Storage ring
স্টোরেজ রিং হল এক ধরনের বৃত্তাকার কণা ত্বরক যেখানে একটি অবিচ্ছিন্ন বা স্পন্দিত কণার রশ্মি সাধারণত অনেক ঘন্টা ধরে ঘুরিয়ে রাখা যেতে পারে। একটি নির্দিষ্ট কণার সঞ্চয় নির্ভর করে ভর, গতিবেগ এবং সাধারণত সঞ্চিত কণার চার্জের উপর। স্টোরেজ রিং সাধারণত ইলেকট্রন, পজিট্রন বা প্রোটন সঞ্চয় করে। সঞ্চয় বলয়গুলি প্রায়শই ইলেক্ট্রন সংরক্ষণ করতে ব্যবহৃত হয় যা সিনক্রোট্রন বিকিরণ বিকিরণ করে। ইলেকট্রন সংরক্ষণ বলয়ের উপর ভিত্তি করে 50টিরও বেশি সুবিধা রয়েছে এবং রসায়ন ও জীববিজ্ঞানের বিভিন্ন অধ্যয়নের জন্য ব্যবহৃত হয়। সোকোলভ-টার্নভ প্রভাবের মাধ্যমে মেরুকৃত উচ্চ-শক্তির ইলেক্ট্রন রশ্মি তৈরি করতেও স্টোরেজ রিং ব্যবহার করা যেতে পারে। স্টোরেজ রিংয়ের সর্বাধিক পরিচিত প্রয়োগ হল কণা ত্বরক এবং কণা সংঘর্ষের ক্ষেত্রে তাদের ব্যবহার, যেখানে সঞ্চিত কণাগুলির দুটি পাল্টা-ঘূর্ণায়মান রশ্মি বিচ্ছিন্ন স্থানে সংঘর্ষে আনা হয়। ফলস্বরূপ উপপরমাণবিক মিথস্ক্রিয়া তারপর একটি পার্শ্ববর্তী কণা আবিষ্কারক অধ্যয়ন করা হয়। এই ধরনের সুবিধার উদাহরণ হল এলএইচসি, এলইপি, পিইপি-2, কেইকেবি, আরএইচআইসি, টেভাট্রন এবং এইচইআরএ। স্টোরেজ রিং হল এক ধরনের সিনক্রোট্রন। একটি প্রচলিত সিনক্রোট্রন রেডিও-ফ্রিকোয়েন্সি ত্বরান্বিত গহ্বরের সাহায্যে কণাগুলিকে নিম্ন থেকে উচ্চ শক্তির অবস্থায় ত্বরান্বিত করতে কাজ করে, একটি স্টোরেজ রিং কণাগুলিকে একটি ধ্রুবক শক্তিতে সংরক্ষণ করে এবং রেডিও-ফ্রিকোয়েন্সি গহ্বরগুলি কেবল সিনক্রোট্রন বিকিরণ এবং অন্যান্য প্রক্রিয়াগুলির মাধ্যমে হারিয়ে যাওয়া শক্তি প্রতিস্থাপনের জন্য ব্যবহৃত হয়। জেরার্ড কে. ও 'নিল 1956 সালে একটি সংঘর্ষের জন্য বিল্ডিং ব্লক হিসাবে স্টোরেজ রিং ব্যবহারের প্রস্তাব করেছিলেন। এই প্রসঙ্গে স্টোরেজ রিংয়ের একটি মূল সুবিধা হল যে স্টোরেজ রিং একটি ইনজেকশন অ্যাক্সিলারেটর থেকে একটি উচ্চ মরীচি প্রবাহ সংগ্রহ করতে পারে যা অনেক কম প্রবাহ অর্জন করে। কণা-রশ্মি সঞ্চয়ের জন্য গুরুত্বপূর্ণ বিবেচনা চুম্বক কণার উপর একটি বল এমনভাবে প্রয়োগ করতে হবে যাতে তারা প্রায় একটি বৃত্তাকার পথে চলতে বাধ্য হয়। এটি দ্বিমেরু স্থিতিশীল বা দ্বিমেরু চৌম্বক ক্ষেত্র ব্যবহার করে সম্পন্ন করা যেতে পারে, তবে বেশিরভাগ সঞ্চয় বলয় আপেক্ষিক আধানযুক্ত কণা সঞ্চয় করে রাখার কারণে দেখা যায় যে দ্বিমেরু চুম্বক দ্বারা উত্পাদিত চৌম্বক ক্ষেত্র ব্যবহার করা সবচেয়ে ব্যবহারিক। যাইহোক, খুব কম শক্তির কণা সংরক্ষণের জন্য স্থির বৈদ্যুতিন ত্বরক তৈরি করা হয়েছে এবং চতুর্ভুজ ক্ষেত্রগুলি (চার্জবিহীন) নিউট্রন সংরক্ষণের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে; তবে এগুলি তুলনামূলকভাবে বিরল। দ্বিমেরু চুম্বকগুলি শুধুমাত্র দুর্বল ফোকাসিং প্রদান করে এবং শুধুমাত্র এই ধরনের চৌম্বকীয় উপাদানগুলির সমন্বয়ে গঠিত একটি স্টোরেজ রিংয়ের ফলে কণাগুলির তুলনামূলকভাবে বড় মরীচি আকার থাকে। চতুর্ভুজ এবং সেক্সটুপোল চুম্বকের উপযুক্ত বিন্যাসের সাথে আন্তঃবৃত্তাকার দ্বিমেরু চুম্বকগুলি একটি উপযুক্ত শক্তিশালী ফোকাসিং সিস্টেম দিতে পারে যা অনেক ছোট মরীচি আকার দিতে পারে। এফওডিও এবং চ্যাসম্যান-গ্রিন ল্যাটিস কাঠামো শক্তিশালী ফোকাসিং সিস্টেমের সহজ উদাহরণ, তবে আরও অনেক কিছু রয়েছে। দ্বিমেরু এবং চতুর্ভুজ চুম্বকগুলি বিভিন্ন কণার শক্তিকে বিভিন্ন পরিমাণে বিপথগামী করে, একটি বৈশিষ্ট্য যা ভৌত আলোকবিজ্ঞানের সাথে সাদৃশ্য দ্বারা ক্রোমাটিসিটি নামে পরিচিত। যে কোনও ব্যবহারিক সঞ্চিত কণা রশ্মির মধ্যে সহজাতভাবে উপস্থিত শক্তির বিস্তার তাই আড়াআড়ি এবং অনুদৈর্ঘ্য ফোকাসের বিস্তারের পাশাপাশি বিভিন্ন কণা রশ্মির অস্থিতিশীলতায় অবদান রাখবে। এই ঘটনাটি সংশোধন করতে সেক্সটুপোল চুম্বক (এবং উচ্চতর ক্রমের চুম্বক) ব্যবহার করা হয়, তবে এর ফলে অরৈখিক গতির জন্ম হয় যা স্টোরেজ রিংয়ের ডিজাইনারদের সম্মুখীন হওয়া প্রধান সমস্যাগুলির মধ্যে একটি। যেহেতু গুচ্ছগুলি লক্ষ লক্ষ কিলোমিটার ভ্রমণ করবে (বিবেচনা করে যে তারা অনেক ঘন্টার জন্য আলোর গতিতে চলছে), বিম পাইপের যে কোনও অবশিষ্ট গ্যাসের ফলে অনেক, অনেক সংঘর্ষ হবে। এর ফলে গুচ্ছের আকার বৃদ্ধি পাবে এবং শক্তির বিস্তার বৃদ্ধি পাবে। অতএব, একটি ভাল ভ্যাকুয়াম আরও ভাল মরীচি গতিবিদ্যা উৎপন্ন করে। এছাড়াও, অবশিষ্ট গ্যাস থেকে বা গুচ্ছের অন্যান্য কণা থেকে একক বড়-কোণ বিচ্ছুরণ ঘটনাগুলি (টাউচেক প্রভাব) এতদূর কণা নির্গত করতে পারে যে তারা ত্বরক ভ্যাকুয়াম পাত্রের দেয়ালে হারিয়ে যায়। কণাগুলির এই ক্রমান্বয়ে হ্রাসকে বিম লাইফটাইম বলা হয় এবং এর অর্থ হল যে স্টোরেজ রিংকে পর্যায়ক্রমে কণাগুলির একটি নতুন পরিপূরক দিয়ে ইনজেকশন দিতে হবে। স্টোরেজ রিংয়ের প্রয়োগের উপর নির্ভর করে একটি স্টোরেজ রিংয়ে কণাগুলির কণা ইনজেকশন এবং সময় ইনজেকশন বিভিন্ন উপায়ে সম্পন্ন করা যেতে পারে। সবচেয়ে সহজ পদ্ধতিটি সঞ্চিত মরীচি পথে কণাগুলির একটি আগত ট্রেন চালানোর জন্য এক বা একাধিক স্পন্দিত বিপথগামী দ্বিমেরু চুম্বক (ইনজেকশন কিকার চুম্বক) ব্যবহার করে; সঞ্চিত ট্রেনটি ইনজেকশন পয়েন্টে ফিরে আসার আগে কিকার চুম্বকগুলি বন্ধ করে দেওয়া হয়, যার ফলে একটি সঞ্চিত মরীচি তৈরি হয়। এই পদ্ধতিকে কখনও কখনও সিঙ্গল-টার্ন ইনজেকশন বলা হয়। মাল্টি-টার্ন ইনজেকশন কণার অনেক আগত ট্রেনের সঞ্চয়ের অনুমতি দেয়, উদাহরণস্বরূপ যদি একটি বড় সঞ্চিত স্রোতের প্রয়োজন হয়। প্রোটনের মতো কণাগুলির জন্য যেখানে কোনও উল্লেখযোগ্য মরীচি ড্যাম্পিং নেই, প্রতিটি ইনজেকশন পালস সঞ্চিত মরীচি আড়াআড়ি বা অনুদৈর্ঘ্য পর্যায়ের স্থানের একটি নির্দিষ্ট বিন্দুতে স্থাপন করা হয়, যাতে সংরক্ষিত মরীচিটিতে মরীচি বিচ্যুতি এবং সুসঙ্গত দোলনগুলির যত্নশীল ব্যবস্থা ব্যবহার করে পূর্বে ইনজেকশন দেওয়া ট্রেনগুলি বের না হয়। যদি উল্লেখযোগ্য বিম ড্যাম্পিং থাকে, উদাহরণস্বরূপ সিনক্রোট্রন বিকিরণের কারণে ইলেকট্রনগুলির বিকিরণ ড্যাম্পিং হয়, তবে একটি ইনজেকশন পালস ফেজ স্পেসের প্রান্তে স্থাপন করা যেতে পারে এবং তারপরে আরও পালস ইনজেকশন দেওয়ার আগে সঞ্চিত বিমে আড়াআড়ি ফেজ স্পেসে স্যাঁতসেঁতে রেখে দেওয়া যেতে পারে। সিনক্রোট্রন বিকিরণ থেকে সাধারণ স্যাঁতসেঁতে সময় দশ মিলিসেকেন্ড হয়, যা প্রতি সেকেন্ডে অনেক ডাল জমা হতে দেয়। যদি কণা উত্তোলনের প্রয়োজন হয় (উদাহরণস্বরূপ অ্যাক্সিলারেটরের একটি শৃঙ্খলে), তবে একক-বাঁক নিষ্কাশন ইনজেকশনের অনুরূপভাবে করা যেতে পারে। অনুরণন নিষ্কাশনও নিযুক্ত করা যেতে পারে। বিমের গতিবিদ্যা কণাগুলিকে অবশ্যই 10 বিলিয়নেরও বেশি সম্ভাব্য বড় সংখ্যক মোড়ের জন্য সংরক্ষণ করতে হবে। এই দীর্ঘমেয়াদী স্থিতিশীলতা চ্যালেঞ্জিং, এবং একজনকে অবশ্যই ট্র্যাকিং কোডের সাথে চৌম্বক নকশাকে একত্রিত করতে হবে। এবং দীর্ঘমেয়াদী স্থিতিশীলতা বোঝার এবং অনুকূল করার জন্য বিশ্লেষণাত্মক সরঞ্জাম। ইলেক্ট্রন স্টোরেজ রিংয়ের ক্ষেত্রে, বিকিরণ ড্যাম্পিং একটি অ-হ্যামিল্টোনিয়ান গতি প্রদান করে স্থিতিশীলতা সমস্যাকে সহজ করে তোলে যা হাজার হাজার বাঁকের ক্রমে ইলেকট্রনগুলিকে নকশা কক্ষপথে ফিরিয়ে দেয়। বিকিরিত ফোটন শক্তির ওঠানামা থেকে বিচ্ছুরণের সাথে সাথে একটি ভারসাম্য রশ্মি বিতরণে পৌঁছায়। এই বিষয়গুলির মধ্যে কয়েকটি সম্পর্কে আরও বিশদ বিবরণের জন্য কেউ দেখতে পারেন। আরও দেখুন জেরার্ড কে. ও 'নিল (উদ্ভাবক) সিনক্রোট্রন বিকিরণ সুবিধার তালিকা রেফারেন্স এক্সটার্নাল লিঙ্ক অ্যাক্সিলারেটর ফিজিক্স শক্তি সঞ্চয়