ट्रोमैग्नेट की उच्च शक्ति को गति की उच्च गति पर प्रोटॉन के बड़े द्रव्यमान द्वारा समझाया गया है।
इसे बनाने में मुख्य समस्याओं में से एकस्थापना कणों के त्वरण में शामिल थी। बेशक, उन्हें प्रत्येक गोद में तेज किया जा सकता था, लेकिन जैसे-जैसे वे तेज होते गए, उनका द्रव्यमान अधिक होता गया। प्रकाश की गति के करीब गति की गति से (जैसा कि आप जानते हैं, प्रकाश की गति से तेज गति से कुछ भी नहीं चल सकता), उनका द्रव्यमान बहुत अधिक हो गया, जिससे उन्हें एक गोलाकार कक्षा में रखना मुश्किल हो गया। स्कूली पाठ्यक्रम से हम जानते हैं कि चुंबकीय क्षेत्र में तत्वों की गति की त्रिज्या उनके द्रव्यमान के व्युत्क्रमानुपाती होती है, इसलिए, प्रोटॉन के द्रव्यमान में वृद्धि के साथ, हमें त्रिज्या को बढ़ाना पड़ा और बड़े मजबूत चुम्बकों का उपयोग करना पड़ा। भौतिकी के ये नियम अनुसंधान की संभावनाओं को गंभीर रूप से सीमित कर देते हैं। वैसे, वे यह भी बता सकते हैं कि सिंक्रोफैसोट्रॉन इतना विशाल क्यों निकला। सुरंग जितनी बड़ी होगी, प्रोटॉन को सही दिशा में ले जाने के लिए एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र बनाने के लिए बड़े चुंबक स्थापित किए जा सकते हैं।
दूसरी समस्या चलते समय ऊर्जा की हानि है।कण, जब एक वृत्त के चारों ओर से गुजरते हैं, तो ऊर्जा का उत्सर्जन करते हैं (इसे खो देते हैं)। नतीजतन, गति से चलते समय, ऊर्जा का हिस्सा वाष्पित हो जाता है, और गति की गति जितनी अधिक होती है, नुकसान उतना ही अधिक होता है। जल्दी या बाद में, एक क्षण आता है जब उत्सर्जित और प्राप्त ऊर्जा के मूल्यों की तुलना की जाती है, जिससे कणों को और तेज करना असंभव हो जाता है। नतीजतन, बड़ी क्षमताओं की आवश्यकता है।
हम कह सकते हैं कि अब हम अधिक सटीक रूप से समझते हैं कि यह एक सिंक्रोफैसोट्रॉन है। लेकिन परीक्षणों के दौरान वैज्ञानिकों ने वास्तव में क्या हासिल किया?
स्वाभाविक रूप से, यह स्थापना काम नहीं किया।एक ट्रेस के बिना। हालांकि इससे अधिक गंभीर परिणाम आने की उम्मीद थी, लेकिन कुछ अध्ययन बेहद उपयोगी रहे हैं। विशेष रूप से, वैज्ञानिकों ने त्वरित ड्यूटेरॉन के गुणों का अध्ययन किया, लक्ष्य के साथ भारी आयनों की बातचीत, और खर्च किए गए यूरेनियम -238 के निपटान के लिए एक अधिक कुशल तकनीक विकसित की। और यद्यपि एक सामान्य व्यक्ति के लिए ये सभी परिणाम बहुत कम कहते हैं, वैज्ञानिक क्षेत्र में उनके महत्व को कम करना मुश्किल है।
सिंक्रोफैसोट्रॉन में किए गए परिणामपरीक्षण आज भी लागू होते हैं। विशेष रूप से, उनका उपयोग परमाणु ईंधन पर चलने वाले बिजली संयंत्रों के निर्माण में किया जाता है, जिनका उपयोग अंतरिक्ष रॉकेट, रोबोटिक्स और जटिल उपकरणों के निर्माण में किया जाता है। बेशक, इस परियोजना के विज्ञान और तकनीकी प्रगति में योगदान काफी बड़ा है। कुछ परिणाम सैन्य क्षेत्र में भी लागू होते हैं। और यद्यपि वैज्ञानिक नए तत्वों की खोज नहीं कर पाए हैं जिनका उपयोग नए परमाणु बम बनाने के लिए किया जा सकता है, वास्तव में कोई नहीं जानता कि यह सच है या नहीं। यह बहुत संभव है कि कुछ परिणाम आबादी से छिपे हों, क्योंकि यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि यह परियोजना "टॉप सीक्रेट" शीर्षक के तहत लागू की गई थी।
अब आप समझते हैं कि यह एक सिंक्रोफैसोट्रॉन है, औरयूएसएसआर की वैज्ञानिक और तकनीकी प्रगति में इसकी क्या भूमिका है। आज भी, कई देशों में ऐसे प्रतिष्ठानों का सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है, केवल पहले से ही अधिक उन्नत संस्करण हैं - न्यूक्लोट्रॉन। लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर शायद आज तक के सिंक्रोफैसोट्रॉन विचार का सबसे अच्छा कार्यान्वयन है। इस स्थापना का उपयोग वैज्ञानिकों को जबरदस्त गति से चलने वाले प्रोटॉन के दो बीमों की टक्कर के कारण माइक्रोवर्ल्ड को अधिक सटीक रूप से समझने की अनुमति देता है।
सोवियत सिंक्रोफैसोट्रॉन की वर्तमान स्थिति के लिए, इसे एक इलेक्ट्रॉन त्वरक में परिवर्तित कर दिया गया था। अब वह FIAN में काम करता है।
