نایاب طبیعیات کے واقعات کے لیے خاموش کیبلز بنانا

سائنس

Newswise — دھول سے لے کر ارد گرد کے ماحول تک ہر چیز میں پس منظر کی تابکاری انتہائی حساس طبیعیات کے تجربات میں مداخلت کر سکتی ہے۔ اس میں ان کیبلز اور الیکٹرانکس میں قدرتی تابکاری شامل ہے جو سگنلز کا پتہ لگاتے ہیں۔ کیبلز سے پس منظر کی تابکاری کی مقدار کو کم کرنے کے لیے، سائنسدانوں نے کیبلز کی تیاری کے وقت متعارف کرائے جانے والے تابکار آلودگیوں کا منظم طریقے سے جائزہ لیا۔ اگلا، انہوں نے آلودگی کی سطح کو کم کرنے کے لیے کیبلز کی صفائی اور تیاری کے متبادل طریقوں کی نشاندہی کی۔ اس کے نتیجے میں ایسی کیبلز نکلیں جن میں قدرتی طور پر پائے جانے والے تابکار آاسوٹوپس یورینیم-238 اور تھوریم-232 کمرشل کیبلز سے 10 سے 100 گنا کم تھے۔ یہ سطحیں انتہائی حساس طبیعیات کے تجربات میں استعمال کے لیے کافی کم ہیں۔

اثر

فزکس کے کچھ تجربات، جیسے کہ تلاش نیوٹرینولیس ڈبل بیٹا کشی یا خفیہ معاملاتانتہائی نایاب واقعات کی تلاش میں ہیں۔ ان واقعات کو تلاش کرنے سے سائنسدانوں کو سمجھنے میں مدد مل سکتی ہے۔ اصل اور کائنات میں مادے کی نوعیت۔ البتہ، تابکار ان ڈٹیکٹرز میں موجود آلودہ مادّہ ان مضحکہ خیز اشاروں کی نقل کر سکتے ہیں جن کی تلاش طبیعیات دان کر رہے ہیں۔ یہ بات درست ہے یہاں تک کہ آلودگی کے ارتکاز میں ایک حصہ فی بلین جتنا چھوٹا۔ محققین کو ان ڈٹیکٹروں سے سگنل نکالنے کے لیے کیبلز کی ضرورت ہوتی ہے، لیکن کمرشل کیبلز ڈیٹیکٹرز کی اگلی نسل کے معیار پر پورا نہیں اترتی ہیں۔ اس تحقیق کے نتیجے میں نئی ​​کسٹم کم ریڈیو ایکٹیویٹی کیبلز پیدا ہوئیں۔ یہ کیبلز مداخلت کرنے والی تابکاری کی مقدار کو کم کرکے ان تجربات کی حساسیت کو بڑھا سکتی ہیں۔ وہ محققین کو ڈیٹیکٹر کے اندر اضافی سینسر تعینات کرنے کی بھی اجازت دیتے ہیں۔

خلاصہ

پیسیفک نارتھ ویسٹ نیشنل لیبارٹری (PNNL) کے محققین نے چھوٹے کاروباری پارٹنر Q-Flex Inc. کے ساتھ مل کر کیبل بنانے کے عمل میں تابکار آلودگی کی سطحوں کی چھان بین کی جو چھوٹے ڈی ٹیچ ایبل "کوپنز” کا استعمال کرتے ہیں جو کیبلز کے لیے سروگیٹس کے طور پر کام کرتے ہیں۔ عمل کے ہر مرحلے پر، سائنس دانوں نے تجزیہ کے لیے پینل سے ایک انفرادی کوپن ہٹا دیا جس میں انڈکٹو کپلڈ پلازما ماس اسپیکٹومیٹری (ICP-MS) کا استعمال کیا گیا، جو یورینیم-238 اور تھوریم کے فی ٹریلین کے ذیلی حصوں کا پتہ لگانے کے لیے ایک انتہائی حساس لیکن تباہ کن تکنیک ہے۔ 232. ان کے نتائج سے یہ بات سامنے آئی کہ، احتیاط سے منتخب شدہ ریڈیو پیور مواد سے شروع ہونے پر بھی، فوٹو لیتھوگرافی اور چڑھانے کے مراحل کے دوران تابکار آلودگیوں کو کیمیائی محلول کے ذریعے متعارف کرایا گیا تھا۔ PNNL اور Q-Flex نے نئی من گھڑت تکنیکوں کے ساتھ ساتھ متبادل مواد کی بھی کھوج کی اور تابکار یورینیم-238 اور تھوریم-232 کی آلودگی کو چند دسیوں حصوں فی ٹریلین تک کم کرنے کے لیے صفائی کا ایک نسخہ تیار کیا۔

ایک بار جب آلودگی پھیلانے والے اہم اقدامات اور مناسب متبادل طریقوں کی نشاندہی ہو گئی، سائنسدانوں نے نئے وضع کردہ کم پس منظر کی تعمیر کے عمل کا استعمال کرتے ہوئے مکمل طور پر فعال کیبلز کے دو سیٹ تیار کیے۔ یہ کیبلز منصوبہ بند nEXO نیوٹرینو لیس ڈبل بیٹا ڈے تجربے اور DAMIC-M ڈارک میٹر کے تجربے میں استعمال ہونے والی اقسام کی نمائندگی کرتی ہیں۔ نتیجے میں آنے والی تاروں میں تابکاری کی انتہائی کم سطح ہوتی ہے، تقریباً 10-30 حصے فی ٹریلین یورینیم-238 اور تھوریم-232۔ یہ "خاموش” کیبلز انتہائی نایاب واقعات جیسے نیوٹرینو لیس ڈبل بیٹا ڈے اور تاریک مادے کے تعاملات کے لیے زیادہ حساس تلاشوں کو قابل بنائے گی۔

فنڈنگ

اس کام کو ابتدائی کیریئر ریسرچ پروگرام اور سمال بزنس انوویشن ریسرچ پروگرام کے تحت انرجی آفس آف سائنس، آفس آف نیوکلیئر فزکس نے سپورٹ کیا تھا۔