ब्रह्मांड के इतिहास का पता लगाएं और डार्क मैटर की संरचना को उजागर करें: रूस में मेगासाइंस-श्रेणी की स्थापनाएं जो विज्ञान को बदल रही हैं

मेगासाइंस वर्ग की सुविधाएं मौलिक रूप से नए अनुसंधान के लिए शक्तिशाली वैज्ञानिक परिसर हैं। ऐसा बनाने का विचार दिखाई दिया 20वीं सदी के उत्तरार्ध में. उपसर्ग "मेगा" यहां आकस्मिक नहीं है: ऐसी परियोजनाएं वास्तव में विशाल हैं और विभिन्न देशों और विज्ञान की शाखाओं के विशेषज्ञों के वित्त पोषण और भागीदारी से बनाई गई हैं। मेगासाइंस संरचनाओं में कई घटक शामिल होते हैं: दोनों भौतिक वस्तुएं, जैसे विशाल कण त्वरक या दूरबीन, और डेटा प्रोसेसिंग के लिए अति-आधुनिक सूचना प्रणाली।

संकुलों का कार्य भी उत्कृष्ट है: यहां देखो विज्ञान की बुनियादी बातों से परे और मूलभूत प्रश्नों के उत्तर दें। उदाहरण के लिए, यह समझने के लिए कि ब्रह्मांड कैसे प्रकट हुआ और क्या पृथ्वी से परे जीवन है। लेकिन ये न केवल वैज्ञानिक रुचि की दृष्टि से उपयोगी हैं। अनुसंधान के माध्यम से की गई खोजें चिकित्सा, कंप्यूटर प्रौद्योगिकी और उद्योग में उपयोगी हैं।

रूस में 7 मेगासाइंस प्रतिष्ठान

1. PIK अनुसंधान रिएक्टर

गैचिना में इस मेगासाइंस क्लास इंस्टालेशन का प्रोजेक्ट दिखाई दिया 1970 के दशक में, लेकिन 2021 की शुरुआत में ही काम करना शुरू किया। देरी चेरनोबिल परमाणु ऊर्जा संयंत्र में दुर्घटना के कारण हुई: इसके बाद, सुरक्षा के लिए समान परिसरों का पुन: परीक्षण किया जाने लगा, और विशेषज्ञों के एक अंतरराष्ट्रीय पैनल की भागीदारी के साथ। यह प्रक्रिया 1991 तक चली, लेकिन वहां एक नई कठिनाई पैदा हुई - यूएसएसआर का पतन, जिसके कारण परियोजना कुछ समय के लिए पूरी तरह से रुक गई। वे 2000 के दशक में काम पर लौट आये।

PIK एक जल-ठंडा न्यूट्रॉन रिएक्टर है। यह उन उपकरणों का नाम है जिनमें साधारण पानी गर्मी को दूर करता है, और ड्यूटेरियम, जिसे भारी पानी भी कहा जाता है, परमाणु प्रतिक्रिया को धीमा कर देता है। संस्थापन का कार्य न्यूट्रॉन उत्पन्न करना है। अब इस पर 25 में से पांच शोध केंद्र चल रहे हैं, इसलिए वैज्ञानिक अभी इन कणों का अध्ययन ही कर रहे हैं। PIK 2024 के अंत तक पूरी तरह से चालू हो जाना चाहिए। फिर वहां सूक्ष्म जगत में वस्तुओं, कणों के व्यवहार और परमाणु प्रतिक्रियाओं का अध्ययन करने के साथ-साथ बायोमेडिसिन सहित नई सामग्री बनाने के लिए प्रयोग किए जाएंगे। वैज्ञानिक सुझाव देनाकि इस मेगासाइंस इंस्टालेशन की मदद से कैंसर के इलाज के लिए एक नया दृष्टिकोण खोजना संभव होगा।

2. कोलाइडर NICA

डबना में सुपरकंडक्टिंग कोलाइडर बनाया गया था परमाणु पदार्थ अनुसंधान के लिए. 19 देशों ने इस पर काम में भाग लिया और इस वर्ष मेगासाइंस को पूरी ताकत से काम करना शुरू कर देना चाहिए। ऐसे सेटअप की मदद से वैज्ञानिक यह समझना चाहते हैं कि बिग बैंग के कारण प्रोटॉन और न्यूट्रॉन का निर्माण कैसे हुआ। शोधकर्ताओं के अनुसार, कोलाइडर क्वार्क-ग्लूऑन प्लाज्मा को फिर से बनाने में मदद करेगा - यह कण भौतिकी में पदार्थ के एकत्रीकरण की एक विशेष स्थिति है। ऐसा माना जाता है कि ब्रह्मांड अपने जीवन के पहले क्षणों में यहीं निवास करता था।

कम ऊर्जा के भारी आयनों सहित विभिन्न कणों के बीमों की टक्कर के कारण क्वार्क-ग्लूऑन प्लाज्मा का पुनरुत्पादन किया जाएगा। इन प्रयोगों के परिणामों को त्वरक में कैद करने के लिए की तैनाती दो प्रायोगिक सेटअप: एमपीडी और एसपीडी।

3. टोकामक टी‑15एमडी

टोकामक, जिसे चुंबकीय कुंडलियों के साथ टॉरॉयडल कक्ष के रूप में भी जाना जाता है, गर्म प्लाज्मा में थर्मोन्यूक्लियर संलयन बनाने के लिए एक विशेष प्रकार का रिएक्टर है। अन्य मेगासाइंसेज की तुलना में T‑15MD इंस्टालेशन काफी कॉम्पैक्ट है। यह मॉस्को में कुरचटोव इंस्टीट्यूट में स्थित है। यह टी-15 रिएक्टर का आधुनिक संस्करण है काम किया है 1980 के दशक से संस्था के आधार पर। इसे 2021 में एक नए प्रारूप में लॉन्च किया गया था, लेकिन 2024 तक इसमें सुधार जारी रहेगा।

T-15MD में जो प्रतिक्रियाएँ उत्पन्न होंगी, वे तारों के कोर में होने वाली प्रक्रियाओं से मिलती-जुलती होंगी, साथ ही ऊर्जा की भारी रिहाई भी होगी। और यहीं टोकामक का मुख्य उद्देश्य निहित है। वैज्ञानिकों को उम्मीद है कि वहां प्रयोग होंगे मदद करेगा मानवता को बिजली का एक नया सुरक्षित और व्यावहारिक रूप से अटूट स्रोत खोजने की आवश्यकता है।

4. टैगा गामा-किरण वेधशाला

इस परिसर में कई वायुमंडलीय दूरबीनें, सौ से अधिक वाइड-एंगल ऑप्टिकल डिटेक्टर और कई अन्य घटक शामिल हैं। यह सब एक प्रभावशाली क्षेत्र पर कब्जा करता है - कई वर्ग किलोमीटर। स्थित टंकिन घाटी में इरकुत्स्क राज्य विश्वविद्यालय के खगोलभौतिकी स्थल पर वेधशाला: स्थान खगोलीय पिंडों के अवलोकन के लिए बिल्कुल उपयुक्त क्योंकि यह शहरों से बहुत दूर है और वहां ऐसा बहुत कम होता है मुख्यतः बादल छाये रहेंगे।

टैगा नियंत्रण केंद्र अर्जित 2021 में. इस संस्थापन का मुख्य कार्य अति-उच्च-ऊर्जा गामा किरण विकिरण की खोज करना है। ऐसी प्रतिक्रियाएँ आकाशगंगा विस्फोट या ब्लैक होल विलय उत्पन्न करती हैं। ब्रह्मांड की प्रकृति को समझने के लिए वैज्ञानिकों को सेंसर का उपयोग करके गामा किरणों को पकड़ने की आवश्यकता है। और उच्चतम ऊर्जा वाली अलौकिक वस्तुओं, जैसे सुपरनोवा और ब्लेज़र - सक्रिय गैलेक्टिक नाभिक, की उत्पत्ति के बारे में और अधिक जानने के लिए भी।

5. बैकाल‑जीवीडी (बाइकाल डीप-सी न्यूट्रिनो टेलीस्कोप)

एक और मेगा-विज्ञान वेधशाला। वैसे, स्थित यह टैगा से ज्यादा दूर नहीं है - बैकाल झील की गहराई में - और 2021 में काम भी शुरू हो गया। इसके निर्माण में 11 अंतर्राष्ट्रीय अनुसंधान केंद्रों के वैज्ञानिकों और इंजीनियरों ने भाग लिया। देखने में, इंस्टॉलेशन विशेष रूप से क्लासिक टेलीस्कोप के समान नहीं है: यह केबलों का एक नेटवर्क है जिस पर गोलाकार ग्लास होता है डिटेक्टर जो न्यूट्रिनो को पकड़ते हैं - यह उन कणों को दिया गया नाम है जो बिना चार्ज के छोटे द्रव्यमान और गति के करीब आने वाली विशाल गति के साथ होते हैं स्वेता। वे व्यावहारिक रूप से अन्य तत्वों के साथ बातचीत नहीं करते हैं और हर जगह उड़ते हैं। वैसे, जब आप लेख पढ़ रहे थे, तो एक सौ अरब से अधिक न्यूट्रिनो आपके बगल से और यहां तक ​​​​कि आपके माध्यम से उड़ गए।

इन कणों का मूल्य उनकी अनूठी जानकारी में निहित है। वैज्ञानिकों का सुझाव है कि न्यूट्रिनो मदद करेगा ब्रह्मांड में कहीं बहुत दूर होने वाली प्रक्रियाओं के बारे में जानें, और संपूर्ण आकाशगंगाओं के विकास और विशाल द्रव्यमान - 10⁵–10¹¹ सूर्य के द्रव्यमान वाले ब्लैक होल के निर्माण का भी अनुसरण करें। और बाइकाल टेलीस्कोप पहले ही ऐसे कणों को पकड़ चुका है। उदाहरण के लिए, 2021 में, एक और समान मेगासाइंस क्लास इंस्टालेशन के साथ - आइसक्यूब, जो दक्षिणी ध्रुव पर स्थित है - दर्ज सुदूर आकाशगंगा के केंद्र से न्यूट्रिनो। यह पहली बार था कि ग्रह के विभिन्न हिस्सों में न्यूट्रिनो दूरबीनों ने एक ही स्रोत से एक संकेत का पता लगाया।

6. सिंक्रोट्रॉन उत्सर्जक "KISI-Kurchatov"

यह मेगा-विज्ञान वर्ग परिसर खुल गया 1999 में वापस. पहले से ही 21वीं सदी में इसका आधुनिकीकरण किया गया था: अब परियोजना शामिल लगभग 16 स्टेशन, जिनमें से प्रत्येक पर समानांतर अनुसंधान किया जा सकता है। वैसे, KISS-Kurchatov में सालाना लगभग 200 प्रयोग किए जाते हैं, जिस पर घरेलू और विदेशी वैज्ञानिकों के लगभग 60 समूह काम करते हैं।

इस मेगासाइंस कॉम्प्लेक्स का मुख्य तंत्र सिंक्रोट्रॉन विकिरण का एक स्रोत है। यह परमाणु पैमाने तक, जीवित और निर्जीव दोनों प्रकृति की विभिन्न सामग्रियों और वस्तुओं का विस्तार से अध्ययन करने में मदद करता है। सिंक्रोट्रॉन विकिरण का उपयोग विज्ञान के विभिन्न क्षेत्रों में किया जाता है - भौतिकी और चिकित्सा से लेकर पुरातत्व तक। उदाहरण के लिए, KISI-Kurchatov की मदद से, आप प्राचीन कलाकृतियों की उत्पत्ति को ट्रैक कर सकते हैं और जांच सकते हैं कि कैंसर विरोधी दवाएं मानव कोशिका झिल्ली के साथ कैसे संपर्क करती हैं।

7. बल

यह महाविज्ञान अभी तैयार हो रहा है। वह दिखाई देगा मॉस्को के पास प्रोटिविना शहर में और इसमें दो घटक शामिल होंगे: एक चौथी पीढ़ी का सिंक्रोट्रॉन विकिरण स्रोत और एक एक्स-रे मुक्त इलेक्ट्रॉन लेजर। वैज्ञानिकों का सुझाव है कि इस संयोजन से यह पता लगाने में मदद मिलेगी कि परमाणु, अणु, क्वार्क और अन्य कण कैसे अस्तित्व में आए। इसका मतलब यह समझना है कि ब्रह्मांड का जन्म और विकास कैसे हुआ।

स्ट्रेंथ परियोजना का मुख्य उद्देश्य नया ज्ञान प्राप्त करना और उसके आधार पर नई तकनीकों का निर्माण करना है विज्ञान और प्रौद्योगिकी के विभिन्न क्षेत्र, उदाहरण के लिए चिकित्सा, सामग्री विज्ञान, कृषि, ऊर्जा, आईटी. कुल मिलाकर, लगभग 190 हजार वर्ग किलोमीटर के क्षेत्र पर इच्छा 52 प्रायोगिक स्टेशन और एक डेटा प्रोसेसिंग केंद्र। लगभग 200 वैज्ञानिक और शैक्षिक संगठन और अर्थव्यवस्था के वास्तविक क्षेत्रों के 50 उद्यम - उदाहरण के लिए, मैकेनिकल इंजीनियरिंग, धातुकर्म और रासायनिक और जैविक - वहां अनुसंधान करने में सक्षम होंगे।