AGATA (gamma-ray detector)
اگاٹا، اعلی درجے کی گاما ٹریکنگ صف کے لیے، ایک انتہائی منقسم ہائی پیوریٹی جرمنیم (ایچ پی جی ای) ڈٹیکٹر صف ہے۔ یہ ایک یورپی تعاون کا منصوبہ ہے جس کی مالی اعانت یورپ کے بارہ ممالک کرتے ہیں۔ اس منصوبے کی تجویز 2001 میں پیش کی گئی تھی اور 2002 میں شریک ممالک نے اس پر دستخط کیے تھے۔ اے جی اے ٹی اے گنتی کے واقعات کی اعلی شرحوں کی صلاحیت رکھتا ہے اور اسے ذیلی ڈٹیکٹرز کے ساتھ جوڑا جا سکتا ہے، جیسے مقناطیسی سپیکٹرومیٹر، تیز رفتار ڈٹیکٹر چارج شدہ ذرات یا نیوٹرون ڈٹیکٹر۔ ہائی فولڈ سیگمنٹڈ ہائی پیوریٹی جی ای ڈٹیکٹر اے جی اے ٹی اے ڈٹیکٹر جی ای ڈٹیکٹر ہوتے ہیں جو چھ گنا ایزموتھل اور چھ گنا لانگٹیوڈینل سیگمنٹشن کے ساتھ 36 گنا سیگمنٹ ہوتے ہیں۔ ڈٹیکٹر 10 سینٹی میٹر لمبا ہوتا ہے اور پیچھے کی طرف گول ہوتا ہے جس کا قطر 8 سینٹی میٹر اور سامنے والے چہرے پر مسدس ہوتا ہے۔ ایک عام اندرونی الیکٹروڈ اور 36 حصوں کو انفرادی پری امپلیفائرز کے ذریعے پڑھا جاتا ہے۔ اس کے بعد حصوں کو علیحدہ ڈٹیکٹر سمجھا جا سکتا ہے۔ ہیکساگونل کرسٹل کے پیرامیٹرز یہ ہیں: زیادہ سے زیادہ سلنڈر کا سائز: 90 ملی میٹر لمبائی، 40.00 ملی میٹر رداس۔ محوری سوراخ کا سائز: 10.0 ملی میٹر قطر، سامنے کے چہرے سے 13.00 ملی میٹر تک توسیع۔ غیر فعال علاقے: ڈٹیکٹر کے پچھلے حصے میں 1 ملی میٹر، کویکسیل سوراخ کے ارد گرد 0.6 ملی میٹر۔ انکوپیسولیشن: 0.8 ملی میٹر موٹائی 4.0 ملی میٹر کرسٹل-کین فاصلے کے ساتھ-کریوسٹیٹ: 1 ملی میٹر موٹائی 2.0 ملی میٹر کیپسول-کریوسٹیٹ فاصلے کے ساتھ۔ ڈٹیکٹر سگنل میں موجود مقامی معلومات کا استحصال کرکے ہم حصوں کی جیومیٹری کے مقابلے میں γ-رے تعامل کو زیادہ درست طریقے سے مقامی بنا سکتے ہیں۔ فوٹو الیکٹران یا کامپٹن الیکٹران الیکٹرانوں اور سوراخوں کو پیدا کرتا ہے جو سگنل پیدا ہونے پر ڈٹیکٹر الیکٹروڈ پر مخالف علامتوں کے امیج چارجز کو جنم دیتے ہیں۔ امیج چارج کی تبدیلی الیکٹروڈ کے اندر یا باہر کرنٹ کے بہاؤ کا سبب بنتی ہے۔ انڈیوسڈ چارج ایک ملٹی سیگمنٹڈ ڈٹیکٹر میں بڑے فاصلے کے لیے کئی الیکٹروڈ پر تقسیم کیا جاتا ہے۔ قریب فاصلے کے لیے الیکٹروڈ کے محرک چارج میں اضافہ اور کمی اس وقت تک جاری رہتی ہے جب تک کہ بنیادی چارج آخر کار اپنی منزل کے الیکٹروڈ تک نہ پہنچ جائے اور تصویر کو بے اثر نہ کر دے۔ ڈٹیکٹر سیکٹر کی شناخت کرنے کے لیے جہاں تعامل ہوا ہمیں چارج جمع کرنے والے الیکٹروڈ پر خالص چارج کا مشاہدہ کرنا ہوگا جو صرف انڈیوسڈ سگنل کی قطعیت کا مشاہدہ کرتا ہے۔ یہ چھوٹے اور بڑے ریڈیائی پر تعاملات کے درمیان فرق کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ ڈیجیٹل سگنل پروسیسنگ الیکٹرانکس ڈٹیکٹر سگنلز کی مقامی معلومات ڈیجیٹل پلس کی شکل کے تجزیے سے معلوم ہوتی ہیں۔ پری ایمپلیفائیڈ ڈٹیکٹر سگنل کو 100 ایم ایس/ایس کی رفتار کے ساتھ 14 بٹ ریزولوشن کے ساتھ ڈیجیٹائز کیا جاتا ہے۔ پری ایمپلیفائر سگنلز کو اینالاگ ٹو ڈیجیٹل کنورٹر (اے ڈی سی) کے ساتھ ڈیجیٹائز کیا جاتا ہے۔ γ-رے ٹریکنگ سسٹم کے لیے اعلی کمپیوٹنگ طاقت کے ساتھ ایک کمپیکٹ ڈیجیٹل سگنل پروسیسنگ الیکٹرانکس کی ضرورت ہوتی ہے۔ پوری معلومات کے لیے فی تعامل صرف پانچ اقدار کافی ہیں: توانائی کا جمع ہونا، اس کا وقت اور تعامل نقطہ کے تین مقامی نقاط۔ مختلف ڈٹیکٹر کی معلومات کے لحاظ سے مختلف الگورتھم تیار کیے گئے ہیں۔ نبض کی شکل کا تجزیہ جی-ڈٹیکٹر γ-رے کی نبض کی شکل کا تعین کرتا ہے جس میں تعاملات میں جاری شدہ توانائی کے ساتھ ڈٹیکٹر کے اندر ہر انفرادی تعامل کی سہ جہتی پوزیشن کے بارے میں معلومات ہوتی ہیں۔ ٹریکنگ صف کی کارکردگی ان اعداد و شمار پر منحصر ہے۔ تعامل کی پوزیشن کو نکالنے کے لیے ہمیں نبض کی شکلوں کا موازنہ چارجز سے پیدا ہونے والی متعلقہ شکلوں سے کرنا چاہیے۔ یہ تجرباتی طور پر کامپٹن بکھرے ہوئے اتفاق کے لیے بیرونی کولیمیٹڈ ڈٹیکٹر کے ساتھ مضبوطی سے کولیمیٹڈ γ-رے ذرائع کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاتا ہے۔ جی-ڈٹیکٹر کی چالکتا بہاؤ کی رفتار کی شدت اور برقی فیلڈ ویکٹر اور بہاؤ کی رفتار کے درمیان کے زاویے کو متاثر کرتی ہے۔ نتیجے کے طور پر سگنل کی شکل براہ راست اثر انداز ہوتی ہے کیونکہ جی کرسٹل کرسٹلگرافک محور کی سمت کے حوالے سے انیسوٹروپک ہے۔ γ-رے کے تعامل کی پوزیشن کا تعین کرنے کے لیے کسی کو انڈیوسڈ ریئل اور آئینے کے اشاروں کی شکلوں پر غور کرنے کی ضرورت ہے۔ اس حصے کے الیکٹروڈ جس میں تعامل ہوتا ہے وہ حقیقی اشاروں کی پیمائش کے لیے استعمال ہوتے ہیں جبکہ آئینے کے اشاروں کو پڑوسی حصوں پر ماپا جاتا ہے جہاں کوئی تعامل نہیں ہوتا ہے۔ گاما رے ٹریکنگ اعلی سیگمنٹشن اور ڈیجیٹل ریڈ آؤٹ کو پڑوسی حصوں میں آنے والے آئینے کے چارجز کی پیمائش کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ سگنل کی نبض کی شکل کے تجزیے کا استعمال کرتے ہوئے، تعامل کے نقطہ کا اندازہ لگایا جا سکتا ہے۔ گاما شعاعوں کے راستے کو ٹریکنگ الگورتھم کا استعمال کرتے ہوئے دوبارہ تعمیر کیا جا سکتا ہے۔ ملٹی جیومیٹری سیمولیشن تجزیہ کے لیے سب سے زیادہ ترقی یافتہ پیکجوں میں سے ایک ہے جو ملٹی اسٹیپ الگورتھم کا استعمال کرتا ہے۔ جیسا کہ شکل میں دکھایا گیا ہے، حساب کے ہر مرحلے کے نتائج میٹرکس میں محفوظ کیے جاتے ہیں جنہیں بعد میں پلس کی شکل کا ردعمل پیدا کرنے کے لیے یاد کیا جاتا ہے جس کا تعین چارج کیریئرز کے ذریعے وزن والے میدان کے ذریعے کیا جاتا ہے۔ کرسٹل حجم کو کسی دیئے گئے ڈٹیکٹر کے لیے کیوبک میٹرکس میں تقسیم کیا جاتا ہے۔ ہر پوزیشن کے لیے برقی صلاحیت، برقی میدان اور وزن والے میدان کی اقدار کا حساب لگایا جاتا ہے اور برقی میدان میٹرکس سے بہاؤ کی رفتار میٹرکس کا حساب لگایا جاتا ہے۔ کسی بھی صوابدیدی ڈٹیکٹر کے لیے پلس کی شکل کا تخروپن شکل 8 میں دکھایا گیا ہے۔ ایک دیئے گئے ڈٹیکٹر کے لیے، کرسٹل حجم کو جالی سائٹس کے کیوبک میٹرکس میں تقسیم کیا جاتا ہے۔ برقی صلاحیت، برقی میدان اور وزن کے میدان کی اقدار کا حساب ہر پوزیشن پر لگایا جاتا ہے۔ ڈرفٹ ویلیوٹی میٹرکس کا حساب برقی فیلڈ میٹرکس سے لگایا جاتا ہے۔ کسی دی گئی انٹرایکشن سائٹ کے لیے ڈٹیکٹر رسپانس کا حساب ویٹنگ فیلڈ کے ذریعے چارج کیریئرز کی رفتار کو ٹریک کرکے کیا جاتا ہے جیسا کہ شکل 8 میں دکھایا گیا ہے۔ ڈٹیکٹر حجم میں دی گئی تعامل پوزیشن کے لیے نبض کی شکل کے ردعمل کا حساب لگانے کے لیے جن اقدامات پر عمل کرنا چاہیے وہ ہیں: ڈٹیکٹر جیومیٹری کی وضاحت کریں۔ پوئسون مساوات کے حل سے برقی ممکنہ سطحوں اور برقی میدان کی لکیروں کا حساب لگائیں۔ سیمی کنڈکٹر میڈیم میں چارج کیریئر ٹرانسپورٹ کو لاگو کریں۔ صوابدیدی تعامل کی پوزیشنوں کے لیے چارج کیریئرز کے راستوں کا حساب لگائیں۔ رابطوں پر چارج کی بازیابی کے لیے رامو کے [11] نظریہ کا اطلاق کریں۔ صلاحیت کا وزن کریں اور فیلڈ ریزولوشن کا وزن کریں۔ گاما رے راستے کی تعمیر نو الگورتھم γ رے تعامل کے راستے کی تعمیر نو γ رے ٹریکنگ کے اہم مسائل میں سے ایک ہے۔ γ-رے کے راستے کی تعمیر کے لیے کئی مجوزہ طریقے ہیں اور ان میں سے دو غالب ہیں: بیک ٹریکنگ الگورتھم اور کلسٹرائزیشن۔ ٹریکنگ کی کارکردگی کافی حساس ہے جو میرٹ کے اعداد و شمار کے فارمولے کے انتخاب پر منحصر ہے۔ میرٹ کے مختلف اعداد و شمار نے تفصیل سے تفتیش کی ہے۔ تعمیر نو کے نتائج پر کامپٹن بکھرنے کی ابتدائی رفتار کے اثرات کی تحقیقات کی ضرورت ہے۔ اے جی اے ٹی اے اب تک تیار کردہ سب سے موثر γ-رے ٹریکنگ صف ہے اور پوزیشن حساس جی-ڈٹیکٹر اس کے لیے اہم تصور ہیں۔ یہ قابل ذکر ہے کہ جامع جی ڈیٹیکٹر سب سے پہلے یوروگام سپیکٹرومیٹر کے لیے تیار کیے گئے تھے اور اسے بہت سے معیاری ایپلی کیشنز کے لیے استعمال کیا گیا ہے۔ اینکیپسولڈ جی ڈیٹیکٹرز یوروبل سپیکٹرومیٹر کے لیے تیار کیے گئے تھے۔ سیگمنٹڈ تکنیک ان کے امتزاج میں تازہ ترین ہیں اور اگاٹا میں استعمال ہوتی ہیں۔ حوالہ جات بیرونی روابط ڈٹیکٹر