COMPASS experiment
એનએ58 પ્રયોગ, અથવા કોમ્પાસ ("કોમન મ્યૂન એન્ડ પ્રોટોન એપરેટસ ફોર સ્ટ્રક્ચર એન્ડ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી" માટે વપરાય છે) એ સીઇઆરએન ખાતે એસપીએસની એમ2 બીમ લાઇન પર 60 મીટર લાંબો નિશ્ચિત લક્ષ્ય પ્રયોગ છે. પ્રાયોગિક હોલ સીઇઆરએન નોર્થ એરિયામાં સ્થિત છે, જે ફ્રેન્ચ ગામ પ્રેવેસિન-મોન્સની નજીક છે. આ પ્રયોગ અસંખ્ય ટ્રેકિંગ ડિટેક્ટર્સ, કણ ઓળખ અને કેલરીમેટ્રી સાથે બે તબક્કાનું સ્પેક્ટ્રોમીટર છે. ભૌતિકશાસ્ત્રના પરિણામો સ્કેટરિંગ પ્રક્રિયાઓની અંતિમ સ્થિતિઓને રેકોર્ડ કરીને અને તેનું વિશ્લેષણ કરીને કાઢવામાં આવે છે. બહુમુખી સેટઅપ, વિવિધ લક્ષ્યો અને કણ બીમનો ઉપયોગ વિવિધ પ્રક્રિયાઓની તપાસને મંજૂરી આપે છે. મુખ્ય ભૌતિકશાસ્ત્રના ધ્યેયો ન્યુક્લિયોન સ્પિન માળખા અને હેડ્રોન સ્પેક્ટ્રોસ્કોપીની તપાસ છે. આ સહયોગમાં 13 જુદા જુદા દેશોના 220 ભૌતિકશાસ્ત્રીઓનો સમાવેશ થાય છે, જેમાં 28 યુનિવર્સિટીઓ અને સંશોધન સંસ્થાઓ સામેલ છે. ઇતિહાસ અને ભૌતિકશાસ્ત્રના લક્ષ્યાંકો કોમ્પાસ પ્રયોગની દરખાસ્ત 1996માં કરવામાં આવી હતી અને તેને CERN સંશોધન સમિતિ દ્વારા મંજૂરી આપવામાં આવી હતી. 1999 અને 2001 ની વચ્ચે, પ્રયોગની સ્થાપના કરવામાં આવી હતી અને અંતે 2001 માં, પ્રથમ કમિશનિંગ રન કરવામાં આવ્યો હતો. એલએચસી પ્રયોગોની શરૂઆત સુધી, કોમ્પાસ સીઇઆરએન ખાતે ડેટા લેવાનો સૌથી મોટો પ્રયોગ હતો. તે માઇક્રોમેગાસ, જીઇએમ ડિટેક્ટર્સ અને તાજેતરમાં ટીએચજીઇએમ ફોટોન ડિટેક્શન જેવી નવી ડિટેક્ટર અને રીડઆઉટ તકનીકોને અપનાવવામાં પણ અગ્રણી છે. ડેટા લેવાને કોમ્પાસ I અને II તબક્કામાં વહેંચવામાં આવે છે. COMPASS I (2002-2011) ન્યુક્લિયોન સ્પિન માળખું ન્યુક્લિયોનમાં ગ્લુઓન ધ્રુવીકરણ u, d, s ન્યુક્લિયોન સ્પિન ટ્રાન્સવર્સ સ્પિન ક્વાર્ક ટ્રાન્સવર્સ મોમેન્ટમ ડિસ્ટ્રિબ્યુશન પિયોન ધ્રુવીકરણ વિદેશી સ્થિતિઓ માટે શોધઃ લાઇટ મેસન સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી બેરિયન સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી COMPASS II (2012-2021) ન્યુક્લિયન ટોમોગ્રાફી (ડીપ વર્ચ્યુઅલ કોમ્પટન સ્કેટરિંગ) અનપોલરાઇઝ્ડ ક્વાર્ક ટ્રાન્સવર્સ મોમેન્ટમ ડિસ્ટ્રિબ્યુશન અને સ્ટ્રેન્જેનેસ પિયોન અને કેઓન ધ્રુવીકરણ ધ્રુવીકૃત ડ્રેલ-યાનઃ ટ્રાન્સવર્સ મોમેન્ટમ ડિસ્ટ્રિબ્યુશનની સાર્વત્રિકતા d-ક્વાર્ક ટ્રાન્સવર્સીટી પ્રાયોગિક ઉપકરણ પ્રયોગમાં ત્રણ મુખ્ય ભાગોનો સમાવેશ થાય છેઃ બીમ ટેલિસ્કોપ, લક્ષ્ય કણ બીમ એમ 2 બીમ લાઇન વિવિધ ગૌણ અને તૃતીય કણ બીમનું પરિવહન કરવામાં સક્ષમ છે, જે તમામ સુપર પ્રોટોન સિંક્રોટ્રોનમાંથી ઉદ્ભવે છે. પ્રાથમિક પ્રોટોન બીમ (400 જીઇવી/સી અને સુપર સાયકલ દીઠ <આઇડી1> પ્રોટોન સુધી) બેરિલિયમ ઉત્પાદન લક્ષ્ય પર સંચાલિત થાય છે જે ગૌણ હેડ્રોન ઉત્પન્ન કરે છે, જેમાં મુખ્યત્વે (વિરોધી) પ્રોટોન, પાયોન અને કેઓનનો સમાવેશ થાય છે. ઉત્પાદન લક્ષ્ય અને પ્રયોગને 1.1 કિમી લાંબી ટ્રાન્સફર લાઇન દ્વારા અલગ કરવામાં આવે છે, જે નબળા સડો અને મોટા હેડ્રોન શોષકોના ઉપયોગ દ્વારા કુદરતી રીતે સ્પિન-ધ્રુવીકૃત મ્યુઓન બીમનું ઉત્પાદન કરવાની મંજૂરી આપે છે. બીમ લાઇન 280 જીઇવી/સી ની ગતિ સુધી બીમનું પરિવહન કરવા માટે રચાયેલ છે. સામાન્ય રીતે, કોમ્પાસ દ્વારા પાંચ અલગ-અલગ બીમનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છેઃ 160 જીઇવી/સી અથવા 200 જીઇવી/સી નોમિનલ મોમેન્ટમ સાથે પોઝિટિવ અને નેગેટિવ મ્યુઓન બીમ, 190 જીઇવી/સી નોમિનલ મોમેન્ટમ સાથે પોઝિટિવ હેડ્રોન બીમ અને 75 ટકા પ્રોટોનની રચના, 24 ટકા પિયોન અને 1 ટકા કેઓન, 190 જીઇવી/સી નોમિનલ મોમેન્ટમ સાથે નેગેટિવ હેડ્રોન બીમ અને 1 ટકા એન્ટિ-પ્રોટોન, 97 ટકા પિયોન અને 2 ટકા કેઓનની રચના, કેલિબ્રેશન હેતુઓ માટે ઓછી તીવ્રતાના ઇલેક્ટ્રોન બીમ (60 અને 40 જીઇવી/સી). બીમ ટેલિસ્કોપ ઘટનાના કણોનો સમય અને સ્થિતિ ઠંડા સિલિકોન સ્ટ્રીપ ડિટેક્ટર્સ અને ચમકતા ફાઇબર ડિટેક્ટર્સ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. આ માહિતી લક્ષ્ય સામગ્રીની અંદર ક્રિયાપ્રતિક્રિયા બિંદુ નક્કી કરવા માટે નિર્ણાયક છે. બીમ પ્રકાર પર આધાર રાખીને, બીમ ટેલિસ્કોપમાં ફેરફારો કરવામાં આવે છેઃ મ્યુઓન બીમ માટે, બીમ મોમેન્ટમ સ્ટેશનોનો ઉપયોગ કરીને વેગ માપવામાં આવે છે, હેડ્રોન બીમમાં વિવિધ કણોના પ્રકારો વચ્ચે તફાવત કરવા માટે, ચેરેંકોવ ડિટેક્ટરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. લક્ષ્ય ભૌતિકશાસ્ત્રના લક્ષ્ય અનુસાર, યોગ્ય લક્ષ્ય જરૂરી છે. ધ્રુવીકૃત ભૌતિકશાસ્ત્ર માટે, લક્ષ્ય સામગ્રીની સ્પિન એક દિશામાં લક્ષી હોવી જરૂરી છે. લક્ષ્ય કોષમાં એમોનિયમ અથવા ડ્યુટેરિયમ હોય છે, જે માઇક્રોવેવ વિકિરણ અને મજબૂત ચુંબકીય ક્ષેત્રોના માધ્યમથી ધ્રુવીકૃત થાય છે. ધ્રુવીકરણના સ્તરને જાળવી રાખવા માટે, 3H/4H મંદન રેફ્રિજરેટરનો ઉપયોગ લક્ષ્ય સામગ્રીને 50 એમ. કે. સુધી ઠંડુ કરવા માટે થાય છે. લક્ષ્ય સામગ્રી ધ્રુવીકૃત સમાંતર અથવા બીમ અક્ષ તરફ ત્રાંસા હોઈ શકે છે. બિનધ્રુવીય ભૌતિકશાસ્ત્ર માટે, મોટે ભાગે પ્રવાહી હાઇડ્રોજનનો ઉપયોગ થાય છે, જે પ્રોટોન ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરવાની મંજૂરી આપે છે. અન્ય ભૌતિકશાસ્ત્ર માટે, જ્યાં ઉચ્ચ પરમાણુ સંખ્યાઓની જરૂર હોય છે, ત્યાં નિકલ, સીસું અને અન્ય પરમાણુ લક્ષ્યાંકોનો ઉપયોગ થાય છે. નિશ્ચિત લક્ષ્ય પ્રયોગનો મુખ્ય ફાયદો મોટી સ્વીકૃતિ છે. લોરેન્ટ્ઝ બુસ્ટને કારણે, મોટાભાગની અંતિમ સ્થિતિઓ અને વેરવિખેર કણો બીમ અક્ષ સાથે બનાવવામાં આવે છે. આ નિશ્ચિત લક્ષ્ય પ્રયોગની વિશિષ્ટ રચના તરફ દોરી જાય છેઃ મોટાભાગના ડિટેક્ટર્સ લક્ષ્ય ("ફોરવર્ડ સ્પેક્ટ્રોમીટર") ની પાછળ મૂકવામાં આવે છે. કેટલીક પ્રક્રિયાઓ માટે લક્ષ્યમાંથી રીકોઇલ ન્યુક્લિયોનને શોધવું જરૂરી છે. અહીં, સિન્ટિલેટર સામગ્રીના બે બેરલ ધરાવતા રીકોઇલ પ્રોટોન ડિટેક્ટરનો ઉપયોગ થાય છે. પ્રોટોનને ઉડાનના સમય અને ઉર્જાની ખોટ દ્વારા ઓળખવામાં આવે છે. સ્પેક્ટ્રોમીટર કોમ્પાસ પ્રયોગમાં વિવિધ ટ્રેકિંગ ડિટેક્ટર પ્રકારો સાથે બે સ્પેક્ટ્રોમીટર તબક્કાઓનો સમાવેશ થાય છે, દરેક કણોની ગતિ નક્કી કરવા માટે સ્પેક્ટ્રોમીટર ચુંબકની આસપાસ ગોઠવવામાં આવે છે. પ્રથમ તબક્કો મોટા સ્કેટરિંગ (ઉત્પાદન) ખૂણાઓ સાથે ટ્રેક માટે સમર્પિત છે અને બીજો નાના ખૂણાઓ માટે છે. વધુમાં, પ્રથમ તબક્કામાં રિંગ-ઇમેજિંગ ચેરેન્કોવ ડિટેક્ટર ("સમૃદ્ધ") છે, જે 10 અને 50 જીઇવી વચ્ચે પિયોન અને કેઓનને અલગ પાડવા માટે સક્ષમ છે. ચાર્જ થયેલા કણોને માપવા માટે નીચેના ડિટેક્ટર પ્રકારોનો ઉપયોગ થાય છેઃ માઇક્રોમેગાસ, માઇક્રો મેશ ગેસ ડિટેક્ટર, પિક્સેલાઇઝ્ડ માઇક્રોમેગાસ, જીઇએમ, વાયુયુક્ત ઇલેક્ટ્રોન ગુણક, પિક્સેલાઇઝ્ડ જીઇએમ, ડ્રિફ્ટ ચેમ્બર, સ્ટ્રો, સાયફિસ, સિન્ટિલેટિંગ ફાઇબર સ્ટેશન, એમડબલ્યુપીસી, મલ્ટી વાયર પ્રમાણસર ચેમ્બર, હોડોસ્કોપ, સ્કિટર્ડ મ્યુઓન પર ટ્રિગર કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા સિન્ટિલેટર કાઉન્ટર. તટસ્થ કણો એટલે કે. ફોટોન ઇલેક્ટ્રો-મેગ્નેટિક કેલરીમીટર દ્વારા શોધાય છે. ઉત્પાદિત હૅડ્રોનની ઊર્જા હૅડ્રોનિક કેલરીમીટરથી નક્કી થાય છે. સુપર પ્રોટોન સિંક્રોટ્રોન પ્રયોગોની યાદી પણ જુઓ બાહ્ય કડીઓ સહયોગ સત્તાવાર વેબસાઇટ કોમ્પાસ પ્રાયોગિક સેટઅપ "કોમ્પાસ હોમ્સ ઇન ધ ન્યુક્લિયોન સ્પિન", ધ સર્ન કુરિયર, 25 જુલાઈ 2006 (26 જૂન 2008 સુધી પહોંચેલ). ઇન્સ્પાયર-HEP CERN પ્રયોગો પર CERN-NA-058 (COMPASS) પ્રયોગ રેકોર્ડ કણ પ્રયોગો નિશ્ચિત લક્ષ્ય પ્રયોગો