Skew Quadrupole

... وامروز بایستی بررسی اولیه برای قرار دادن Skew Quadrupole ها برای جبران کردن اثرات کوپلینگ و Vertical Dispersion را انجام بدهم. از موقعیکه چند ماهه پیش به این نتیجه رسیدیم که بدلیل نبودن فضای کافی برای کورکتورها؛ بایستی آنها را در درون Sextupole ها قرار دهیم؛ حالا نوبت به قرار دادن اسکیو کوادروپولها درون سکستوپول ها است. هر چند که بررسی اولیه نشان داده است که این از نظر فیزیکی امکان پذیر نیست. در واقع ماجرا اینه که ما بایستی یک میدان مغناطیسی در حد چند صد گوس با زاویه ۴۵ درجه ایجاد کنیم که هم میدان افقی و هم میدان عمودی را به گونه ای ایجاد کنیم که بتواند الکترونها را اصطلاحا بچرخاند تا اثرات کوپلینگ را از بین ببریم؛ کار را انجام داده ایم. ولی این عملا کار آسانی هست؛ مشکل اینجاست که ما فضای کافی درون حلقه انبارنده Storage ring نداریم و این ما را مجبور میکنه که از فضای درون سایر الکترومگنتها برای ایجاد این میدانها استفاده کنیم. مسئله کورکتورها را با قرار دادن کویلها درون سکستوپولها حل کرده ایم؛ ولی برای اس.کیو ها شاید این براحتی عملی نباشد. به لحاظ فیزیکی یک اس.کیو دقیقا یک کوادروپول هست که ۴۵ درجه چرخیده باشد.
رییس فنی اینجا بدعوت یکی از مراکز علمی ایران قرار است همین جمعه به مدت یک هفته به ایران برود تا با وضعیت صنایع ایرانی آشنا شود و در صورت توانایی کارخانجات ایرانی؛ الکترومگنتها و یا حتی منابع تغذیه در آنجا ساخته شود. 

واحدهای مهندسی

بلاگر یا همون blogspot یک امکان جالبی را در اختیار وبلاگ دارها قرار داده که دیگه بطور مستقیم میتونن عکسهای توی کامپیوتر را توی وبلاگشون آپ لود کنن.
نیم ساعت پیش برای پیدا کردن منحنی BH و رابطه غیرخطی آمپر-ترن و میدان مغناطیسی در دو سیستمMKS و CGS  برای آهن کوکریل کتابی را ورق میزدم با عنوان منابع تشعشع سینکروترون نوشته هرمان وینیک. یک فصل اون در مورد الکترمگنت ها رو نیل مارکس نوشته که وقتی در مرکز دارزبوری انگستان بودم با او کار میکردم. تبدیل واحدها بین دو سیستم بعضی وقتها اشتباهات بزرگی رو ایجاد میکنه (به خصوص وقتی از ANSYS استفاده میکنی). استاندارد مهندسی در این مورد MKS هست ولی بعضی نوشته های قدیمی از CGS استفاده میکنن؛ و مثلا به جای متر و کیلوگرم و تسلا و آمپر-ترن از فوت و پوند و گوس و اورستد استفاده میکنن. البته در ایران هم تا اونجاییکه یادم هست چنین اختلاف واحدهایی بود. مثلا مدتی درنیروگاه عباسپور مسجدسلیمان بودم؛ تقریبا همه مهندسین و کارگران برای مسافت از واحد مایل و برای سرعت آب خنک کننده از فوت بر ثانیه استفاده میکردن. در شرکت نفت هم که خیلیها هنوز از فوت و مایل و پوند استفاده میکنن؛ ولی در بیشتر مناطق الان از واحدهای استاندارد MKS استفاده میشه.

مهندسی ۴۰ سال پیش

در مقاله ای از ام.اچ.بلیوت از آزمایشگاه ملی بروکهاون در نیویورک که در سال ۱۹۶۵ میلادی یا ۱۳۴۴ نوشته؛ و امروز داشتم بررسی میکردم تحت عنوان «نکات طراحی الکترومگنت ها در شتابدهنده های پر انرژی» مطلب جالب در مورد کامپیوتر در ۴۰ سال پیش بود که ترجمه اش اینست:
 «به عقیده من گران ترین تجهیزات شتابدهنده های ذرات پر انرژی؛ الکترومگنت ها به همراه منابع تغذیه انها است؛ طراحی انها نیز بایستی با دقت تمام انجام شود؛ بدست آوردن نتیجه مطلوب برای ایجاد میدان مغناطیسی دلخواه و شکل پل؛ با در نظر گرفتن و شبیه سازی اثرات اشباع یوک و نیز طراحی دقیق مکانیکی با اسکیل واقعی کاری است که نیاز به یک تیم از فیزیکدانها؛ مهندسین و تکنیسین ها دارد که ساعتها روی محاسبات پیچیده آن کار کنند؛...البته اخیرا کامپیوترهای الکترونیکی فوق العاده ای در آزمایشگاه مورا تولید شده اند که میتوانند نتایج اعجاب آور دقیقی را به ما بدهند....»
نمیدونم دقیقا چند ساله که کامپیوتر وارد ایران شده؛ ولی فکر کنم ۱۵ سال باشه. البته منظورم کامپیوتر هست نه ماشین حساب. 

دو به شک شده ام.

امروز به شک افتادم که این پروپوزالی که برای تعیین پروفایل بیم الکترون داده ام صد در صد درسته یا نه. مدتی پیش ایمیل از کوبه گرفتم که مسئول دیاگنوستیک دسی هست؛ گفته که الان خیلیها میخواهند پروفایل بیم و امیتانس رو با استفاده از اشعه ایکس بطور مستقیم اندازه بگیرند و گفته که چرا شما میخاید از نور قابل دید اسپکتروم فوتونها برای اندازه گیری استفاده کنید(در مقاله ماه گذشته ام). فعلا جواب دادم که تجهیزات مورد استفاده در روش استفاده از نور قابل دید ارزان تر از روش پین-هول اشعه ایکس هست. راستش هم اسمبل کردن و کار با نور قابل دید خیلی راحت تر از روش پین-هول اشعه ایکس هست. تنها مشکل مسئله آیینه هایی است که استفاده میشوند و بایستی در مقابل گرمای بسیار بالای متمرکز شده ایکس مقاوم باشند یا حداقل با سیستم دقیقی خنک شوند. و همچنین در مقابل اثر سیاه شدگی ناشی از تشعشع رادیواکتیو محافظت شوند.

نکته های کوچک

امروز شروع کردم به نوشتن گزارش مربوط به طراحی الکترومگنت های حلقه انبارنده یا اصطلاحا استوریج-رینگ. سر فصل ها عبارتند از: ابعاد و نقاط مکانیکی؛ کویل ها؛ سیستم خنک کننده برای کویل ها؛ جدول مشخصات؛ مالتی پلها؛ نسبت مالتی پلها به دایپل ۱.۴۵۵۴ تسلا؛ وضعیت در موقع اینجکشن و مقایسه با وضعیت کار عادی در انرژی بالا؛ وضعیت مالتی پلها بعد از دفور میشن؛ شیفت تیون و آپرچر دینامیکی ناشی از مالتی پلها.
هر چند که میدانم تقریبا هیچ فارسی زبانی این اصطلاحات بالا را متوجه نمیشود؛ ولی اینها را برای خودم مینویسم که یادم نرود؛ در کتابی که امروز خانوش برایم فرستاد؛ نکات جالبی با عنوان «نکته های کوچک زندگی» بود که مثلا نوشته بود: هر کاری را که میخواهید دقیق انجام بدهید روی کاغذ بنویسید.

طراحی قدیم و جدید

دیروز داشتم طراحی ماشین سینکروترون بسی یک در آلمان را مطالعه میکردم؛ برام جالب بود که خیلی از محاسباتی که ما الان با نرم افزارهای کامپیوتری انجام میدیم رو آنها در تقریبا ۲۵ سال پیش به صورت دستی انجام میدادن و در عمل هم ماشین بسی یک تا همین چند سال پیش خیلی خوب کار میکرد و دو سال پیش بعد از دیس-اسامبلینگ تجهیزات اون رو بما هدیه کردن. البته الان هم بعضی وقتها که با ویگنولا در مورد طراحی های مختلف صحبت میکنم؛ جالبه که فرمولهای ساده ای داره که واقعا اغلب تجهیزات ماشینهای قدیمی بر مبنای این فرمولهای ساده طراحی میشدن. آنجلو که در ماشین فراسکاتیه ایتالیا کار میکنه چند روز پیش گفت که ویگنولا خیلی با نرم افزارهای جدید کامپیوتری به خصوص سه بعدی و اینترفیسهایی کنترلی مثل لاب-ویو و میکروکنترلرها میونه خوبی نداره. اون بیشتر مایله که بصورت مستقیم ببینه که چه اتفاقی توی ماشین میفته و سیگنالها از کجا به کجا میرن.
فردا احتمالا بایستی بروم سفارت ایران برای رای دادن به رییس جمهوری؛ البته هنوز نمیدانم تا چه ساعتی میشه رای داد.

دوربین

از مدتی پیش تمام دوربین های مدار بسته اطراف ساختمانمان را با دوربین های مداربسته قوی تری عوض کردن؛ باز و بسته شدن آسانسور طبقات درون ساختمان رو هم هوشمند کردن؛ بطوریکه بدون کارت مغناطیسی شناسه هر کدام از کارکنان اینجا؛ اصلا باز و بسته نمیشه. این کار بسیار جالب و مطمئنی هست. امروز هم هوا تقریبا خنک هست و کمی هم باد میاد ولی در هر صورت کاندیشنر روشنه.
دوباره بایستی نتایج طراحی دایپل مگنت رو بررسی کنم؛ در واقع با وجود میدان بالای بین شکاف دو دهانه دایپل؛ کشش شدیدی بین دو دهانه دایپل ایجاد میشود که در حدود ۳۵ تن نیرو به دو دهانه فشار وارد میکند؛ این باعث میشود که مقداری در حد ۱۰ میکرون تغییر هندسی در دو دهانه ایجاد شود که باعث مقادیر جدیدی در مالتی پل های مغناطیسی مگنت میشود. بایستی دید که این در محدوده نرمال هست یا نه.

برگشتم

مثل همیشه چندین ساعت قبل از مسافرت دچار اصطلاحا تراول-سیک شدم. پروازم هم صبح زود به سمت وین در اتریش بود و بعد از یک نصفه روز توقف به سمت لیون در فرانسه حرکت کردم. هوای وینا بارانی بود؛ ولی هوای لیون فوق العاده پاک و جالب بود. توی کنفرانس هم روز اول مقاله ام رو بایستی ارایه میدادم و استقبال خوبی هم شد از اون. با افرادی از شتابدهنده های سینکروترون در سرن؛ آلبای اسپانیا؛ سولیل فرانسه؛ جی-اس-آی آلمان و الترای ایتالیا و شتابدهنده تایوان و همچنین دو نفر از سوپر شتابگر پترا و حرا در آلمان صحبت های آموزنده ای داشتم. مطالب جالبی از تجارب اونها در زمینه بیم دیاگنوستیک بدست آوردم و نتایج کارهایم رو هم به اونها گفتم. برای خیلی ها روند پیشرفت پروژه جالب بود. روز دوم هم کلی با دکتر برگز مسئول شرکت برگز حرف زدیم و همچنین با شرکت سازنده الکترودهای بیم دیاگنوستیک مونیتور. تقریبا ۱۵۰ نفر شرکت کننده بودند و از بیشتر سینکروترون ها و حتی کولایدرها افرادی بودند. 
یک نصفه روز هم به لیون رفتم و کمی توی شهر گشتم؛ شهر بسیار قشنگ و تاریخی و تمیزی بود. و البته پر از محصولات فرهنگی و کتابخانه و موزه و کلیساهای قدیمی و رستوران های سنتی و مدرن و یک رودخانه نسبتا بزرگ که یک پل روش بود خیلی شبیه پل رودخانه سانفرانسیسکو. ولی باز هم میگم که هوای لیون فوق العاده پاک و آرامش بخش بود. حتما ایشالله یک بار دیگه البته نه برای کنفرانس و مسایل کاری؛ بلکه برای تفریح به لیون خواهم رفت.

ضرب المثل

دیروز ایمیلی رو گرفتم از یکی همکاران که برام جالب بود. همکارم ایرانی نیست و اون ایمیل را با عنوان به فارسی [نکته روز] به همه همکاران در یونسکو فرستاده بود. به انگلیسی اینبود:
A Gentle hand may lead an elephant with a signle hair...... Persian  proverb و به فارسی میشه: با دستان ظریف میتوان یک فیل را تنها با یک تار مو حرکت داد.(ضرب المثل فارسی)
این مطلب برای من جالب بود؛ از این جهت که من اولین بار بود که این را شنیده بودم؛ و حال آنکه در پایانش نوشته شده بود این یک ضرب المثل ایرانی است.
تقریبا آلموست همه کارهام رو ردیف کردم برای هفته آینده که دارم میرم لیون. هر چند که این سفرم خیلی کمپرس و کوتاه است ولی بایستی ببینم چقد میشه از لیون لذت برد. اگه بتونم توی این چند روز یکی از بازیهای باشگاهی لیون رو هم ببینم که عالی میشه.

سینکروترون

امروز یکی از همکاران به اتفاق مدیر شتابدهنده سینکروترون که (وزیر علوم اینجا است) یک مصاحبه کوتاه در شبکه تلویزیونی داشتند. قرار است روز جمعه بطور کامل پخش شود. مصاحبه در مورد اطلاعات عمومی شتابدهنده ها و کاربرد انها در زندگی روزمره مردم و استفاده از این فسیلیتی برای پیشبرد علوم بنیادی وتکنولوژی قرن بیست ویکم بود. دیروز هم تعدادی از برندگان جایزه نوبل فیزیک از محل ساخت و مراحل پیشرفت ساختمان این فسیلیتی بازدید کردند. برایشان جالب بود که همچین پروژه ای در همچین منطقه ای در حال پیشرفت است. 
همیشه در هنگام اجرا به یک مسایلی برخورد میشه که اصلا آدم فکرش رو نمیکنه از بس که بی اهمیتن. مثلا همینجا بعد از چند ده متر بتن ریزی و نصب پایه های فلکسیبل در مقابل لرزش متوجه شدیم که برای کف این محوطه اصلا آبراهی در نظر گرفته نشده است. این یعنی اگه بعد از اتمام کار ساختمان و هنگام نصب تجهیزات مثلا آبی کف محوطه ریخته بشه؛ برای خشک کردن اون بجای حالت طبیعی عبور از آبراه بایستی از دستگاههای ساکشن استفاده بکنیم و این اصلا جالب نیست.

مرکز فیزیک نظری و ریاضیات

مرکز تحقیقات فیزیک نظری و ریاضیات در تهران یکی از مراکز معتبر جهانی. من هم مدت کوتاهی فرصت همکاری در آنجا را داشتم. محیط بسیار آرام و جالبی برای تحقیق و پژوهش است؛ معمولا ویزیتور هایی از مرکز تحقیقات اتمی اروپا(سرن)؛ مرکز عبدالسلام ایتالیا و دانشگاههای اروپایی وامریکایی دارد. شاخه های مختلف فیزیک؛ ریاضیات؛ نانو تکنولوژی(که البته این یکی جدید است) و علوم زیستی دارد.

اسکوپ

امروز قرار شد که از بودجه ای که آمده برای پروژه تعدادی وسیله اندازه گیری برای سال آینده بخریم. یک اسیلوسکوپ تا ۳ گیگاهرتز؛ یک آر-اف ژنراتور ۱ گیگا هرتز؛ اسپکتروم آنالایزر و نت-ورک آنالایزر ۳ گیگا هرتز. دو سازنده اصلی تجهیزات آر-اف یکی تکترونیکس هست و یکی هم آگیلنت-اچ پی... قیمتها تقریبا به ترتیب برای تجهیزات توی رنج ۴۲ هزار دلار؛ ۱۵ هزار دلار؛ ۲۶ هزار دلار و ۲۵ هزار دلار بودن برای هر کدام از اونا. این تجهیزات وسایل اولیه برای یک تست آر-اف هستن که ما برای سال آینده نیاز داریم. تکترونیکس توی فرکانسهای بالای ۳۰۰ مگاهرتز زیاد تولیدات نداره؛ ولی آگیلنت-اچ-پی تا ۱۲۰ گیگا هرتز هم تولید میکنه.
و اما هوا که هفته گذشته یه مقدار گرم شده بود؛ الان خنک هست. کنفرانس دیاگنوستیک برای شتابدهنده ها هم یک حال اساسی به من داد؛ دکتر اشمیکلر جمعه ایمیل زد که بله ما ۱۰۰٪ هزینه اقامت و هواپیما و تاکسی و هتل و اضافات!...اینا رو یه چیزی هم روش به شما میدیم؛ شما فقط تشریف بیارین اینجا لیون فرانسه؛ مقاله تون رو که برای بیم دیاگنوستیک نوشتین؛ اینجا توی کنفرانس ارایه بدین.  ما هم گفتیم به چشم؛ چرا که نه؟ البته یک نصفه روز هم بازدید از مرکز سرن توی سوییس داریم. 

هوا دوباره سرد شده

نیم ساعتی بیکار بودم؛ داشتم مقاله ای زا که دکتر وینیک فرستاده بود در مورد اینکه چرا تحقیقات در علوم بنیادی مهم هست رو میخوندم. مطلب جالبی بود توش:
تحقیقات در علوم بنیادی یک سرمایه گذاری دراز مدت هست....بعضی از پیشرفتهای علمی بطور تصادفی رخ میدهد. ولی نکته مهم اینست که این اتفاقات تصادفی سراغ افرادی میرود که ذهنشان در مورد آن مسئله از قبل آماده شده باشد.... لذا یکی از اهداف تحقیقات بنیادی ایجاد زمینه ای مناسب برای پیشرفتهای علمی آینده است. 
 

عدم قطعیت

مدتیه که چیزی اینجا ننوشتم. علتشم اینه که اتفاق جدید و قابل گفتنی برام نیفتاده. البته از یه طرف هم حسابی سرم شلوغ بوده برای یه سری کارای طراحی که معمولا وقتی مربوط به مهندسیه دقیق باشن به انتها نمیرسن. هر چه دقیق تر محاسبات رو انجام میدی میبینی که خطاهای نسبی دیجیت کامپیوتری هم بیشتر میشه. بالاخره بایستی یه مقدار دقت و خطای نسبی رو به عنوان نقطه پایانی در نظر گرفت و وارد مرحله بعدی طراحی شد. به عنوان مثال الان که دارم طراحی مگنتهای یک شتابدهنده الکترون رو انجام میدم میبینم که خطای ناشی از میدانهای هارمونیک به ۱۰ بتوان منفی ۴ رسیده. ولی همین که میخام شکل قطب های دایپل رو بهتر کنم؛ نتیجه این میشه از لحاظ تئوری مقدار خطا به ۱۰ به توان منفی ۵ میرسه. ولی در عوض احتمال خطای ساخت اون چندین برابر میشه. یعنی با اینکار هر چند که ار لحاظ تئوری به نتیجه بهتری رسیدیم؛ ولی در عمل به عدم قطعیت و نتایج غیر قابل پیش بینی در هنگام ساخت برخورد خواهیم کرد. البته این مربوط به ابزارهای فعلی ساخت و تراش هست که با تولرانس های میکرون و کمتر اگه غیر ممکن نباشه؛ ولی بسیار پر هزینه هست. فقط کافیه تصور کنیم که ضخامت یک برگ ورق A4 یا تار موی انسان معادل ۱۰۰ میکرون هست.