اول مرغ یا اول تخم مرغ. این درست شبیه سوالی بود که سالها پیش در یکی از پروژه هایم بدنبال جوابش بودم. من شروع به محاسبات برای ساخت یک تجهیز اندازه گیری جریان برای یک شتابدهنده پروتون پالسی کرده بودم. کل سیستم شامل یک ترانس جریان اصطلاحا acct و یک مدار الکترونیکی بود که بتواند خروجی ترانسفورماتور جریان را به صورت پالس کوتاه بازسازی کند. نحوه استفاده آن در شتابدهنده خاص« بگونه ای بود که ترجیح دادیم از نوع تجاری ان یعنی برگز bergoz استفاده نکنیم. در مراحل ابتدایی محاسبه تعداد گردش سیم برای توروید فریت ترانس جریان با این شک مواجه شدم که در خروجی ترانس ء اول جریان ایجاد میشود یا اول ولتاژ !! همه میدانیم که ولتاژ و جریان در سیستمهای الکتریکی بهم وابسته هستند و وجود یکی باعث ایجاد دیگری میشود. و میدانستم که در سیستمهای با منبع ولتاژ ، با توجه به میزان امپدانس ءجریانی ایجاد میشود. نیز در سیستمهای با منبع جریانء با توجه به میزان امپدانسء مقدار ولتاژ تعین میشود.تقریبا در غالب سیستمهای روزمره اصلا مهم نیست این را بدانیم که اول ولتاژ تولید میشود یا اول جریان.بقول فرنگیها ?who cares. اما در مورد acct این مهم است. حدود یک هفته منابع مختلفی را بررسی کردم . بصورت جزیی مباحث ایجاد شار مغناطیسی و نیروی الکتروموتیو و قانون فارادی را دوباره روی کاغذ نوشتم. مهندسانی که در نیروگاههای برق فشار قوی کار کرده اند میدانند که باز گذاشتن خروجی یک ترانس جریان میتواند به قمیت از دست دادن جانشان تمام شود ولی بخشی از انها دلیل بنیادی انرا نمیدانند. بالاخره بعد از کلی بالا و پایین فهمیدم در مورد ترانس acct در شتابدهنده ذراتء برخلاف ترانس ایزولاسیون , اول مرغ است . با این دید, طراحی مدارات الکترونیکی بازسازی پالس بسادگی خوردن کیک میشود. این با وضعیت تولید میدانهای الکتریکی و مغناطیسی از همدیگر در امواج الکترومغناطیسی متفاوت است.
در بسیاری از پروژه های پژوهشی بنیادین در عمق ماجرا به سوالاتی شبیه این برخورد میکنیم که اتفاقا دانستن جواب ان « میتواند مسیر طراحی و ساخت را با کمترین میزان خطا به پیش ببرد.
اما اکنون بجای صرف ساعتها برای یافتن جواب یک سوال پیچیدهء هوش مصنوعی و در ابتدایی ترین فرم آن جمنای یا جی پی تی که مجموعه ای از دانش هزاران دانشمند و میلیونها سند است در کسری از ثانیه جوابش را (که البته بعضی اوقات ممکن است غلط باشد!) دراختیار پژوهشگران میگذارد. امروزه واقعا برای یافتن <علم> دیگر نیازی به صرف ساعتها مطالعه و شرکت در کنفرانس و رفتن به دیگر کشورها نیست. علم (البته نه همه آن) رایگان و در دسترس همه در فضا پراکنده شده است. سیستم دانشگاهی قدیمی تئوریک علم پایه دیگر ستونهای خود را ازدست داده و دیر یا زود فرو میریزد. اما <فناوری> و بخصوص فناوریهای پیشرفته تر که تولید <ثروت ملی> کند با چت جی پی تی و نظیر ان حداقل فعلا در دسترس نیست و احتمالا در اینده هم براحتی در دسترس نخواهد بود. فناوری از مسیر پژوهش بومی و تجربه و شکست میگذرد. فناوری شاید بیشتر یک تجربه و مسیر باشد تا یک مقصد. مسیری که عضلات توسعه یک تمدن را قوی و مستحکم میکند.
---------------------------
کلبه احزان شود روزی گلستان غم مخور
«حافظ»
از اغاز ساخت شتابدهنده های ذرات بزرگ مقیاس از حدود 60 سال پیش سیستمهای برق این ماشینها از موارد مهم و تحت نظر بوده است. از حدود 40 سال پیش با توسعه سیستمهای انتقال و توزیع بسیار پایدار در کشورهای توسعه یافته کم کم این موضوع از ذهن طراحان به موضوعی کم اهمیت تبدیل شد. طراحان این مراکز سیستم برق پایدار و بدون قطعی را بعنوان پیش فرض در نظر میگرفتند و توجه خود را بر سیستمهای اینترلاک و سایر زیرسیستمهای مراکز شتابدهنده قرار میدادند. طراحان میدانند که در صورت قطع ناگهانی برق برخی سیستمهای شتابگر دچار مشکلات جدی و حتی بلندمدتی میشوند که گاه بازگرداندن انها به حالت نرمال ممکن است ماهها بطول انجامد. سیستمهای آهنرباهای ابررسانا و پدیده quench، پمپ های خلا، سیستمهای خنک کننده و کرایوژنیک، آر.اف فرکانس رادیویی، آشکارسازها و سیستمهای کنترل و ایمنی در شتابگرها در صورت قطع ناگهانی برق میتوانند دچار اختلال جزیی و یا حتی خرابی دایمی شوند.
در اتفاقی نادر در سال گذشته در بزرگترین شتابدهنده خطی و مولد نوترون اروپایی در سوئد که در مراحل پایانی تولید نوترون بود یک قطعی برق غیر منتظره شبکه برق باعث تخریب تیوبهای خنک کننده مودراتور نوترون شد که این پروژه ۱.۵ میلیارد یورویی را حداقل یکسال به تاخیر انداخت . قطع برق باعث خاموششدن پمپهای گردش آب در کنار سیستمهای کرایوژنیک هلیوم مایع فوق سرد شد.این باعث یخ زدن آب راکد و افزایش حجم ۹ درصدی آب در لوله ها و شکستن آنها و تخریب فولادهای قلب مودراتور نوترون شد. ساخت دوباره آن سیستم یکسال زمان برد.
این مسئله بخصوص برای طراحان شتابگر بخصوص وقتی شتابدهنده در منطقه ای قرار دارد که احتمال قطعی برق باشد، حیاتی است.
-------
توسعه های دهه اخیر در زمینه شتابدهنده های ذرات بطور شگفت انگیز حرکت کشورهای توسعه یافته به سمت شتابگر های به اصطلاح جم و جور «کمپکت» را نشان میدهد. شتابگرهایی که مانند قدیم تنها برای پژوهش و کمک به پیشرفت علم و خوش گذرانی پژوهشگران! ساخته نمیشوند. بلکه برای کاربردهای اقتصادی و فناوری و پزشکی و توسعه کشورها طراحی و ساخته میشوند. پروژههای تولید نوترون با کمک آر.اف.کیو بصورت گسترده در اروپا و آسیا در حال طراحی و ساخت هستند. این ماشینهای شتابدهنده زیر ده متری میتوانند با تولید نوترون با کیفیت در بیمارستانها، و یا مراکز دارویی و صنعت نفت و پتروشیمی و مواد و غیره کمک غیرقابل جایگزینی برای افزایش کیفیت سلامت و محصولات و سود اقتصادی ناشی از آن باشند.
چون عمر به سر رسد چه شیرین و چه تلخ
پیمانه چو پر شود چه بغداد و چه بلخ
«عمر خیام»
فکر کنم بیش از 10 سال پیش بود که قرار بود یک چاپر کیکر پروتون را برای مرکز اسپالاسیون اروپایی در لوند طراحی کنیم. این تجهیز قسمتی از تجهیزاتی بود که مرکزمان قرار بود برای آنجا طراحی کند وبسازد. طراحی چاپر کیکر بر عهده من بود. این چاپر کیکر بایستی میتوانست ولتاژ حدود ۵ کیلو ولت را با زمان رایز چند نانو ثانیه بصورت میدان الکتریکی و مغناطیسی عمود بر مسیر ذرات پروتون ایجاد کند. یادم میاید در انزمان بعد از مطالعات اولیه به چند مدل رسیدیم از جمله چاپر استریپ لاین کاهنده سرعت موج الکترومغناطیسی شبیه انچه در مرکز سرن سوییس ساخته بودند و یا چاپر استریپ لاین عادی شبیه انچه درمرکز اس.ان.اس اورنل ایالات متحده و چند مدل دیگر که در ژاپن و غیره ساخته بودند. در انزمان مثل الان نبود که جلسات و کنفرانسها بصورت مجازی برگزار شود بهمین دلیل ورک شاپی را هماهنگ کردیم که از سه نفر از طراحان قدیمی این مدلها از جمله از سرن و اورنل دعوت کردیم تا به اینجا بیایند و یکی دو روز به جمع بندی برسیم. من بعد از این ورک شاپ تصمیم گرفتم که چاپر از نوع استریپ لاینی باشد که هم میدانهای الکتریکی و هم میدانهای مغناطیسی در تغییر جهت پروتونها سهم داشته باشند. در واقع مدل سرن مدل لبه تکنولوژی بود که با کاهش سرعت امواج در استریپ لاین میتوانستند با سرعت پروتونها هماهنگ شوند و زمان گذار موج را چندین برابر کوتاه کنند. اما ساخت ان نیاز به زمان زیاد داشت. در واقع ماده بین صفحه استریپ و بدنه بجای هوا از سرامیک بود. و این سرعت امواج را با سرعت پروتونها هماهنگ میکرد. فریتز کاسپرس مهندس آلمانی بود که این طراحی را در سرن انجام داده بود. شخص بسیار خبره و جالبی بود که بحث های زیادی هم در زمینه خود چاپر و هم در زمینه پالسرهای مورد نیاز ان با هم داشتیم. او چند سال پیش بازنشسته شد. و خبردار شدم چند ماه پیش درگذشته است. کاسپرس و افراد دیگر نظیر او محصول تربیت در شرایط سخت و نیازمند فناوری بعد از جنگ جهانی در اروپا بودند افرادی کارامد و خبره که برای هر مشکل فنی راه حل پیدا میکردند. من به این نسل از دانشمندان اروپایی نسل <هوی دیوتی> میگویم. به تجهیزاتی که در شرایط سخت و غیر سخت با کیفیت عالی کار میکنند در صنعت اصطلاحا heavy duty گفته میشود. بعید است در اینده افرادی شبیه او حداقل در این زمینه کاری تربیت شوند.
در انزمان بعد از طراحی و ساخت چاپر و تجهیزات مرتبط انرا برای نصب به لوند سوئد فرستادیم و خودمم هم برای چند روز به انجا رفتم تا مراحل نصب و تست سرد در تونل شتابدهنده آنجا انجام شود.
-------
شگفتیهای هوش مصنوعی هر روز بیشتر میشود. زمانی فکر میکردم که هوش مصنوعی نمیتواند از انسان باهوش تر شود ولی الان حتی همین جی پی تی رایگان هم از انسان به مراتب باهوشتر است. کافیست در هر حرفه ای که هستی از مهندسی تا اقتصادی تا اجتماعی و پزشکی و فضا و زمین و یا حتی طبع سرد و گرم غذاها !! از او سوال کنی و عمق هوشمندی آنرا ببینی. هر چند هنوز بعضی وقتها اشتباهاتی دارد ولی به سرعت در حال بهتر شدن است.
بنظر میرسد مغز انسان بصورت دیفالت برای بقا و زنده ماندن طراحی شده است و نه برای انجام فکرهای پیچیده. چیزی شبیه پی .ال.سی در صنعت برق. برای آلارم دادن و کم و زیاد کردن هورمون ها و آنزیمهای بدن تا بتواند از خطر فرار کند و بقا پیدا کند نه اینکه مثلاً دو ساعت بنشیند و فکر کند. اینجاست که هوش مصنوعی با در اختیار داشتن مجموعه عظیم دانش بشری و کنار هم قرار دادن آنها میتواند شگفتیهای در آینده ایجاد کند که هرگز تاکنون رخ نداده بود.
یادم میآید چند سال پیش، در یک جلسه مجازی زوم، با گروهی از همکاران که در شتابدهنده حلقوی الکترون در ژاپن کار میکردند جلسه ای داشتم. آنها با مشکلی در زمینهی نویز روی جریانهای خیلی کوچک در محدوده میکرو آمپر روبهرو شده بودند، بهخصوص وقتی میخواستند جریانهای بسیار پایین کاپ فاراده را اندازهگیری کنند و یا میزان امیتانس باریکه نور را اندازه بگیرند. در میان راه حلهایی که به ذهنمان رسید ما پژوهشگران مهندسی، بررسی فرکانس نویز سیگنال هایشان و مقایسه آن با نویز ایجاد شده توسط موتورها، چیلرخنک کننده، فرکانس حرکات مکانیکی محیط و همچنین بررسی لامپهای سقفی که در آزمایشگاه استفاده کرده بودند! را پیشنهاد دادیم. دو پژوهشگر هم احتمال تاثیر نوسان بتاترون سینکروترون و نیز جریان سیاه ناشی از برخورد ذرات به قطعات سرامیکی را مطرح کردند که از دید ما بیشتر به ساینس فیکشن یا علمی تخیلی شبیه بودند! بعد از مدتی در بررسی فرکانسها، متوجه شدند که این نویزها در بازهی 35 تا 50 کیلوهرتز قرار دارند. آنها اصلا نویز سفید نبودند. بلکه نویزی با ساختار فرکانسی مشخص. درست در فرکانس کار لامپهای سقفی ،پیک نویز در تجهیزات الکترونیکی جریان پایین شتابدهنده هم مشاهده میشد. تا آن موقع هیچکس فکر نمیکرد که نوع الکترونیک بکار رفته در لامپهای آزمایشگاه میتواند بر خروجی سیگنالهای خیلی حساس یک شتابدهنده ذرات اثر بگذارد.
نتیجه اخلاقی این بود که در مشکلات ظاهراً پیچیده، به جای دور شدن از مسئله و تئوریهای پیچیده تر، ممکن است راه حل ساده و نزدیک باشد.
البته قسمت خوب آنجا بود که این فرکانسها در بازه فرکانسی بسیار پایینی هستند و تقریبا هر نوع اسیلوسکوپی میتوانست آنها را تشخیص دهد. حال آنکه در بعضی آزمایشات خاص پالس گوسی سریع بعنوان مثال برای اندازه گیری طول بانچ ذرات پرانرژی، در محدوده پیکو ثانیه که فرکانس میتواند از ۲۰ گیگا هرتز هم فراتر رود عملا در صورت وجود نویز تشخیص آن با تجهیزات رایج ممکن نیست. اصطلاحا تجهیزات اندازه گیری معمول نسبت به آنها کر و کور هستند. بعنوان مثال در حال حاضر ممکن است در محدود نقاطی از جهان تجهیزات تولید و دریافت فرکانسهای بالای ۵۰ گیگا هرتز وجود داشته باشد. در نویزهای با فرکانس خیلی بالا نظیر این معمولا احتمال نویز با منشائ زمینی بجز موارد خاص بسیار کم است.
----------
بعضی اوقات وقتی هوا خوب باشد در مسیری جنگلی در منطقه مان که مخصوص پیاده روی و دوچرخه سواری است قدم میزنم. در اینجا روی شاخه بعضی درختان بطریهای نیمه خالی نوشابه ای متصل به شاخه میدیدم. دلیلش را اول نمیدانستم. بعد فهمیدم که این بطریهای نوشابه برای کنترل حشرات خاصی استفاده میشوند. این بطریها در واقع یک سوراخ کوچک دارند. داخل بطری یک مایع با بوی جذاب برای این حشرات میریزند. حشرات به عشق این بو، ازین سوراخ داخل بطری میشوند ولی از آنجا که بطریها شفافند، دیگر آن سوراخ را برای خروج پیدا نمیکنند و به اجبار در انجا فنا میشوند. از چت جیپیتی خواستم تا چند بیت در مورد این داستان به سبک مولانا بنویسد. دیدم جیپیتی نسبت به چندین ماه پیش، پیشرفت شگرفی در ادراک و محاسبه داشته است. بیتهای زیر را نوشت:
ای مگسسان، طالبِ شهدِ فریب
ماندی اندر دام و در زندانِ غیب
عشقِ صورت، دامی و رنجان جان
عشقِ معنا بادهای از لامکان
هر که بر شهدِ مجازی شد اسیر
راه آزادی نبیند تا کبیر
عشقِ حق دریای روشن، بیغبار
نی چو این مایع که دارد زهرِ کار
«هوش مصنوعی»
در اینجا مهاجران زیادی دیده ام که سالها بعد از مهاجرت از کشورهایشان به این مفهوم رسیدند که مهاجرت بدون دلیل قوی و برنامه دقیق، شبیه داستان بطری نوشابه روی شاخه درخت است.
در طراحی شتابدهندههای ذرات، یکی از موضوعات مهمی که همیشه مطرح بوده قسمتهای مربوط به کنترل باریکه ذرات با کمک میدانهای مغناطیسی است. برای اغلب افراد پیش زمینه اینست که با افزایش انرژی و سرعت ذرات و نسبیتی شدن سرعت آنها، کنترل مسیر حرکتشان سختتر میشود و اینکه مسیر حرکت ذرات الکترون و پروتون در شتابگر های با انرژیهای پایینتر، بهطور کلی قابل کنترلتر است. اما این در عمل در بیشتر مواقع و بخصوص در شتابدهنده های خطی درست نیست و برخی مواقع برعکس است. یکی از دلایل این است که وقتی ذرات به سرعتهای بالا میرسند، تأثیر میدانهای خارجی مانند میدان مغناطیسی زمین و یا اثر ماه ! روی آنها کاهش مییابد و حتی از بین میرود و در نتیجه مسیر حرکتشان طبق محاسبات اثر میدانهای مغناطیسی مصنوعی است که طراح ماشین و اپراتور برای آنها در نظر گرفته. چرخش آسمان و زمین تا آنجا که ما میدانیم روی مسیرشان چندان تاثیری ندارد. ذرات در انرژیهای بالا و سرعتهای نزدیک به نور و اینرسی عظیمشان، به نحوی ظاهرا «آرام و مطمئن» حرکت میکنند. مثل اینکه در این وضعیت به هر چه خواسته اند رسیدهاند!
در انرژیها و سرعتهای پایین،ولی اثر میدانهای مغناطیسی زمین و دیگر میدانهای خارجی بسیار بیشتر است. برای مثال، میدان مغناطیسی زمین تأثیر زیادی روی حرکت ذرات در قسمت کم انرژی شتابدهنده های پروتون و بخصوص الکترون دارد. ذرات کم انرژی و کم سرعت به همه چیز واکنش نشان میدهند، حتی به میدان مغناطیسی طبیعی زمین و یا عبور یک کابل از نزدیکیشان! آنها مثل اینکه بدنبال چیزی هستند که هنوز به آن نرسیده اند. ورج و وورج میکنند! رابطه ریاضی ژیرورادبوس یا شعاع سیکلوترون یا همان شعاع انحنا با جرم و سرعت ذرات و میدان مغناطیسی این پدیده را بصورت تیوری هم توضیح میدهد. در این شتابدهنده ها در نظر نگرفتن کویلهای مغناطیسی برای جبران این اثرات میتواند مسیر حرکت الکترونها در یک فاصله کوچک ۲ متری را تا چند سانتیمتر و پروتونها را تا چندین میلیمترجابجا کند . به همین دلیل، در شتابدهندههای ذرات خطی باطول زیاد معمولاً از حفاظهای مغناطیسی استفاده میشود تا این تأثیرات کاهش یابد و کنترل ذرات در انرژیهای پایین بهبود پیدا کند. بعنوان مثال در شتابدهنده ۳ کیلومتری استانفورد Slac ,بعد از نصب و راه اندازی متوجه تاثیر جدی میدان مغناطیسی زمین روی مسیر حرکت ذرات شدند و در نتیجه از میله هایی در اطراف تیوب خلا استفاده کردند و با عبور جریان ازین میله ها و ایجاد یک میدان مغناطیسی مخالف میدان طبیعی زمین، اثرات آنرا کاهش دادند. همچنین در شتابدهنده های کوتاه میتوان از ورقه های مغناطیسی میومتال برای محافظت مغناطیسی قسمتهای اولیه شتابگر استفاده کرد. حتی برای شتابدهنده های خطی خیلی دراز میتوان آنرا از روز اول در جهتی طراحی و روی زمین نصب کرد که اثرات مولفه عمود بر حرکت transverse میدان مغناطیسی زمین مینیمم شود. در غالب شتابدهنده ها البته از مغناطیسهای کورکتور و یا کویل هلمهولتز در اطراف تیوب خلا استفاده میشود تا بصورت دینامیکی مسیر حرکت ذرات را اصلاح کرد.
با وجود جدی بودن این موضوع، چند ماه پیش یکی از پژوهشگران در یک ورک شاپ شتابگر بیان میکرد که بعد از کامیشن کردن قسمت انرژی پایین شتابگر خطیشان متوجه شدند که مسیر حرکت پروتونها بصورت کاملا مشخص از مرکز تیوب خلا جابجا شده و بعد از بررسی متوجه شدند که این بخاطر اثر میدان مغناطیسی طبیعی زمین است که آنرا در طراحیشان لحاظ نکرده بودند. البته این یک اتفاق خیلی جدی نیست که راه حلی نداشته باشد. فقط برای اینکه کاری به بهترین کیفیت ممکن نتیجه دهد ، باید همیشه بهترین کار ممکن را در طراحیهای اولیه انجام داد.
پژوهشگران و همکاران در آزمایشگاه اروپایی شتابدهنده های ذرات «سرن» و تعدادی دیگر از ازمایشگاههای برتر جهانی از حدود بیش از ده سال پیش کمپینی برای ایجاد نرم افزارهای اصطلاحا «اپن سورس» اغاز کردند. هدف از این کار تولید نرم افزارهای کاربردی در فناوری است که بصورت رایگان در اختیار محققان قرار گیرد. معمولا نرم افزارهای تجاری مهندسی در زمینه الکترونیک و محاسبات و سایر رشته ها بسیار گران هستند. علاوه بر گرانی، مسایل پولیتیک هم در برخی موارد حتی از فروش انها به مراکز پژوهشی برخی کشورهای دیگر جلوگیری میکند. گروهی از پژوهشگران «سرن» با این هدف که محققان سراسر دنیا بتوانند آزادانه کارهای علمی خود را پیش ببرند و یا حتی در خارج از محیط دانشگاه نرم افزارهایی برای تحلیل و انالیز داشته باشند ، چنین کمپینی را ایجاد کردند.در اغلب مراکز شتابدهنده ذرات از جمله نرم افزارها octave است که بعنوان جایگزینی برای نرم افزار تجاری محاسباتی mathlab ,و یا ltspice بعنوان جایگزینی برای نرم افزار تجاری طراحی مدارهای الکترونیکی spice althium و یا kicad به جای نرم افزارهای طراحی pcb و یا srim نرم افزاری برای محاسبات برخورد یونهای پرانرژی به مواد و غیره حتی از اغلب رقیبهای تجاری گران قیمت خود در میان پژوهشگران پیشی گرفته اند. یادم میاید چندین سال پیش مدارهای الکترونیکی بوردهای تعیین امیتانس باریکه نور و مدارات دیگری برای برخی تجهیزات دیاگنوستیک باریکه نور را با ltspice و همچنین kicad طراحی کردم و ساختم با اینکه به نرم افزارهای تجاری هم دسترسی بود. کارکرد این نرم افزارهای اپن سورس در پروسه طراحی تا ساخت مدارها عالی بود.
——————-
هفته گذشته کمیسیون اروپا از شهروندان خواست که با توجه به شرایط احتمالی آینده یک «کیت نجات» در شرایط اضطراری در خانه داشته باشند. این کیت باید حاوی مواردی نظیر: رادیوی باطری دار ، باطری قلمی، کبریت، کنسرو خوراکی، اب نوشیدنی برای ۷۲ ساعت، چراغ قوه، چسب نواری و در برخی کشورهای شمال اروپا قرص خوراکی <ید> برای کاهش اثرات تشعشع رادیواکتیو.
شرایط اضطراری گفته شده شامل مسایل اب و هوایی، پاندمی بیماری جدید، یا حتی جنگ اتمی است. کارهای ترامپ هم البته قوز بالا قوز شده است. البته تجربه تاریخی ژاپن و سایر اتفاقات هم نشان داده است که احتمال استفاده از جنگ افزارهای اتمی بعنوان روش نهایی بر علیه کشورهایی که دارنده آن نیستندء دور از ذهن نیست. در این میان غالب کشورهای اروپایی بدلیل این احتمالات، بدنبال افزایش اطلاع رسانی به شهروندان برای امادگی در شرایط اضطراری هستند.
یادم میاید از سال ۲۰۰۵ که به صورت جدی در کنفرانسهای شتابگر شرکت میکردم همیشه از کشورهای مختلف محققان زیادی میدیدم از اروپا گرفته تا آسیا و آمریکا. معمولا برگزار کنندگان کنفرانس در کنفرانسها همیشه یک نصف روز را برای بازدید از مرکز شتابدهنده در نظر میگرفتند. در این میان رفتار پژوهشگران چینی برایم جالب بود.اغلب انها همیشه دوربینی در دست داشتند و از همه تجهیزات شتاب دهنده عکس میگرفتند. پشتکارشان هم عالی بود. از کابل های کواکسیال گرفته تا الکترومغناطیس ها و تجهیزات دیاگنوستیک و کاویتی ها و منابع تغذیه و مونیتورهای تشعشع و غیره از همه چیز عکس میگرفتند تا بقول خودشان مهندسی معکوس کنند. از آنزمان حدود ۲۰ سال گذشته است و اکنون چین اغلب کشورهای رقیب در این زمینه را پشت سر گذشته و نه تنها در فناوریهای معمولی بلکه در فناوریهای های تک الکترونیک و هوش مصنوعی و مخابرات و فضا و فناوریهای هسته ای و تولید برق در زمره برترینها شده است. آشنایی با فرهنگ آنها که چگونه توانسته اند در طول چند هزار سال همواره خود را بالا نگاه دارند شاید الهام بخش باشد. کشورهای با تاریخ گذشته درخشانِ دیگری هم وجود داشته اند نظیر یونان، مصر و برخی کشورهای خاور میانه. ولی آنها شاید نتوانستند خود را با زمان و وضعیت منطبق کنند و اکنون وضع خوبی ندارند ..
درست در همان بیست سال پیش بود که پروژه های دیگری هم در کشورهای در حال توسعه آنزمان شروع به بررسی طراحی و مطالعات اولیه کردند از جمله آن کشورها ایران بود که طرح شتابگر سینکروترون ملی را در دستور کار قرار داده بود. به نظر میرسد که چین غالب محدودیتها و سدهای فناوری در این زمینه را با تکیه بر توان داخلی کنار زده و اکنون به یکی از دارندگان این فناوری حیاتی تبدیل شده است. ایران اما به نظر میرسد که بصورت کلی پروژه شان را فراموش کردند و سرگرم مسایل مهمتر شده اند.
عموما در پروژه های مهندسی ، تا آنجا که من تجربه کرده ام کار غیر ممکن وجود ندارد. فقط ممکن کردن یک پروژه ساده، هزینه کمی دارد و ممکن کردن یک پروژه پیچیده، هزینه بالایی دارد. در واقع اراده و تخصص افراد مهمترین عنصر برای ممکن کردن یا غیرممکن کردن یک پروژه مهندسی است.
البته منظور من چگونگی طراحی و ساخت یک تجهیز نیست که این بجز مسایل استاندارد و نرم و پروتکلهای طراحی حتی به فرهنگ ملی طراحان و سازندگان بستگی دارد. که در این صورت اگر فرانسویهای آنرا بسازند احتمالا تجهیزی یا طراحی پیچیده و گیج کننده خواهد شد، آلمانیها احتمالا آنرا محکم و قابل اعتماد ، آمریکاییها احتمالا آنرا بزرگ و پرحجم و چینی ها آنرا ارزان خواهند ساخت.
من بعد از سالها طراحیها و پروژه های کاری برای خودم یک برنامه شخصی ساخته ام: پروژه های ساده، ابتدا به ساکن و بدون طراحی انجام میدهم. برای طراحی های پیچیده از کاغذ و قلم کمک میگیرم. طراحیهای کمی پیچیده تر با کامپیوتر شبیه سازی میکنم. و اما برای طراحیهای خیلی خیلی پیچیده همه چیز را کنار میگذارم و شروع به تجسم میکنم!!.
آنکه شد هم بی خبر هم بی اثر
از میان جمله او دارد خبر
«عطار نیشابوری»
-----------
مدتی پیش به ایران رفته بودم. چهار چیز خیلی جلب توجه میکرد، یکی اینکه اغلب جوانها به فکر مهاجرت از ایران بودند. از نظر من ، بخش قابل توجهی از اطلاعاتشان در مورد زندگی و کار در اروپا و آمریکا بصورت فاحشی اشتباه بود. آنها بیش از حد تصور، تصویر جالبی از زندگی و تحصیل و کار در خارج از ایران دارند.
دومین چیزی که نظرم را جلب کرد اینکه در ایران هر روز یکی دو ساعت برق قطع میشد.
و سومین چیز اینکه حقوق متوسط کارکنان در کارخانه ها در ایران حدود یک پنجم اروپاست، قیمت بنزین و انرژی حدود یک چهلم اروپا و قیمت برق یک پنجاهم اروپاست. ولی قیمت بعضی وسایل و یا حتی بعضی مواد خوراکی ساخت همین کارخانه ها تقریبا همان قیمت اروپاست. این را نفهمیدم چرا..
یادم هست که حدود سال ۲۰۱۸ بود که برای شتابدهنده اروپایی اسپالاسیون مشغول آزمایش یک سری BPM در اینجا بودیم تا قبل از فرستادن به سوئد تستهای نهایی انجام گرفته باشد. در واقع، این BPM توسط من در اینجا طراحی شده بود و پس از ساخت، در مرحله آزمایشهای نهایی قرار داشت. در خلال این تستها، متوجه شدیم که در نتایج RF فرکانس رادیویی مشکلی وجود دارد. اما این مشکل به گونهای بود که بهسادگی قابل حل نبود. با انجام تستهایی متوجه شدیم که دلیل آن به فرآیند ساخت BPM برمیگشت. هنگام انجام عملیات جوش در خلا یا استفاده از الکترون بیم ، باعث شده بود که یک اتصال کوتاه در حد میکرومتر بین پین سیگنال و بدنه در داخل BPM ایجاد شود. این موضوع موجب شد که نتایج فرکانس رادیویی (RF) با نتایج شبیهسازیهای کامپیوتری همخوانی نداشته باشد. و این تقریباً حل کردن مسئله را برای ما غیرممکن کرده بود، زیرا با روشهای متداول راهی بجز ساخت دوباره آن وجود نداشت. تقریباً یکی دو هفته تمام این مسئله ذهن من را درگیر کرده بود که چطور میتوانیم این مشکل را حل کنیم. برگشتن به ساخت دوباره BPMها حداقل یک سال زمان نیاز داشت، که این نه تنها برای ما، بلکه برای شتابدهنده اروپایی اسپالاسیون هم زمان زیادی محسوب میشد. چنین تأخیری برنامهها را تغییر میداد و مشکلات زیادی را برای ما ایجاد میکرد. در یکی از آن شبهای زمستانی، در خانه روی مبل نشسته بودم و تلویزیون تماشا میکردم. در حال استراحت بودم و صدای رعد و برق از بیرون به گوش میرسید. در همان لحظه، صدای رعد و برق انگار در ذهن من هم جرقهای ایجاد کرد. ایدهای به ذهنم رسید: اگر یک ولتاژ بالای پالسی را از طریق کانکتور SMA به BPM تزریق کنم، ممکن است آن اتصال کوتاه میکروسکوپی مثل یک فیوز قطع شود و مشکل برطرف شود. اما این فقط یک نظریه بود، و نمیدانستم آیا واقعاً میتواند جواب بدهد یا نه. روز بعد، صبح زود به محل کار رفتم و در آزمایشگاه یک ستاپ آماده کردم. جریان و ولتاژ پالسی را به BPM تزریق کردم و صدای تیکی شنیدم ! آن صدای تیک در واقع صدای قطع شدن اتصال کوتاه در BPM بود. بعد با استفاده از تجهیزات RF مثل Network Analyzer پاسخ فرکانسی آن را بررسی کردم. با تعجب دیدم که مشکل اتصال کوتاه به طور کامل برطرف شده و نتایج خروجی پارامترهای Network Analyzer دقیقاً با شبیهسازیها مطابقت دارد. این واقعاً شبیه به یک شانس عجیب و شگفتانگیز بود.
بعدها این BPMها را به سوئد ارسال کردیم و آنها در شتابدهنده نصب شدند. عملکردشان کاملاً موفقیتآمیز بود. حدود دو سال بعد، مقالهای درباره طراحی این BPMها و نحوه حل این مشکل نوشتم که در یکی از ژورنالها منتشر شد.
هر چند که در کارها و پروژه های روتین، معمولا نوآوری جایی ندارد و ممکن است حتی باعث هزینه شود. ولی در پروژههای تحقیقاتی و علمی بدون استفاده از راهکارهای ابتکاری و بعضاً غیرمعمول ، انجام پروژه ها سخت و شاید غیرممکن شود.
--------
کوزه بودش آب می نامد به دست
آب چون یافت خود کوزه شکست
(مولانا)
با اینکه سالهاست در اسپانیا ساکن هستم و ارتباطاتم هم بزبان اسپانیاییست، ولی هنوز برای نوشتن نامه های رسمی حتی در زندگی روزمره ترجیح میدهم از امکانات هوش مصنوعی چت چی پی تی کمک بگیرم. بعنوان مثال پارسال نامه ای برای فسخ قرارداد بیمه اتومبیل یا نامه ای برای استفاده از گارانتی و تعویض یک وسیله شخصی و چند کار اداری دیگر که نیاز به نوشتن ایمیل دقیق رسمی داشت، چت جی پی تی نامه هایی را تهیه کرد که دقت کمتری از یک حقوقدان نداشت. بارها بعد از جواب دادن به تلفن و بعد از چندین دقیقه صحبت کردن فهمیده ام که فرد انطرف گوشی یک ربات هوش مصنوعی است که در حال تبلیغ برای شرکتش بوده ولی با مهارت بالایی و در یک مکالمه دوطرفه روان بدون کوچکترین لهجه و تفاوت با یک انسان، در حال صحبت با من بوده است. حتی در کارهای روزمره پژوهشی هم، استفاده از چت جی پی تی و سایر ابزارهای هوش مصنوعی نظیر آن میتواند کمک زیادی در وقت و انرژی کند. دوسال پیش قرار شد که مقاله ای در کنفرانس شتابگری بنویسم که در «سرن» انجام میشد. از انجاکه مشغول ازمایشات دیگری در اینجا بودم و اصلا زمانی برای نوشتن مقاله و رفتن به سوییس نداشتم، از چت جی پی تی خواستم که سرفصلهای مقاله را برایم پیشنهاد کند. بعد از ان با استفاده از داده ها و نتایج ازمایشگاهی که انجام داده بودیم، مقاله را در مدت کوتاهی تکمیل کردم و فرستادم. اتفاقا ان مقاله از مقالات عالی ارایه شده در ان کنفرانس بود. مدتی پیش که در پنل مصاحبه برای انتخاب دو نفر از متخصصین برای این مرکز بودم ، بدلیل نداشتن وقت کافی از جی پی تی خواستم تا سوالاتی را برایم تهیه کند تا علاوه بر موارد خودم در جلسه از افراد مصاحبه شونده بپرسم. در همه این موارد هوش مصنوعی دستیار عالی بوده است..
امروزه ابزارهای هوش مصنوعی که اغلب بصورت رایگان در دسترس همه هستند میتوانند با استفاده از کلمات کلیدی ما، در زمان اندکی، داستان کوتاه و بلند و یا کتاب علمی و غیر علمی بنویسند و یا عکس و فیلم بسازند و یا برای شما سخنرانی هیجان انگیز تهیه کنند ! هر چند که هنوز تا پخته شدن نتایج ابزارهای هوش مصنوعی زمان لازم هست و بعضی اوقات نتایج ارایه شده توسط هوش مصنوعی بی معنی و غیر واقعی است، بخصوص وقتی از او درخواست غیر علمی و یا احساسی کنید. مثلا از هوش مصنوعی خواستم بیتی بسازد از زبان «مولانا» که شامل دو کلمه «اتم » و «هسته» باشد. نتیجه ان در چت جی پی تی:
در دل اتم، عشق نهان چون هسته ای
ذرات هستی را کند او خسته ای
هر چه در عالم ز اتم تا کهکشان
همه در رقص اند، مست از ان نهان
!! نتیجه ای شبیه اشعار بگوری برره
شاید زمانی در سه دهه پیش داشتن یک مدرک دانشگاهی میتوانست شرط لازم برای برخی کارها باشد، ولی امروزه حتی کارکرد خود دانشگاه سنتی فعلی هم با وجود ابزارهای اینترنتی و هوش مصنوعی زیر سوال است. امروزه علم بر خلاف فناوری بصورت تقریبا رایگان در اینترنت قابل دسترس است و نیازی به دانشگاه ندارد. تغییر روش و کارکرد دانشگاهها از آموزشی و علمی به سمت فناوری و پژوهشی از موهبتهای اجباری اینترنت و هوش مصنوعی است که هر چه دیرتر کشوری به سمت ان حرکت کند، در اینده هزینه های سهمگینتری پرداخت خواهد کرد.
اغلب ما فراموش میکنیم علمی که میشناسیم در واقع مدلی از یک واقعیت است و نه احتمالا تمام واقعیت. بهمین دلیل در همه علوم مدرن از جمله علم فیزیک هم قوانین و مدلها کامل نیستند و به تدریج در حال تکمیل شدن است. اینکه در آینده ذرات بنیادی جدیدتر و یا قوانین کاملتری از قوانین فعلی فیزیک و یا منابع جدیدی از انرژی جایگزین شود ، بنظر منطقی می اید. این احتمالا با بکارگیری هوش مصنوعی که میتواند اطلاعات زیادتری را در زمان کمتری تحلیل کند و از ذهن انسان توانایی بیشتری دارد، شدنی بنظر میرسد. شاید روزی بعضی به اصطلاح خرافات قدیمی هم به نحوی جزوی از علم آینده شوند.
مدتی پیش مستندی دیدم در مورد تکنولوژی طبیعی حرکت میکروبها که طبیعت هوشمند ساخته است. ساختار مکانیکی یک میکروب سالمونلا با کمک اشعه ایکس و میکروسکوپ نور فرکانس بالا، بصورت سه بعدی عکسبرداری شده بود. ساختار قسمت پیشران آن بصورت غیرباوری شبیه یک موتور الکتریکی مینیاتوری دارای سیم پیچی و استاتور است! برق ان هم توسط یونهای هیدروژنی که در سطحش ذخیره میشوند به ان رسانده میشود. اعجاب طبیعت با شعور..با کمک تکنولوژی های نو برای عکسبرداری و فیلمبرداری ذرات اتمی کم کم هوشمندی بیکران موجودات زنده بیشتر و بیشتر دیده میشود. درک هوشمندی عجیب طبیعت و انرژی هوشمندی طبیعی در پس اتفاقات و ذرات حیرت انگیز است. دانشمندان و محقیقن واقعا چیز جدیدی اختراع نمیکنند، بلکه بصورت دست و پا شکسته ای قوانین طبیعت هوشمند را پیدا میکنند. اما واقعا یافته ها و راه حلها و خیلی از قوانین و مدلسازیهای علمی ما بیشتر شبیه تفسیر سایه یک پرنده است، و نه خود پرنده. دریافتی که مولانا قرنهاپیش ارایه داد.
مرغ بر بالا پران سایهاش
میدود بر خاک پران مرغوش
ابلهی صیاد آن سایه شود
میدود چندانک بیمایه شود
بیخبر کان عکس آن مرغ هواست
بیخبر که اصل آن سایه کجاست
تیر اندازد به سوی سایه او
ترکشش خالی شود از جست و جو
ترکش عمرش تهی شد عمر رفت
از دویدن در شکار سایه تَفت
سایهٔ یزدان چو باشد دایهاش
وا رهاند از خیال و سایهاش
(مولانا)
سه سال پیش کاپ فاراده ای برای یکی از مراکز شتابگر ساختیم که کمی با کاپهای فاراده رایج متفاوت بود. کاپ فاراده یکی از ساده ترین تجهیزات دیاگنوستیک در شتابگرهای ذرات است که معمولا برای اندازه گیری جریان الکترون، پروتون و یا ذرات سنگینتر استفاده میشود. ساده ترین ساختار ان شامل یک کاسه مسی است که در مقابل باریکه ذرات قرار میگیرد و از طریق یک کانکتور و یک مقاومت الکتریکی به اسیلوسکوپ وصل میشود. ازین طریق روی اسیلوسکوپ خارج از تونل شتابگر میتوان جریان ذرات را دید. البته معمولا برای اندازه گیری با کیفیت تر یک سری اجزای دیگر هم به ان اضافه میشد ولی اساس ان بهمین سادگیست. بعنوان مثال در طراحی ما، ولتاژ بایاسی روی کاپ قرار دادیم تا از خروج الکترونهای ثانویه جلوگیری کند. همین تجهیز ساده یکی از پرکاربردترین تجهیزات برای اندازه گیری جریانهای خیلی کوچک ذرات باردارست. البته کاربردش در انرژیهای بالا محدودیتهایی دارد.
.....
سالها پیش شاید سال ۲۰۰۷ یا ۲۰۰۸ بود که پروژه ای در دست طراحی وساخت داشتیم که وابسته به سازمان علمی ملل متحد (یونسکو) در کشور اردن بود. یادم ماید که در حال نصب و تست یک شتابدهنده الکترون مایکروترون بودیم. برای برخی سیستمهای دیاگنوستیک و فرکانس آر.اف نیاز به یک سری قطعات فرکانس بالا داشتیم که منحصرا یک شرکت ایالات متحده میساخت. درخواست خرید این قطعات را دادیم. از انجا که کشور اردن در انزمان از نزدیکان ایالات متحده بود اصلا فکر نمیکردیم که مشکلی برای صادرات قطعات به ان کشور وجود داشته باشد. ولی بعد از مکاتبات گفتند که ظاهرا اجازه صادرات این قطعات به اردن داده نمیشود. البته واقعا قطعات پیچیده و تکنولوژی خیلی بالایی هم نبودند. اتفاقا در انزمان بحث تحریمهای علیه ایران هم جدی شروع شده بود. یک روز موقع نهار یکی از متخصصان انجا که اتفاقا از اردنی های بازگشته به کشورش بود در مورد تحریمهای ایران پرسید. کلی صحبت کردیم. اخر صحبتهایم گفتم «شما هم تحریم هستید فقط خودتان نمیدانید!» در واقع در زمینه فناوریهای مهم، کشورها تنها باید به توان داخلی خودشان اتکا کنند، نه به امید دیگر کشورها.
اصولا نویزها پدیده ای کاملا چالش برانگیز در شتابدهنده های ذرات هستند. این بخصوص در مواقعی که بخواهید سیگنالهای بسیار کوچک و دقیق را بررسی کنید میتواند بصورت جدی دردسر ساز شود. در غالب شتابدهنده ها انبوهی از تجهیزات با جریانها و هارمونیکها و سطح انتشار امواج الکترومغناطیسی متفاوت مشغول کارند. تا موقعیکه نیاز به دقت بالا برای اندازه گیری سیگنالها نباشد، این مشکل بالایی ایجاد نمیکند. ولی برای برخی ازمایشات نیاز به اندازه گیری سیگنالهای بسیار کوچک است و در نبود یک زمین الکتریکی خوب در تاسیسات شتابدهنده، مشکل فراوانی ایجاد میشود. مثلا سیگنالهای پالسی یک کاپ فاراده، یا اندازه گیری امیتانس باریکه و یا حتی یک آ.سی سی تی از جمله این موارد هستند.
نویزها در فرکانسهای بالای آر.اف برخلاف انتظار، راحتتر قابل بهبودند. در این موارد یک فیلتر باند بالا یا پایین معمولا خوب جواب میدهد. دلیلش انست که معمولا فرکانس کار در این موارد مشخص است و میتوان با قرار دادن فیلتر ، نویز را از بین برد. ولی در سیگنالهای پالسی که دارای اسپکتروم گسترده فرکانسی هستند، رفع نویز پیچیده تر است.
مدتی پیش بعد از اینکه تجهیزی را برای «سرن» طراحی کردیم و در آزمایشگاه ساختیم. قرار شد که انرا با باریکه پروتون انرژی پایین در مرکز خودمان ازمایش کنیم. پس آنرا در شتابدهنده کم انرژی نصب کردیم. هنگام تست ان در شتابگر، متوجه شدیم که بدلیل دامنه بالای نویز، سیگنال خروجی تجهیز بسیار معوج و غیر دقیق شده بود. تقریبا دامنه سیگنال پالسی اصلی از دامنه نویز کوچکتر بود و قابل تشخیص نبود. مدت زیادی زمان صرف کردیم و با مجموعه ای از امپلی فایر و فیلتر و تغییر زمین الکتریکی ، سرانجام مشکل حل شد. به همین دلیل است که برای شتابدهنده های جدید توصیه میشود که طراحان سیستم برق، در هنگام طراحی سازه اولیه، طراحی یک زمین الکتریکی خوب را مدنظر قرار دهند تا در آینده با مشکلات کمتری مواجه شوند.
برخی شتابدهنده های ذرات البته در تونلهایی در عمق زمین ساخته میشوند که ربطی به نویز الکتریکی و الکترومغناطیسی ندارد، و دلیل ان کاهش انتشار و دریافت تشعشعات نوترونی و نظیر آن در برخی آزمایشات خاص است.
.....
معمولا سوالی که غالبا در سفر به ایران، از من پرسیده میشود اینست که ایا مهاجرت به خارج از کشور خوب است یا نه؟ جواب من البته از دو دهه پیش تا الان با تجربه بیشتر زندگی در خارج کشور تغییر کرده است.تقریبا پاسخ من بخصوص وقتی صادقانه باشد اینست که مهاجرت را بصورت کلی پیشنهاد نمیکنم. پدیده مهاجرت برخلاف ظاهر ساده و جذاب آن، ولی پیچیده و سخت است. من غالبا این شباهت را مطرح میکنم. یک درخت نخل را از جنوب ایران از ریشه در اورید و در ساحل دریای خزر بکارید، در آنجا ممکن است رشد کند ولی میوه ای نخواهد داد. مهاجرت از ایران هم تقریبا شبیه همین است و با گذشت زمان بیشتر واقعیت پیدا میکند.
چند سال پیش در تیم طراحی یک تجهیز «اندازه گیری امیتانس ذرات کم انرژی» که برای یکی از مراکز شتابدهنده پروتون میساختیم، بدلیل نبودن فردی در قسمت الکترونیک این تجهیز، خودم کارهای مربوط به ساخت قسمت الکترونیک انرا به عهده گرفتم. بخاطر ان مجبور شدم که مدت زیادی صرف مطالعه و یاداوری نکات مربوط به طراحی الکترونیک و مدارهای مربوطه کنم. بعد از ان هم نیاز به یک مولد پالس سریع گوسی ولتاژ پایین چند صد پیکوثانیه ای داشتیم که مدتی برای ان هم مطالعه کردم و یک مولد بر اساس دیود «آوالانژ » و دیگری بر اساس دیود «استپ ریکاوری» ساختیم. در این بین با مقالات «جیم ویلیامز» آشنا شدم که بسیار عالی بودند. بعد متوجه شدم که او یکی از مشهورترین افراد در زمینه الکترونیک انالوگ است که در شرکت «انالوگ دیوایس» سالها مشغول بوده است. زندگیش را که خواندم دیدم که اصلا سابقه دانشگاهی الکترونیک نداشته و در رشته ای دیگر درس خوانده بود، ولی با عشق و علاقه وارد زمینه الکترونیک شده بود و توانسته بود با طراحی های عملی و پژوهشهای شخصی از تاثیرگذارترین متخصصین این رشته و در واقع رفرنس علمی این زمینه شود. در میان تاثیرگذاران دیگر زمینه های علمی هم افرادی شبیه جیم ویلیامز زیاد دیده میشود که بدون مدارک بالای دانشگاهی در رشته ای توانسته اند با عشق و استعداد و تلاش مستمر، تاثیرات مثبت علمی بی نظیری در علم و تکنولوژی داشته باشند. تب مدرک گرایی و مقاله گرایی، مسئله ایست که در کشورهای کمتر توسعه یافته، شدیدا باعث افت فناوری کشورهایشان و مهاجرت متخصصین و فناوران و تبعات اقتصادی آن شده است.
در تجربه دو دهه گذشته ام در مراکز شتابگر ذرات، بارها در پنل هایی برای انتخاب افراد متخصص حضور داشته ام. واقعیت اینست که کارهای عملی مرتبط که انجام داده بودند بیشتر از مدرک تحصیلیشان توجهم را جلب میکرد. بارها و بارها دیده ام که همانگونه یک مهندس بهتر از یک تکنسین میتواند کارهای مهندسی را انجام دهد، یک تکنسین هم کارهای تکنسینی را به مراتب بهتر از یک دکترا انجام میدهد. در عوض در یک کار پژوهشی یک دکترا بهتر از یک تکنسین میتواند پژوهش را انجام دهد. در پروژه های فناوری و عملگرایانه موفقیت آمیز، مدرک درست مثل شماره کفش است. بالا بودن یا پایین بودن ان خیلی مهم نیست. مهم اندازه بودن آنست.
...........
حکایت مولانا از گاوی در یک جزیره سرسبز که روزها از فراوانی نعمت چاق میشود و شبها از اضطراب فردا لاغر میشود..
یک جزیره سبز هست اندر جهان اندرو گاویست تنها خوش دهان
جمله صحرا را چرد او تا به شب تا شود زفت و عظیم و منتجب
شب ز اندیشه که فردا چه خورم گردد او چون تار مو لاغر ز غم
چون براید صبح گردد سبز دشت تا میان رسته قصیل سبز و کشت
باز زفت و فربه و لمتر شود ان تنش از پیه و قوت پر شود...
باز چون شب میشود ان گاو زفت میشود لاغر که آوه رزق رفت...
سالها خوردی و کم نامد ز خور ترک مستقبل کن و ماضی نگر
«مولانا»
از دهه ۵۰ میلادی که اولین شتابگر حلقوی ساخته شد، نسلهای مختلف بعدی به خاطر نیاز صنایع و موسسات و آزمایشگاههای تحقیقاتی به نور سینکروترون بوجود آمد. شتابدهنده حلقوی آنزمان بسیار کوچک و محیطی حدود چند متر داشت! و تنها برای تحقیقات ساده فیزیک ساخته شد. در آنزمان نور سینکروترون همانند اشعه ایکس در اوایل پیدایشش، جنبه پارازیت و ناخواسته داشت. بعدها که ابعاد استفاده از ان روشن شد، نسل اول شتابگر سینکروترون ساخته شد. اما نور سینکروترون از همان اول ثابت کرد که اصطلاحا نور «پر برکتی» برای صنعت، فناوری و حتی اقتصاد و زندگی مردم است. یک دهه بعد شتابگر سینکرونروم نسل دوم با بکارگیری insertion device مانند «ویگلر» و «اندولاتور» ساخته شد که نور با کیفیت تری را در اختیار کاربرانش قرار میداد. و سرانجام از دهه ۹۰ میلادی تقریبا تمام سینکروترون های ساخته شده به نسل سوم 3rd generation light source و حلقه هایی بین ۳۰۰ تا ۶۰۰ متر ارتقاع داده شدند. نوری با تابندگی و درخشش هزاران برابر اشعه ایکس و کیفیت فرکانسی میلیونها برابر بالاتر از خورشید. صنایع و تحقیقات لبه علم شیفته این نور شدند. تقریبا هیچ کشور توسعه یافته ای وجود ندارد که حوالی سال ۲۰۰۰ میلادی طراحی سینکروترون ملی نسل سوم خود را آغاز نکرده باشد. و در همه انها هم تا حوالی سال ۲۰۱۰ توانسته اند کار طراحی، ساخت و تولید نور سینکروترون را به پایان برسانند. در کنار کشورهای توسعه یافته، کشورهای در حال توسعه آنزمان نظیر چین، هند و برزیل هم در همان سالها اینکار را انجام دادند. انها بعد از بیست سال در حال آغاز به چیدن میوه تصمیمات درستشان در علم و فناوری هستند.
مولانا گفته بود: «چون که صد آمد، نود هم پیش ماست» این بدرستی بیانگر سرمایه گذاری در فناوریهای پیشرفته نظیر ساخت شتابدهنده های ذرات و فناوریهای فضایی و انرژی و غیره است.
اما در چند سال اخیر نسل چهارم سینکروترونها هم در حال ظهور هستند. انها امیتانس emittance بسیار پایین و درخشندگی و تابندگی دهها برابر نسل قبلی خود دارند. البته نیازهای انها از پایداری زمین و پایداری تاسیسات برق و منابع تغذیه الکترومغناطیسها گرفته تا خطای بسیار پایین مکانیکی ساخت تجهیزات و فیزیک ذرات ، ساخت انها را با چالشهایی روبرو میکند که البته در حال حل شدنند.
یکی از کارهایی که عموما موقع ساخت نسل جدیدتر شتابدهنده توسط کشورها انجام میشود، معمولا dismantle کردن ماشین شتابدهنده نسل قبلی و اهدای ان به مراکز ملی دیگر یا حتی کشورهای دیگر برای استفاده دوباره است. دلیل انست که اصولا بعد از ارتقا به نسل بعدی، غالب تجهیزات و زیرسیستمهای شتابدهنده باید از اول طراحی و ساخته شوند. سالها پیش شتابدهنده سینکروترونی را طراحی کردیم که قسمت اعظم اینجکتور و حلقه بوستر ان اهدایی کشور آلمان تحت برنامه علمی سازمان ملل یونسکو بود.
ساخت یک شتابدهنده نسل سوم هنوز هم به شرط اراده جدی و بودجه مناسب و هدفمند برای ان، اگر حتی بتواند تا سال ۲۰۳۰ نور با کیفیت سینکروترون را به مرحله تولید برساند، کار بزرگ و پرافتخار برای هر کشوری است.
..........
ماه گذشته سفری به ایران داشتم که بسیار خوب بود، البته بدلیل گرمی هوا نتوانستم به مسجدسلیمان بروم که حیف شد. از زمان کوید، به ایران نرفته بودم، ولی تغییرات ملموسی را دیدم. در زمینه کاربرد دیجیتال و راحتی کارها، از کارهای اداری و دولتی تا اپلیکیشنهای موبایلی برای خرید، تاکسی و غیره تغییرات خیلی مثبت و مبتکرانه دیدم. در زمینه قیمتها ولی شبیه کسی بودم که از «غار کهف» خارج شده باشد!