KEK digital accelerator
ہائی انرجی ایکسلریٹر ریسرچ آرگنائزیشن کے ای کے ڈیجیٹل ایکسلریٹر (کے ای کے-ڈی اے) کے ای کے 500 ایم ای وی بوسٹر پروٹون سنکروٹرون کی تزئین و آرائش ہے، جسے 2006 میں بند کر دیا گیا تھا۔ موجودہ 40 ایم ای وی ڈرفٹ ٹیوب ایل آئی این اے سی اور آر ایف کیوٹیز کو بالترتیب 200 کے وی ہائی وولٹیج ٹرمینل اور انڈکشن ایکسلریشن سیلز میں سرایت شدہ الیکٹران سائکلوٹرون گونج (ای سی آر) آئن سورس سے تبدیل کر دیا گیا ہے۔ اصولی طور پر، ڈی اے تمام ممکنہ چارج کی حالتوں میں آئن کی کسی بھی نوع کو تیز کرنے کی صلاحیت رکھتا ہے۔ کے ای کے-ڈی اے کی خصوصیت مخصوص ایکسلریٹر اجزاء جیسے مستقل مقناطیسی ایکس بینڈ ای سی آر آئن سورس، ایک کم توانائی والی ٹرانسپورٹ لائن، ایک الیکٹروسٹیٹک انجیکشن ککر، ہوا میں چلنے والا ایک ایکسٹریکشن سیپٹم مقناطیس، مشترکہ فنکشن مین میگنےٹ، اور ایک انڈکشن ایکسلریشن سسٹم ہے۔ انڈکشن ایکسلریشن کا طریقہ، جدید پلس پاور ٹیکنالوجی اور جدید ترین ڈیجیٹل کنٹرول کو مربوط کرنا، تیز رفتار سائیکل کے ای کے-ڈی اے کے لیے اہم ہے۔ بھاری آئنوں کے کم توانائی کے انجیکشن سے وابستہ بیم ڈائنامکس کے کلیدی مسائل الیکٹران کی گرفتاری اور بقیہ گیس کے مالیکیولز کے ساتھ تعامل کے نتیجے میں اسٹرپنگ کی وجہ سے بیم کا نقصان اور موڑنے والے مقناطیس میں نسبتا زیادہ مستقل شعبوں کے نتیجے میں بند مدار کی مسخ ہیں۔ پریشان کن لگ سکتا ہے، تصور کریں کہ کینسر کے خلیات انسانی اعضاء کے قریب واقع ہیں، ایسے خلیات جن کا علاج کرنے کی ضرورت ہے۔ سب سے زیادہ امید افزا علاج میں سے ایک کینسر کے خلیوں کو اعلی توانائی کے ذرات کے ساتھ تابکاری کرنا ہے تاکہ کینسر کے خلیوں میں ڈی این اے کے مالیکیولز کو آئنائز کیا جا سکے، مالیکیولز کو توڑا جا سکے اور خلیوں کو ہلاک کیا جا سکے۔ ڈاکٹر تابکاری کا استعمال کینسر کے خلیوں کو نقصان پہنچانے کے لیے کر سکتے ہیں لیکن ان کے آس پاس کے صحت مند خلیوں کو نہیں۔ پارٹیکل تھراپی ذرات کی ایک خاصیت کا استعمال کرتی ہے جسے توانائی کے مزاج کی بریگ چوٹی کہا جاتا ہے۔ جب کوئی ذرہ کسی مادے کے ذریعے سفر کرتا ہے، تو یہ سفر کرتے ہوئے اپنے ارد گرد توانائی جمع کرتا ہے، اس سے پہلے کہ وہ مکمل طور پر رک جائے۔ یہ پتہ چلتا ہے کہ آئن رکنے سے پہلے ہی اپنی زیادہ تر توانائی کھو دیتے ہیں۔ اس خاصیت کا استعمال کینسر کے خلیوں کو نشانہ بنانے کے لیے کیا جا سکتا ہے جو جلد سے مخصوص فاصلے پر واقع ہوتے ہیں، بغیر اس کے راستے میں صحت مند بافتوں کو متاثر کیے۔ کینسر کے لیے ایک اور معروف تابکاری تھراپی، ایکس رے تھراپی، ایسا نہیں کر سکتی۔ توانائی کے نقصان کا سپیکٹرم بہت وسیع ہے تاکہ زیادہ تر توانائی آس پاس کے علاقوں میں جذب ہو جائے، جس سے ناپسندیدہ علاقوں کو نقصان پہنچے۔ یہ خصوصیت حال ہی میں تیار کردہ تکنیک کے لیے یکساں ہے جسے شدت-ماڈیولڈ ریڈیو تھراپی CHHIP کہا جاتا ہے۔ ڈیجیٹل پارٹیکل ایکسلریٹر کے پیچھے کے اصول کو بیان کرنے کے لیے احساس اور ردعمل صحیح الفاظ ہوں گے۔ ریڈیو فریکوئنسی کیوٹیز کے بجائے، ایک ڈیجیٹل ایکسلریٹر رنگ انڈکشن ایکسلریٹنگ سیل نامی آلات سے لیس ہوتا ہے۔ ذرات انگوٹھے کی شکل میں انگوٹھے کے گرد گھومتے ہیں۔ جب ایک چارج شدہ ذرہ بنچ بیم سینسر سے گزرتا ہے، تو نظام سگنلز کو اٹھاتا ہے اور بنچ کو تیز کرنے کے لیے درکار پلس وولٹیج پیدا کرنے کے لیے وقت کا حساب لگاتا ہے، اور پھر ٹرانسفارمر کو توانائی فراہم کرنے والا پلس وولٹیج تیار کرتا ہے۔ شدید، اچھی طرح سے کنٹرول شدہ بھاری آئن بیم کا استعمال کرتے ہوئے، سائنس دان نینو میٹر کے سائز کے سوراخوں کے ساتھ میش فلٹر بنا سکیں گے۔ اس طرح کے مواد کو خون کے لیے ہیموگلوبن فلٹر کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ شدید آئن بیم ہیرے میں مادی خصوصیات کو بھی تبدیل کر سکتا ہے جب اس میں کرسٹل کی ساخت کو تبدیل کرنے کے لیے گولی ماری جاتی ہے، جس سے موصلیت ایک موصل بن جاتا ہے۔ اس سے تین جہتی نینو میٹر سائز کے سرکٹس تیار کرنے میں مدد ملے گی۔ اس طرح کے سرکٹ کی ایپلی کیشنز سیمی کنڈکٹر ڈیوائسز کی صنعت کو مکمل طور پر تبدیل کر سکتی ہیں، اور کوانٹم کمپیوٹر جیسی مستقبل کی ٹیکنالوجیز کے لیے مفید ہو سکتی ہیں۔ چونکہ بھاری آئن اپنے ارد گرد کے ماحول میں گاما رے یا ایکس رے کے مقابلے میں بہت زیادہ مؤثر طریقے سے توانائی منتقل کرتے ہیں، اس لیے ڈیجیٹل ایکسلریٹر ڈی این اے کے ڈبل ہیلکس کو توڑ کر تغیرات کو فروغ دینے کے لیے ایک بہترین ٹول بھی بنائے گا۔ ماحولیاتی سائنس میں اس کے اہم استعمال ہیں۔ جینیاتی انجینئرنگ کے ساتھ حوصلہ افزائی شدہ تغیر کو یکجا کرنا خوراک اور حیاتیاتی ایندھن کی زیادہ پیداوار والی فصلوں کی ترقی کے لیے ایک امید افزا نقطہ نظر ہے۔ دوسری طرف، فلکی طبیعیات دان جپٹر کے مرکز کی طرح اعلی درجہ حرارت، اعلی دباؤ کے حالات پیدا کرنے کے لیے ڈیجیٹل ایکسلریٹر ٹیکنالوجی کو استعمال کرنے کا ارادہ رکھتے ہیں۔ ماہرین حیاتیات انٹرسٹیلر ماحول پیدا کرنے اور یہ دریافت کرنے کے لیے کہ کائناتی شعاعوں اور کائناتی میڈیم کے انٹرسٹیلر ماحول میں زندگی کیسے تشکیل پا سکتی ہے، ڈیجیٹل ایکسلریٹر کا استعمال کرنے کا بھی ارادہ رکھتے ہیں۔ حوالہ جات ذرائع ذرہ طبیعیات کی سہولیات