प्रोटॉन बीम कैसे बनाया जाता है?

एक प्रोटॉन परमाणु के निर्माण खंडों में से एक है। प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और बहुत छोटे इलेक्ट्रॉनों के साथ, मूल तत्व बनाते हैं। जब इन सूक्ष्म कणों को एक संकीर्ण किरण में केंद्रित किया जाता है और अत्यधिक तेज गति से गोली मार दी जाती है, तो इसे प्रोटॉन बीम कहा जाता है। प्रायोगिक भौतिकविदों और डॉक्टरों दोनों के लिए प्रोटॉन बीम अत्यंत उपयोगी चीजें हैं।

प्रोटॉन में धनात्मक विद्युत आवेश होता है। विपरीत आवेश वाली वस्तुएँ एक दूसरे को आकर्षित करती हैं, जबकि समान आवेश वाली वस्तुएँ प्रतिकर्षित करती हैं। कण त्वरक में यह केंद्रीय सिद्धांत है - प्रोटॉन बीम बनाने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली मशीन। इलेक्ट्रोमैग्नेट द्वारा एक ट्यूब के माध्यम से प्रोटॉन को त्वरित किया जाता है। जब एक प्रोटॉन चुम्बक के पीछे होता है, तो प्रोटॉन को अपनी ओर खींचने के लिए चुंबक को ऋणात्मक आवेश में बदल दिया जाता है। जैसे-जैसे प्रोटॉन चुंबक से आगे बढ़ता है, चार्ज को सकारात्मक में बदल दिया जाता है, प्रोटॉन को इससे दूर धकेलने के लिए, इसे और तेज करने के लिए। एक पंक्ति में प्रोटॉन की एक पूरी पंक्ति एक प्रोटॉन बीम बनाती है।

एक प्रोटॉन बीम लगभग प्रकाश की गति तक जा सकता है, लेकिन कणों को जाने में कुछ समय लगता है। ऐसा करने का एक तरीका एक बड़े रैखिक त्वरक का उपयोग करना है। रैखिक त्वरक बड़े पैमाने पर चीजें हैं - 2 मील तक लंबी।

ऐसा करने का दूसरा तरीका एक गोलाकार त्वरक है। परिपत्र त्वरक, या साइक्लोट्रॉन में एक चुंबकीय क्षेत्र होता है जिसे कण के पथ को एक सर्कल में मोड़ने के लिए डिज़ाइन किया गया है। एक साइक्लोट्रॉन में प्रोटॉन का एक बीम तब तक घूमता रहेगा जब तक कि उन्हें पर्याप्त गति नहीं मिल जाती। फिर उन्हें उनके निशाने पर गोली मार दी जाएगी।

प्रोटॉन बीम में कई उपयोगी अनुप्रयोग होते हैं। वे अक्सर सैद्धांतिक भौतिकी में उपयोग किए जाते हैं। कण त्वरक प्रोटॉन को अन्य प्रोटॉन, साथ ही न्यूट्रॉन और अन्य प्राथमिक कणों में तोड़ देते हैं। जब कण टकराते हैं, तो वैज्ञानिक टक्कर से निकले छोटे कणों को मापते हैं। वे ग्लून्स, क्वार्क और प्रोटॉन बनाने वाले अन्य मूल कणों के बारे में चीजों को खोजने की कोशिश करते हैं।

प्रोटॉन बीम का उपयोग विकिरण चिकित्सा में भी किया जाता है। प्रोटॉन को सावधानी से लक्षित किया जाता है और ट्यूमर पर गोली मार दी जाती है, जहां वे अपने डीएनए को नुकसान पहुंचाते हैं और कैंसर कोशिकाओं को मारते हैं। इस प्रकार की चिकित्सा आसपास के ऊतकों को बहुत कम नुकसान पहुंचाती है। सर्जरी के विपरीत, इसे काटने की आवश्यकता नहीं होती है, जिससे यह कुछ प्रकार के ट्यूमर के लिए अधिक सुरक्षित और कम हानिकारक हो जाता है। विशेष रूप से, कुछ प्रकार के नेत्र कैंसर के उपचार में प्रोटॉन बीम बहुत प्रभावी रहे हैं। पहले ट्यूमर तक पहुंचने के लिए आंख निकालनी पड़ती थी, लेकिन अब इसे प्रोटॉन बीम से निशाना बनाया जा सकता है।