دیرینہ حرارت کی منتقلی کے مسائل کو حل کرنا |ایم آئی ٹی نیوز

یہ ایک ایسا سوال ہے جس نے سائنسدانوں کو ایک صدی سے الجھا رکھا ہے۔لیکن، 625,000 یو ایس ڈیپارٹمنٹ آف انرجی (DoE) کے ابتدائی کیریئر ڈسٹنگوئشڈ سروس ایوارڈ سے خوش ہو کر، Matteo Bucci، جوہری سائنس اور انجینئرنگ (NSE) کے شعبہ میں اسسٹنٹ پروفیسر، جواب کے قریب پہنچنے کی امید کر رہے ہیں۔
چاہے آپ پاستا کے لیے پانی کے برتن کو گرم کر رہے ہوں یا جوہری ری ایکٹر کو ڈیزائن کر رہے ہوں، ایک رجحان — ابلنا — مؤثر طریقے سے دونوں عملوں کے لیے اہم ہے۔
ابلنا گرمی کی منتقلی کا ایک انتہائی موثر طریقہ کار ہے۔اس طرح گرمی کی ایک بڑی مقدار کو سطح سے ہٹا دیا جاتا ہے، یہی وجہ ہے کہ یہ بہت سے ہائی پاور ڈینسٹی ایپلی کیشنز میں استعمال ہوتی ہے،" Bucci نے کہا۔استعمال کی مثال: ایٹمی ری ایکٹر۔
غیر شروع کرنے والوں کے لیے، ابلنا آسان لگتا ہے - بلبلے بنتے ہیں جو پھٹ جاتے ہیں، گرمی کو ہٹاتے ہیں۔لیکن کیا ہوگا اگر اتنے سارے بلبلے بن کر اکٹھے ہو جائیں، جس سے بھاپ کی ایک لکیر پیدا ہو جس سے گرمی کی مزید منتقلی روک دی جائے؟اس طرح کا مسئلہ ایک معروف ادارہ ہے جسے ابلتے ہوئے بحران کے نام سے جانا جاتا ہے۔یہ تھرمل بھاگنے اور ایٹمی ری ایکٹر میں ایندھن کی سلاخوں کی ناکامی کا باعث بنے گا۔اس لیے، "ان حالات کو سمجھنا اور ان کی نشاندہی کرنا جن کے تحت ابلتا ہوا بحران پیدا ہو سکتا ہے، زیادہ موثر اور کم لاگت والے جوہری ری ایکٹر تیار کرنے کے لیے بہت ضروری ہے،" بوچ نے کہا۔
ابلتے ہوئے بحران پر ابتدائی تحریریں 1926 سے تقریباً ایک صدی پہلے کی ہیں۔ جب کہ بہت سا کام ہو چکا ہے، "یہ واضح ہے کہ ہمیں کوئی جواب نہیں ملا،" بوکی نے کہا۔ابلتے ہوئے بحران ایک مسئلہ بنے ہوئے ہیں کیونکہ ماڈلز کی کثرت کے باوجود، متعلقہ مظاہر کو ثابت یا غلط ثابت کرنے کے لیے ان کی پیمائش کرنا مشکل ہے۔"[ابلنا] ایک ایسا عمل ہے جو بہت، بہت چھوٹے پیمانے پر ہوتا ہے اور بہت، بہت کم وقت میں ہوتا ہے،" بوکی نے کہا۔"ہم اسے تفصیل کی سطح کے ساتھ نہیں دیکھ سکتے ہیں کہ یہ سمجھنے کے لئے کہ واقعی کیا ہو رہا ہے اور مفروضوں کو جانچنا ہے۔"
لیکن پچھلے کچھ سالوں سے، Bucci اور اس کی ٹیم ایسی تشخیصی ٹیکنالوجی تیار کر رہی ہے جو ابلتے ہوئے سے متعلق مظاہر کی پیمائش کر سکتی ہے اور ایک کلاسک سوال کا انتہائی ضروری جواب فراہم کر سکتی ہے۔تشخیص مرئی روشنی کا استعمال کرتے ہوئے اورکت درجہ حرارت کی پیمائش کے طریقوں پر مبنی ہے۔"ان دو ٹیکنالوجیز کو یکجا کرنے سے، مجھے لگتا ہے کہ ہم طویل مدتی گرمی کی منتقلی کے سوالات کا جواب دینے کے لیے تیار ہو جائیں گے اور خرگوش کے سوراخ سے باہر نکلنے کے قابل ہو جائیں گے،" بوکی نے کہا۔نیوکلیئر پاور پروگرام سے امریکی محکمہ توانائی کی گرانٹ اس مطالعہ اور بکی کی دیگر تحقیقی کوششوں میں مدد کرے گی۔
Bucci کے لیے، جو اٹلی کے فلورنس کے قریب ایک چھوٹے سے قصبے Citta di Castello میں پلا بڑھا، پہیلیاں حل کرنا کوئی نئی بات نہیں ہے۔بوچ کی والدہ ایک پرائمری اسکول ٹیچر تھیں۔اس کے والد کی ایک مشین کی دکان تھی جس نے بکی کے سائنسی شوق کو آگے بڑھایا۔"میں بچپن میں لیگو کا بڑا پرستار تھا۔یہ جذبہ تھا، "انہوں نے مزید کہا۔
اگرچہ اٹلی نے اپنے ابتدائی سالوں کے دوران جوہری طاقت میں شدید کمی کا سامنا کیا، لیکن اس موضوع نے بکی کو متوجہ کیا۔میدان میں ملازمت کے مواقع غیر یقینی تھے، لیکن Bucci نے گہری کھدائی کرنے کا فیصلہ کیا۔"اگر مجھے اپنی باقی زندگی کے لیے کچھ کرنا ہے، تو یہ اتنا اچھا نہیں جتنا میں چاہوں گا،" انہوں نے مذاق میں کہا۔بوکی نے یونیورسٹی آف پیسا میں نیوکلیئر انجینئرنگ انڈرگریجویٹ اور پوسٹ گریجویٹ کی تعلیم حاصل کی۔
حرارت کی منتقلی کے طریقہ کار میں ان کی دلچسپی کی جڑ ان کی ڈاکٹریٹ کی تحقیق میں تھی، جس پر انہوں نے پیرس میں فرانسیسی کمیشن برائے متبادل توانائی اور ایٹمی توانائی (CEA) میں کام کیا۔وہاں، ایک ساتھی نے ابلتے ہوئے پانی کے بحران پر کام کرنے کا مشورہ دیا۔اس بار، بکی نے اپنی نگاہیں MIT کے NSE پر رکھی اور انسٹی ٹیوٹ کی تحقیق کے بارے میں دریافت کرنے کے لیے پروفیسر جیکوپو بوونگیورنو سے رابطہ کیا۔Bucci کو MIT میں تحقیق کے لیے CEA میں فنڈز اکٹھا کرنے تھے۔وہ 2013 کے بوسٹن میراتھن بم دھماکے سے کچھ دن پہلے ایک راؤنڈ ٹرپ ٹکٹ لے کر پہنچا تھا۔لیکن اس کے بعد سے بوکی وہیں ٹھہرے ہوئے ہیں، ایک ریسرچ سائنسدان اور پھر NSE میں اسسٹنٹ پروفیسر بن گئے۔
بکی نے اعتراف کیا کہ جب اس نے پہلی بار MIT میں داخلہ لیا تھا تو اسے اپنے ماحول سے مطابقت پیدا کرنے میں بہت مشکل پیش آئی تھی، لیکن کام اور ساتھیوں کے ساتھ دوستی - وہ NSE کے Guanyu Su اور Reza Azizyan کو اپنے بہترین دوست مانتے ہیں - نے ابتدائی بدگمانیوں پر قابو پانے میں مدد کی۔
بوائل تشخیص کے علاوہ، Bucci اور ان کی ٹیم مصنوعی ذہانت کو تجرباتی تحقیق کے ساتھ جوڑنے کے طریقوں پر بھی کام کر رہی ہے۔وہ پختہ یقین رکھتے ہیں کہ "جدید تشخیص، مشین لرننگ اور جدید ماڈلنگ ٹولز کا انضمام ایک دہائی کے اندر پھل لائے گا۔"
Bucci کی ٹیم ابلتے ہوئے حرارت کی منتقلی کے تجربات کرنے کے لیے ایک خود ساختہ لیبارٹری تیار کر رہی ہے۔مشین لرننگ کے ذریعے تقویت یافتہ، سیٹ اپ فیصلہ کرتا ہے کہ ٹیم کے ذریعہ طے شدہ سیکھنے کے مقاصد کی بنیاد پر کون سے تجربات چلائے جائیں۔"ہم ایک سوال پوچھ رہے ہیں جس کا جواب مشین ان سوالات کے جوابات کے لیے درکار قسم کے تجربات کو بہتر بنا کر دے گی،" بکی نے کہا۔"میں ایمانداری سے سوچتا ہوں کہ یہ اگلی سرحد ہے جو ابل رہی ہے۔"
"جب آپ درخت پر چڑھتے ہیں اور چوٹی پر پہنچتے ہیں، تو آپ کو احساس ہوتا ہے کہ افق زیادہ وسیع اور خوبصورت ہے،" بوچ نے اس علاقے میں مزید تحقیق کے لیے اپنے جوش کے بارے میں کہا۔
یہاں تک کہ نئی بلندیوں کے لیے کوشاں، بکی یہ نہیں بھولے کہ وہ کہاں سے آیا ہے۔1990 کے فیفا ورلڈ کپ کی اٹلی کی میزبانی کی یاد میں، پوسٹرز کی ایک سیریز میں فٹ بال اسٹیڈیم کو کلوزیم کے اندر دکھایا گیا ہے، جو اس کے گھر اور دفتر میں جگہ کا فخر ہے۔البرٹو برری کے بنائے ہوئے یہ پوسٹرز جذباتی قدر کے حامل ہیں: اطالوی فنکار (اب فوت ہو چکے ہیں) کا تعلق بھی بکی کے آبائی شہر Citta di Castello سے تھا۔