ലേസർ സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ച് അളക്കുന്ന തന്മാത്രാ അയോൺ-ഇലക്ട്രോൺ കൂട്ടിയിടികളുടെ റൊട്ടേഷണൽ കൂളിംഗ്

തണുത്ത സ്ഥലത്ത് സ്വതന്ത്രമായിരിക്കുമ്പോൾ, തന്മാത്ര അതിന്റെ ഭ്രമണം മന്ദഗതിയിലാക്കുന്നതിലൂടെയും ക്വാണ്ടം സംക്രമണങ്ങളിൽ ഭ്രമണ ഊർജ്ജം നഷ്ടപ്പെടുന്നതിലൂടെയും സ്വയമേ തണുക്കും. ചുറ്റുമുള്ള കണങ്ങളുമായുള്ള തന്മാത്രകളുടെ കൂട്ടിയിടിയിലൂടെ ഈ ഭ്രമണ തണുപ്പിക്കൽ പ്രക്രിയ ത്വരിതപ്പെടുത്താനോ മന്ദഗതിയിലാക്കാനോ വിപരീതമാക്കാനോ കഴിയുമെന്ന് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞർ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്. .googletag.cmd.push(function() {googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′);});
ജർമ്മനിയിലെ മാക്സ്-പ്ലാൻക് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഫോർ ന്യൂക്ലിയർ ഫിസിക്സിലെയും കൊളംബിയ ആസ്ട്രോഫിസിക്കൽ ലബോറട്ടറിയിലെയും ഗവേഷകർ അടുത്തിടെ നടത്തിയ പരീക്ഷണം, തന്മാത്രകളും ഇലക്ട്രോണുകളും തമ്മിലുള്ള കൂട്ടിയിടി മൂലമുണ്ടാകുന്ന ക്വാണ്ടം ട്രാൻസിഷൻ നിരക്ക് അളക്കാൻ ലക്ഷ്യമിട്ടുള്ള ഒരു പരീക്ഷണമാണ്. ഈ അനുപാതം, മുമ്പ് സൈദ്ധാന്തികമായി മാത്രം കണക്കാക്കപ്പെട്ടിരുന്നു.
“ദുർബലമായ അയോണൈസ്ഡ് വാതകത്തിൽ ഇലക്ട്രോണുകളും മോളിക്യുലാർ അയോണുകളും ഉണ്ടാകുമ്പോൾ, തന്മാത്രകളുടെ ഏറ്റവും താഴ്ന്ന ക്വാണ്ടം-ലെവൽ പോപ്പുലേഷൻ കൂട്ടിയിടിക്കുമ്പോൾ മാറാം,” പഠനം നടത്തിയ ഗവേഷകരിലൊരാളായ എബെൽ കലോസി Phys.org-നോട് പറഞ്ഞു. ഈ പ്രക്രിയ നക്ഷത്രാന്തര മേഘങ്ങളിലാണ്, അവിടെ നിരീക്ഷണങ്ങൾ കാണിക്കുന്നത് തന്മാത്രകൾ അവയുടെ ഏറ്റവും താഴ്ന്ന ക്വാണ്ടം അവസ്ഥയിലാണ്.നെഗറ്റീവ് ചാർജുള്ള ഇലക്ട്രോണുകളും പോസിറ്റീവ് ചാർജുള്ള തന്മാത്രാ അയോണുകളും തമ്മിലുള്ള ആകർഷണം ഇലക്ട്രോൺ കൂട്ടിയിടി പ്രക്രിയയെ പ്രത്യേകിച്ച് കാര്യക്ഷമമാക്കുന്നു.
കൂട്ടിയിടി സമയത്ത് സ്വതന്ത്ര ഇലക്ട്രോണുകൾ തന്മാത്രകളുമായി എത്രത്തോളം ശക്തമായി ഇടപഴകുന്നുവെന്നും ആത്യന്തികമായി അവയുടെ ഭ്രമണാവസ്ഥ മാറ്റുന്നുവെന്നും സൈദ്ധാന്തികമായി നിർണ്ണയിക്കാൻ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞർ വർഷങ്ങളായി ശ്രമിക്കുന്നു.
"ഇതുവരെ, ഒരു നിശ്ചിത ഇലക്ട്രോൺ സാന്ദ്രതയ്ക്കും താപനിലയ്ക്കും വേണ്ടിയുള്ള ഭ്രമണ ഊർജ്ജ നിലകളിലെ മാറ്റത്തിന്റെ സാധുത നിർണ്ണയിക്കാൻ അളവുകളൊന്നും നടത്തിയിട്ടില്ല," കലോസി വിശദീകരിക്കുന്നു.
ഈ അളവ് ശേഖരിക്കാൻ, കലോസിയും സഹപ്രവർത്തകരും 25 കെൽവിനോളം താപനിലയിൽ ഇലക്ട്രോണുകളുമായി അടുത്ത ബന്ധത്തിൽ ഒറ്റപ്പെട്ട ചാർജുള്ള തന്മാത്രകൾ കൊണ്ടുവന്നു. ഇത് മുൻ കൃതികളിൽ വിവരിച്ച സൈദ്ധാന്തിക അനുമാനങ്ങളും പ്രവചനങ്ങളും പരീക്ഷണാത്മകമായി പരിശോധിക്കാൻ അവരെ അനുവദിച്ചു.
അവരുടെ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ, ഗവേഷകർ ജർമ്മനിയിലെ ഹൈഡൽബെർഗിലെ മാക്സ്-പ്ലാങ്ക് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഫോർ ന്യൂക്ലിയർ ഫിസിക്സിലെ ഒരു ക്രയോജനിക് സ്റ്റോറേജ് റിംഗ് ഉപയോഗിച്ചു, സ്പീഷീസ് സെലക്ടീവ് മോളിക്യുലാർ അയോൺ ബീമുകൾക്കായി രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിട്ടുണ്ട്. മറ്റേതെങ്കിലും പശ്ചാത്തല വാതകങ്ങളിൽ നിന്നും വലിയതോതിൽ ശൂന്യമാണ്.
"ഒരു ക്രയോജനിക് റിംഗിൽ, സംഭരിച്ചിരിക്കുന്ന അയോണുകളെ റിംഗ് ഭിത്തികളുടെ താപനിലയിലേക്ക് വികിരണമായി തണുപ്പിക്കാൻ കഴിയും, കുറഞ്ഞ ക്വാണ്ടം ലെവലിൽ അയോണുകൾ നിറയ്ക്കാൻ കഴിയും," കലോസി വിശദീകരിക്കുന്നു. തന്മാത്രാ അയോണുകളുമായി സമ്പർക്കം പുലർത്താൻ കഴിയുന്ന പ്രത്യേകം രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത ഇലക്ട്രോൺ ബീം കൊണ്ട് സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്ന ഒരേയൊരു ഒന്ന്.ഈ വളയത്തിൽ അയോണുകൾ കുറച്ച് മിനിറ്റ് സൂക്ഷിക്കുന്നു, തന്മാത്രാ അയോണുകളുടെ ഭ്രമണ ഊർജ്ജത്തെ ചോദ്യം ചെയ്യാൻ ഒരു ലേസർ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
അതിന്റെ പ്രോബ് ലേസറിനായി ഒരു പ്രത്യേക ഒപ്റ്റിക്കൽ തരംഗദൈർഘ്യം തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതിലൂടെ, അവയുടെ ഭ്രമണ ഊർജ്ജ നിലകൾ ആ തരംഗദൈർഘ്യവുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നെങ്കിൽ, സംഭരിച്ചിരിക്കുന്ന അയോണുകളുടെ ഒരു ചെറിയ ഭാഗം നശിപ്പിക്കാൻ ടീമിന് കഴിയും. പിന്നീട് അവർ സ്പെക്ട്രൽ സിഗ്നലുകൾ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന തന്മാത്രകളുടെ ശകലങ്ങൾ കണ്ടെത്തി.
ഇലക്ട്രോൺ കൂട്ടിയിടികളുടെ സാന്നിധ്യത്തിലും അഭാവത്തിലും ടീം അവരുടെ അളവുകൾ ശേഖരിച്ചു. പരീക്ഷണത്തിൽ സജ്ജമാക്കിയ താഴ്ന്ന താപനില സാഹചര്യങ്ങളിൽ തിരശ്ചീന ജനസംഖ്യയിലെ മാറ്റങ്ങൾ കണ്ടെത്താൻ ഇത് അവരെ അനുവദിച്ചു.
"ഭ്രമണ അവസ്ഥ മാറുന്ന കൂട്ടിയിടി പ്രക്രിയ അളക്കാൻ, തന്മാത്രാ അയോണിൽ ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ ഭ്രമണ ഊർജ്ജ നില മാത്രമേ ഉള്ളൂ എന്ന് ഉറപ്പാക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്," കലോസി പറഞ്ഞു. വോള്യങ്ങൾ, ക്രയോജനിക് കൂളിംഗ് ഉപയോഗിച്ച് മുറിയിലെ ഊഷ്മാവിൽ വളരെ താഴെയുള്ള താപനിലയിലേക്ക്, അത് പലപ്പോഴും 300 കെൽവിനിനടുത്താണ്.ഈ വോള്യത്തിൽ, സർവ്വവ്യാപിയായ തന്മാത്രകളിൽ നിന്ന് തന്മാത്രകളെ വേർതിരിച്ചെടുക്കാൻ കഴിയും, നമ്മുടെ പരിസ്ഥിതിയുടെ ഇൻഫ്രാറെഡ് താപ വികിരണം.
അവരുടെ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ, ഇലക്ട്രോൺ കൂട്ടിയിടികൾ വികിരണ സംക്രമണങ്ങളിൽ ആധിപത്യം പുലർത്തുന്ന പരീക്ഷണാത്മക സാഹചര്യങ്ങൾ കൈവരിക്കാൻ കലോസിക്കും സഹപ്രവർത്തകർക്കും കഴിഞ്ഞു. ആവശ്യത്തിന് ഇലക്ട്രോണുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതിലൂടെ, CH+ തന്മാത്രാ അയോണുകളുമായുള്ള ഇലക്ട്രോൺ കൂട്ടിയിടിയുടെ അളവ് അളക്കാൻ അവർക്ക് കഴിഞ്ഞു.
"ഇലക്ട്രോൺ-ഇൻഡ്യൂസ്ഡ് റൊട്ടേഷൻ ട്രാൻസിഷൻ റേറ്റ് മുമ്പത്തെ സൈദ്ധാന്തിക പ്രവചനങ്ങളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നതായി ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തി," കലോസി പറഞ്ഞു. "ഞങ്ങളുടെ അളവുകൾ നിലവിലുള്ള സൈദ്ധാന്തിക പ്രവചനങ്ങളുടെ ആദ്യ പരീക്ഷണാത്മക പരിശോധന നൽകുന്നു.തണുപ്പുള്ളതും ഒറ്റപ്പെട്ടതുമായ ക്വാണ്ടം സിസ്റ്റങ്ങളിലെ ഏറ്റവും താഴ്ന്ന ഊർജ-നിലയുള്ള ജനസംഖ്യയിൽ ഇലക്ട്രോൺ കൂട്ടിയിടിയുടെ സാധ്യമായ പ്രത്യാഘാതങ്ങളിൽ ഭാവിയിലെ കണക്കുകൂട്ടലുകൾ കൂടുതൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുമെന്ന് ഞങ്ങൾ പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.
സൈദ്ധാന്തിക പ്രവചനങ്ങൾ ആദ്യമായി ഒരു പരീക്ഷണ ക്രമീകരണത്തിൽ സ്ഥിരീകരിക്കുന്നതിനു പുറമേ, ഈ ഗവേഷകരുടെ ഈ സംഘത്തിന്റെ സമീപകാല പ്രവർത്തനങ്ങൾക്ക് പ്രധാനപ്പെട്ട ഗവേഷണ പ്രത്യാഘാതങ്ങൾ ഉണ്ടായേക്കാം. ഉദാഹരണത്തിന്, ക്വാണ്ടം ഊർജ്ജ നിലകളിലെ ഇലക്ട്രോൺ-ഇൻഡ്യൂസ്ഡ് വ്യതിയാന നിരക്ക് അളക്കുന്നത് ഇതായിരിക്കാമെന്ന് അവരുടെ കണ്ടെത്തലുകൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. റേഡിയോ ടെലിസ്‌കോപ്പുകൾ അല്ലെങ്കിൽ നേർത്തതും തണുത്തതുമായ പ്ലാസ്മകളിലെ രാസപ്രവർത്തനം കണ്ടെത്തിയ ബഹിരാകാശത്തെ തന്മാത്രകളുടെ ദുർബലമായ സിഗ്നലുകൾ വിശകലനം ചെയ്യുമ്പോൾ നിർണായകമാണ്.
ഭാവിയിൽ, തണുത്ത തന്മാത്രകളിലെ ഭ്രമണ ക്വാണ്ടം ഊർജ്ജ നിലകളുടെ അധിനിവേശത്തിൽ ഇലക്ട്രോൺ കൂട്ടിയിടികളുടെ സ്വാധീനം കൂടുതൽ സൂക്ഷ്മമായി പരിഗണിക്കുന്ന പുതിയ സൈദ്ധാന്തിക പഠനങ്ങൾക്ക് ഈ പ്രബന്ധം വഴിയൊരുക്കും. ഈ മേഖലയിൽ കൂടുതൽ വിശദമായ പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്താൻ സാധിക്കും.
"ക്രയോജനിക് സ്റ്റോറേജ് റിംഗിൽ, കൂടുതൽ ഡയറ്റോമിക്, പോളിറ്റോമിക് മോളിക്യുലാർ സ്പീഷിസുകളുടെ ഭ്രമണ ഊർജ്ജ നിലകൾ പരിശോധിക്കുന്നതിന് കൂടുതൽ വൈവിധ്യമാർന്ന ലേസർ സാങ്കേതികവിദ്യ അവതരിപ്പിക്കാൻ ഞങ്ങൾ പദ്ധതിയിടുന്നു," കലോസി കൂട്ടിച്ചേർക്കുന്നു. .ചിലിയിലെ അറ്റകാമ ലാർജ് മില്ലിമീറ്റർ/സബ്മില്ലിമീറ്റർ അറേ പോലുള്ള ശക്തമായ നിരീക്ഷണാലയങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് നിരീക്ഷണ ജ്യോതിശാസ്ത്രത്തിൽ ഇത്തരത്തിലുള്ള ലബോറട്ടറി അളവുകൾ പൂരകമായി തുടരും.”
അക്ഷരപ്പിശകുകളോ കൃത്യതകളോ നിങ്ങൾ നേരിടുന്നുണ്ടെങ്കിൽ, അല്ലെങ്കിൽ ഈ പേജിലെ ഉള്ളടക്കത്തിന് എഡിറ്റ് അഭ്യർത്ഥന അയയ്‌ക്കണമെങ്കിൽ ദയവായി ഈ ഫോം ഉപയോഗിക്കുക. പൊതുവായ അന്വേഷണങ്ങൾക്ക്, ദയവായി ഞങ്ങളുടെ കോൺടാക്റ്റ് ഫോം ഉപയോഗിക്കുക. പൊതുവായ ഫീഡ്‌ബാക്കിന്, ദയവായി ചുവടെയുള്ള പൊതു അഭിപ്രായ വിഭാഗം ഉപയോഗിക്കുക (ദയവായി പിന്തുടരുക. മാർഗ്ഗനിർദ്ദേശങ്ങൾ).
നിങ്ങളുടെ ഫീഡ്‌ബാക്ക് ഞങ്ങൾക്ക് പ്രധാനമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, സന്ദേശങ്ങളുടെ അളവ് കാരണം, വ്യക്തിഗത പ്രതികരണങ്ങൾക്ക് ഞങ്ങൾ ഉറപ്പ് നൽകുന്നില്ല.
ആരാണ് ഇമെയിൽ അയച്ചതെന്ന് സ്വീകർത്താക്കളെ അറിയിക്കാൻ മാത്രമേ നിങ്ങളുടെ ഇമെയിൽ വിലാസം ഉപയോഗിക്കൂ. നിങ്ങളുടെ വിലാസമോ സ്വീകർത്താവിന്റെ വിലാസമോ മറ്റേതെങ്കിലും ആവശ്യങ്ങൾക്ക് ഉപയോഗിക്കില്ല. നിങ്ങൾ നൽകുന്ന വിവരങ്ങൾ നിങ്ങളുടെ ഇമെയിലിൽ ദൃശ്യമാകും, Phys.org-ൽ അത് നിലനിർത്തുകയുമില്ല. രൂപം.
നിങ്ങളുടെ ഇൻബോക്‌സിലേക്ക് പ്രതിവാര കൂടാതെ/അല്ലെങ്കിൽ പ്രതിദിന അപ്‌ഡേറ്റുകൾ നേടുക. നിങ്ങൾക്ക് എപ്പോൾ വേണമെങ്കിലും അൺസബ്‌സ്‌ക്രൈബ് ചെയ്യാം, ഞങ്ങൾ ഒരിക്കലും നിങ്ങളുടെ വിശദാംശങ്ങൾ മൂന്നാം കക്ഷികളുമായി പങ്കിടില്ല.
നാവിഗേഷനെ സഹായിക്കുന്നതിനും ഞങ്ങളുടെ സേവനങ്ങളുടെ നിങ്ങളുടെ ഉപയോഗം വിശകലനം ചെയ്യുന്നതിനും പരസ്യങ്ങൾ വ്യക്തിഗതമാക്കുന്നതിനുള്ള ഡാറ്റ ശേഖരിക്കുന്നതിനും മൂന്നാം കക്ഷികളിൽ നിന്ന് ഉള്ളടക്കം നൽകുന്നതിനും ഈ വെബ്‌സൈറ്റ് കുക്കികൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഞങ്ങളുടെ വെബ്‌സൈറ്റ് ഉപയോഗിക്കുന്നതിലൂടെ, ഞങ്ങളുടെ സ്വകാര്യതാ നയവും ഉപയോഗ നിബന്ധനകളും നിങ്ങൾ വായിച്ച് മനസ്സിലാക്കിയതായി നിങ്ങൾ അംഗീകരിക്കുന്നു.