లేజర్ టెక్నాలజీని ఉపయోగించి కొలవబడిన పరమాణు అయాన్-ఎలక్ట్రాన్ ఘర్షణల భ్రమణ శీతలీకరణ

శీతల ప్రదేశంలో ఖాళీగా ఉన్నప్పుడు, అణువు దాని భ్రమణాన్ని మందగించడం ద్వారా మరియు క్వాంటం పరివర్తనలో భ్రమణ శక్తిని కోల్పోవడం ద్వారా ఆకస్మికంగా చల్లబడుతుంది. ఈ భ్రమణ శీతలీకరణ ప్రక్రియను చుట్టుపక్కల కణాలతో అణువుల ఢీకొనడం ద్వారా వేగవంతం చేయవచ్చు, మందగించడం లేదా విలోమం చేయవచ్చు అని భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు చూపించారు. .googletag.cmd.push(ఫంక్షన్() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′);
జర్మనీలోని మాక్స్-ప్లాంక్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఫర్ న్యూక్లియర్ ఫిజిక్స్ మరియు కొలంబియా ఆస్ట్రోఫిజికల్ లాబొరేటరీ పరిశోధకులు ఇటీవల అణువులు మరియు ఎలక్ట్రాన్‌ల మధ్య ఢీకొనడం వల్ల ఏర్పడే క్వాంటం పరివర్తన రేటును కొలవడానికి ఒక ప్రయోగాన్ని నిర్వహించారు. వారి పరిశోధనలు, ఫిజికల్ రివ్యూ లెటర్స్‌లో ప్రచురించబడ్డాయి, మొదటి ప్రయోగాత్మక సాక్ష్యాన్ని అందించాయి. ఈ నిష్పత్తి, ఇది గతంలో సిద్ధాంతపరంగా మాత్రమే అంచనా వేయబడింది.
"బలహీనంగా అయనీకరణం చేయబడిన వాయువులో ఎలక్ట్రాన్లు మరియు పరమాణు అయాన్లు ఉన్నప్పుడు, ఘర్షణల సమయంలో అణువుల యొక్క అత్యల్ప క్వాంటం-స్థాయి జనాభా మారవచ్చు" అని అధ్యయనాన్ని నిర్వహించిన పరిశోధకులలో ఒకరైన అబెల్ కలోసి Phys.org కి చెప్పారు." దీనికి ఉదాహరణ ప్రక్రియ ఇంటర్స్టెల్లార్ మేఘాలలో ఉంది, ఇక్కడ అణువులు ప్రధానంగా వాటి అత్యల్ప క్వాంటం స్థితులలో ఉన్నాయని పరిశీలనలు చూపిస్తున్నాయి. ప్రతికూలంగా చార్జ్ చేయబడిన ఎలక్ట్రాన్లు మరియు ధనాత్మకంగా చార్జ్ చేయబడిన మాలిక్యులర్ అయాన్ల మధ్య ఆకర్షణ ఎలక్ట్రాన్ తాకిడి ప్రక్రియను ముఖ్యంగా సమర్థవంతంగా చేస్తుంది."
కొన్నేళ్లుగా, భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు ఢీకొనే సమయంలో అణువులతో స్వేచ్ఛా ఎలక్ట్రాన్‌లు ఎంత బలంగా సంకర్షణ చెందుతాయో మరియు చివరికి వాటి భ్రమణ స్థితిని ఎలా మారుస్తాయో సైద్ధాంతికంగా నిర్ణయించడానికి ప్రయత్నిస్తున్నారు. అయితే, ఇప్పటివరకు, వారి సైద్ధాంతిక అంచనాలు ప్రయోగాత్మక నేపధ్యంలో పరీక్షించబడలేదు.
"ఇప్పటి వరకు, ఇచ్చిన ఎలక్ట్రాన్ సాంద్రత మరియు ఉష్ణోగ్రత కోసం భ్రమణ శక్తి స్థాయిలలో మార్పు యొక్క ప్రామాణికతను నిర్ణయించడానికి ఎటువంటి కొలతలు చేయలేదు" అని కలోసి వివరించాడు.
ఈ కొలతను సేకరించడానికి, కలోసి మరియు అతని సహచరులు 25 కెల్విన్ చుట్టూ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఎలక్ట్రాన్‌లతో దగ్గరి సంబంధంలో ఉన్న వివిక్త చార్జ్డ్ అణువులను తీసుకువచ్చారు. ఇది మునుపటి రచనలలో వివరించిన సైద్ధాంతిక అంచనాలు మరియు అంచనాలను ప్రయోగాత్మకంగా పరీక్షించడానికి వీలు కల్పించింది.
వారి ప్రయోగాలలో, పరిశోధకులు జర్మనీలోని హైడెల్‌బర్గ్‌లోని మాక్స్-ప్లాంక్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఫర్ న్యూక్లియర్ ఫిజిక్స్‌లో క్రయోజెనిక్ స్టోరేజ్ రింగ్‌ను ఉపయోగించారు, ఇది జాతుల-ఎంపిక మాలిక్యులర్ అయాన్ కిరణాల కోసం రూపొందించబడింది. ఈ రింగ్‌లో, అణువులు క్రయోజెనిక్ వాల్యూమ్‌లో రేస్ట్రాక్ లాంటి కక్ష్యలలో కదులుతాయి. ఏదైనా ఇతర నేపథ్య వాయువుల నుండి ఎక్కువగా ఖాళీ చేయబడుతుంది.
"క్రయోజెనిక్ రింగ్‌లో, నిల్వ చేయబడిన అయాన్‌లను రింగ్ గోడల ఉష్ణోగ్రతకు రేడియేటివ్‌గా చల్లబరుస్తుంది, అయాన్‌లను అతి తక్కువ క్వాంటం స్థాయిలలో నింపవచ్చు," అని కలోసి వివరిస్తుంది." క్రయోజెనిక్ నిల్వ రింగులు ఇటీవల అనేక దేశాలలో నిర్మించబడ్డాయి, అయితే మా సౌకర్యం ప్రత్యేకంగా రూపొందించిన ఎలక్ట్రాన్ పుంజంతో మాత్రమే అమర్చబడి ఉంటుంది, ఇది పరమాణు అయాన్‌లతో సంబంధంలోకి పంపబడుతుంది. అయాన్లు ఈ రింగ్‌లో చాలా నిమిషాలు నిల్వ చేయబడతాయి, పరమాణు అయాన్ల భ్రమణ శక్తిని ప్రశ్నించడానికి లేజర్ ఉపయోగించబడుతుంది.
దాని ప్రోబ్ లేజర్ కోసం ఒక నిర్దిష్ట ఆప్టికల్ తరంగదైర్ఘ్యాన్ని ఎంచుకోవడం ద్వారా, బృందం వారి భ్రమణ శక్తి స్థాయిలు ఆ తరంగదైర్ఘ్యంతో సరిపోలితే నిల్వ చేయబడిన అయాన్లలోని చిన్న భాగాన్ని నాశనం చేయగలదు. వారు స్పెక్ట్రల్ సిగ్నల్స్ అని పిలవబడే వాటిని పొందేందుకు అంతరాయం కలిగించిన అణువుల శకలాలను గుర్తించారు.
బృందం వారి కొలతలను ఎలక్ట్రాన్ ఘర్షణల ఉనికి మరియు లేకపోవడంతో సేకరించింది. ఇది ప్రయోగంలో సెట్ చేయబడిన తక్కువ ఉష్ణోగ్రత పరిస్థితులలో క్షితిజ సమాంతర జనాభాలో మార్పులను గుర్తించడానికి వారిని అనుమతించింది.
"భ్రమణ స్థితి-మారుతున్న ఘర్షణల ప్రక్రియను కొలవడానికి, పరమాణు అయాన్‌లో అత్యల్ప భ్రమణ శక్తి స్థాయి మాత్రమే ఉందని నిర్ధారించుకోవడం అవసరం," అని కలోసి చెప్పారు. వాల్యూమ్‌లు, క్రయోజెనిక్ శీతలీకరణను ఉపయోగించి గది ఉష్ణోగ్రత కంటే చాలా తక్కువ ఉష్ణోగ్రతలు ఉంటాయి, ఇది తరచుగా 300 కెల్విన్‌కి దగ్గరగా ఉంటుంది. ఈ వాల్యూమ్‌లో, అణువులను సర్వవ్యాప్త అణువుల నుండి వేరు చేయవచ్చు, మన పర్యావరణం యొక్క ఇన్‌ఫ్రారెడ్ థర్మల్ రేడియేషన్.
వారి ప్రయోగాలలో, కలోసి మరియు అతని సహచరులు ప్రయోగాత్మక పరిస్థితులను సాధించగలిగారు, దీనిలో ఎలక్ట్రాన్ తాకిడి రేడియేటివ్ పరివర్తనాలపై ఆధిపత్యం చెలాయిస్తుంది. తగినంత ఎలక్ట్రాన్‌లను ఉపయోగించడం ద్వారా, వారు CH+ పరమాణు అయాన్‌లతో ఎలక్ట్రాన్ తాకిడి యొక్క పరిమాణాత్మక కొలతలను సేకరించగలరు.
"ఎలక్ట్రాన్-ప్రేరిత భ్రమణ పరివర్తన రేటు మునుపటి సైద్ధాంతిక అంచనాలతో సరిపోలుతుందని మేము కనుగొన్నాము" అని కలోసి చెప్పారు." మా కొలతలు ఇప్పటికే ఉన్న సైద్ధాంతిక అంచనాల యొక్క మొదటి ప్రయోగాత్మక పరీక్షను అందిస్తాయి. భవిష్యత్ లెక్కలు చల్లని, వివిక్త క్వాంటం వ్యవస్థలలో అత్యల్ప శక్తి-స్థాయి జనాభాపై ఎలక్ట్రాన్ తాకిడి యొక్క సాధ్యమైన ప్రభావాలపై మరింత దృష్టి పెడతాయని మేము అంచనా వేస్తున్నాము.
మొదటిసారిగా ప్రయోగాత్మక నేపధ్యంలో సైద్ధాంతిక అంచనాలను నిర్ధారించడంతో పాటు, ఈ పరిశోధకుల బృందం యొక్క ఇటీవలి పని ముఖ్యమైన పరిశోధన చిక్కులను కలిగి ఉండవచ్చు. ఉదాహరణకు, క్వాంటం శక్తి స్థాయిలలో ఎలక్ట్రాన్-ప్రేరిత మార్పు రేటును కొలిచేందుకు వారి పరిశోధనలు సూచిస్తున్నాయి. రేడియో టెలిస్కోప్‌లు లేదా సన్నని మరియు శీతల ప్లాస్మాలో రసాయన ప్రతిచర్య ద్వారా కనుగొనబడిన అంతరిక్షంలో అణువుల బలహీన సంకేతాలను విశ్లేషించేటప్పుడు కీలకమైనది.
భవిష్యత్తులో, శీతల అణువులలో భ్రమణ క్వాంటం శక్తి స్థాయిల ఆక్రమణపై ఎలక్ట్రాన్ తాకిడి ప్రభావాన్ని మరింత నిశితంగా పరిశీలించే కొత్త సైద్ధాంతిక అధ్యయనాలకు ఈ కాగితం మార్గం సుగమం చేస్తుంది. ఇది ఎలక్ట్రాన్ ఘర్షణలు ఎక్కడ బలమైన ప్రభావాన్ని చూపుతాయో గుర్తించడంలో సహాయపడుతుంది. ఫీల్డ్‌లో మరింత వివరణాత్మక ప్రయోగాలు చేయడం సాధ్యమవుతుంది.
"క్రయోజెనిక్ స్టోరేజ్ రింగ్‌లో, మరింత డయాటోమిక్ మరియు పాలిటామిక్ మాలిక్యులర్ జాతుల భ్రమణ శక్తి స్థాయిలను పరిశీలించడానికి మేము మరింత బహుముఖ లేజర్ సాంకేతికతను పరిచయం చేయాలని ప్లాన్ చేస్తున్నాము" అని కలోసి జతచేస్తుంది. . ముఖ్యంగా చిలీలోని అటాకామా లార్జ్ మిల్లీమీటర్/సబ్‌మిల్లిమీటర్ అర్రే వంటి శక్తివంతమైన అబ్జర్వేటరీలను ఉపయోగించి పరిశీలనాత్మక ఖగోళ శాస్త్రంలో ఈ రకమైన ప్రయోగశాల కొలతలు పూరకంగా కొనసాగుతాయి. ”
మీరు స్పెల్లింగ్ లోపాలు, దోషాలను ఎదుర్కొంటే లేదా ఈ పేజీ యొక్క కంటెంట్ కోసం సవరణ అభ్యర్థనను పంపాలనుకుంటే దయచేసి ఈ ఫారమ్‌ని ఉపయోగించండి. సాధారణ విచారణల కోసం, దయచేసి మా సంప్రదింపు ఫారమ్‌ని ఉపయోగించండి. సాధారణ అభిప్రాయం కోసం, దయచేసి దిగువన ఉన్న పబ్లిక్ వ్యాఖ్య విభాగాన్ని ఉపయోగించండి (దయచేసి అనుసరించండి మార్గదర్శకాలు).
మీ అభిప్రాయం మాకు ముఖ్యం.అయితే, సందేశాల పరిమాణం కారణంగా, మేము వ్యక్తిగత ప్రతిస్పందనలకు హామీ ఇవ్వము.
ఇమెయిల్‌ను ఎవరు పంపారో గ్రహీతలకు తెలియజేయడానికి మాత్రమే మీ ఇమెయిల్ చిరునామా ఉపయోగించబడుతుంది. మీ చిరునామా లేదా గ్రహీత చిరునామా ఇతర ప్రయోజనాల కోసం ఉపయోగించబడదు. మీరు నమోదు చేసిన సమాచారం మీ ఇమెయిల్‌లో కనిపిస్తుంది మరియు Phys.org ద్వారా ఏదీ భద్రపరచబడదు. రూపం.
మీ ఇన్‌బాక్స్‌కు వారంవారీ మరియు/లేదా రోజువారీ అప్‌డేట్‌లను పొందండి. మీరు ఎప్పుడైనా చందాను తీసివేయవచ్చు మరియు మేము మీ వివరాలను మూడవ పక్షాలతో ఎప్పటికీ భాగస్వామ్యం చేయము.
ఈ వెబ్‌సైట్ నావిగేషన్‌లో సహాయం చేయడానికి, మా సేవలను మీ వినియోగాన్ని విశ్లేషించడానికి, ప్రకటనల వ్యక్తిగతీకరణ కోసం డేటాను సేకరించడానికి మరియు మూడవ పక్షాల నుండి కంటెంట్‌ను అందించడానికి కుక్కీలను ఉపయోగిస్తుంది.మా వెబ్‌సైట్‌ను ఉపయోగించడం ద్వారా, మీరు మా గోప్యతా విధానం మరియు ఉపయోగ నిబంధనలను చదివి అర్థం చేసుకున్నారని మీరు అంగీకరిస్తున్నారు.