لیزر ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے ماپا مالیکیولر آئن الیکٹران کے تصادم کی گردشی کولنگ

جب یہ ٹھنڈی جگہ میں خالی ہوتا ہے، تو مالیکیول اپنی گردش کو کم کر کے اور کوانٹم ٹرانزیشن میں گردشی توانائی کھو کر بے ساختہ ٹھنڈا ہو جاتا ہے۔ طبیعیات دانوں نے دکھایا ہے کہ گرد کے ذرات کے ساتھ مالیکیولز کے تصادم سے یہ گردشی ٹھنڈک کا عمل تیز، سست یا الٹا بھی ہو سکتا ہے۔ .googletag.cmd.push(function() { googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′); });
جرمنی میں میکس پلانک انسٹی ٹیوٹ فار نیوکلیئر فزکس اور کولمبیا ایسٹرو فزیکل لیبارٹری کے محققین نے حال ہی میں ایک تجربہ کیا جس کا مقصد مالیکیولز اور الیکٹرانوں کے درمیان ٹکراؤ کی وجہ سے ہونے والی کوانٹم ٹرانزیشن کی شرحوں کی پیمائش کرنا تھا۔ اس تناسب کا، جس کا پہلے صرف نظریاتی تخمینہ لگایا گیا تھا۔
"جب الیکٹران اور مالیکیولر آئن کمزور آئنائزڈ گیس میں موجود ہوتے ہیں، تو مالیکیولز کی سب سے کم کوانٹم لیول آبادی تصادم کے دوران تبدیل ہو سکتی ہے،" تحقیق کرنے والے محققین میں سے ایک ابیل کالوسی نے Phys.org کو بتایا۔" اس کی ایک مثال۔ عمل انٹرسٹیلر بادلوں میں ہوتا ہے، جہاں مشاہدات سے پتہ چلتا ہے کہ مالیکیول بنیادی طور پر اپنی کم ترین کوانٹم حالتوں میں ہوتے ہیں۔منفی چارج شدہ الیکٹرانوں اور مثبت چارج شدہ مالیکیولر آئنوں کے درمیان کشش الیکٹران کے تصادم کے عمل کو خاص طور پر موثر بناتی ہے۔
برسوں سے، طبیعیات دان نظریاتی طور پر اس بات کا تعین کرنے کی کوشش کر رہے ہیں کہ تصادم کے دوران آزاد الیکٹرانز مالیکیولز کے ساتھ کتنی مضبوطی سے تعامل کرتے ہیں اور بالآخر اپنی گردشی حالت کو تبدیل کرتے ہیں۔
کلوسی بتاتے ہیں، "اب تک، کسی الیکٹران کی کثافت اور درجہ حرارت کے لیے گردشی توانائی کی سطحوں میں تبدیلی کی درستگی کا تعین کرنے کے لیے کوئی پیمائش نہیں کی گئی ہے۔"
اس پیمائش کو جمع کرنے کے لیے، Kálosi اور اس کے ساتھیوں نے 25 Kelvin کے ارد گرد درجہ حرارت پر الگ تھلگ چارج شدہ مالیکیولز کو الیکٹرانوں کے ساتھ قریبی رابطے میں لایا۔ اس سے انہیں تجرباتی طور پر نظریاتی مفروضوں اور پچھلے کاموں میں بیان کردہ پیشین گوئیوں کی جانچ کرنے کی اجازت ملی۔
اپنے تجربات میں، محققین نے جرمنی کے ہائیڈلبرگ میں میکس-پلانک انسٹی ٹیوٹ فار نیوکلیئر فزکس میں کرائیوجینک اسٹوریج کی انگوٹھی کا استعمال کیا، جسے پرجاتیوں کے لیے منتخب مالیکیولر آئن بیم کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ کسی بھی دوسرے پس منظر کی گیسوں سے بڑی حد تک خالی ہے۔
کلوسی بتاتے ہیں، "ایک کریوجینک رنگ میں، ذخیرہ شدہ آئنوں کو تابکاری سے انگوٹھی کی دیواروں کے درجہ حرارت پر ٹھنڈا کیا جا سکتا ہے، جس سے کم ترین کوانٹم سطحوں پر بھرے ہوئے آئنوں کی پیداوار ہوتی ہے۔" Kálosi بتاتے ہیں۔ صرف ایک خاص طور پر ڈیزائن کردہ الیکٹران بیم سے لیس ہے جو سالماتی آئنوں کے ساتھ رابطے میں جا سکتا ہے۔اس انگوٹھی میں آئنوں کو کئی منٹوں کے لیے ذخیرہ کیا جاتا ہے، ایک لیزر مالیکیولر آئنوں کی گردشی توانائی کے بارے میں پوچھ گچھ کے لیے استعمال ہوتا ہے۔
اپنے پروب لیزر کے لیے ایک مخصوص نظری طول موج کا انتخاب کر کے، ٹیم ذخیرہ شدہ آئنوں کے ایک چھوٹے سے حصے کو تباہ کر سکتی ہے اگر ان کی گردشی توانائی کی سطح اس طول موج سے مماثل ہو جائے۔ پھر انھوں نے نام نہاد سپیکٹرل سگنلز حاصل کرنے کے لیے خلل شدہ مالیکیولز کے ٹکڑوں کا پتہ لگایا۔
ٹیم نے الیکٹران کے تصادم کی موجودگی اور غیر موجودگی میں ان کی پیمائشیں اکٹھی کیں۔ اس سے انہیں تجربے میں متعین کم درجہ حرارت کے حالات کے تحت افقی آبادی میں تبدیلیوں کا پتہ لگانے کا موقع ملا۔
کلوسی نے کہا، "گھومنے والی حالت میں بدلتے ہوئے تصادم کے عمل کی پیمائش کرنے کے لیے، یہ یقینی بنانا ضروری ہے کہ سالماتی آئن میں صرف سب سے کم گردشی توانائی کی سطح موجود ہو،" کلوسی نے کہا۔ حجم، کمرے کے درجہ حرارت سے کم درجہ حرارت پر کریوجینک کولنگ کا استعمال کرتے ہوئے، جو اکثر 300 کیلون کے قریب ہوتا ہے۔اس حجم میں، مالیکیولز کو ہر جگہ موجود مالیکیولز، ہمارے ماحول کی انفراریڈ تھرمل ریڈی ایشن سے الگ کیا جا سکتا ہے۔
اپنے تجربات میں، Kálosi اور اس کے ساتھی تجرباتی حالات کو حاصل کرنے میں کامیاب ہوئے جن میں الیکٹران کے تصادم تابکاری کی منتقلی پر غلبہ رکھتے ہیں۔ کافی الیکٹران استعمال کرنے سے، وہ CH+ سالماتی آئنوں کے ساتھ الیکٹران کے تصادم کی مقداری پیمائش جمع کر سکتے تھے۔
کلوسی نے کہا، "ہم نے پایا کہ الیکٹران کی حوصلہ افزائی کی گردشی منتقلی کی شرح سابقہ ​​نظریاتی پیشین گوئیوں سے میل کھاتی ہے۔" کالوسی نے کہا۔ہم توقع کرتے ہیں کہ مستقبل کے حسابات سرد، الگ تھلگ کوانٹم سسٹمز میں سب سے کم توانائی کی سطح کی آبادی پر الیکٹران کے تصادم کے ممکنہ اثرات پر زیادہ توجہ مرکوز کریں گے۔
پہلی بار تجرباتی ترتیب میں نظریاتی پیشین گوئیوں کی تصدیق کرنے کے علاوہ، محققین کے اس گروپ کے حالیہ کام میں اہم تحقیقی مضمرات ہو سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، ان کے نتائج بتاتے ہیں کہ کوانٹم توانائی کی سطحوں میں تبدیلی کی الیکٹران کی حوصلہ افزائی کی شرح کی پیمائش کی جا سکتی ہے۔ ریڈیو دوربینوں یا پتلی اور ٹھنڈے پلازما میں کیمیائی رد عمل کے ذریعے پتہ چلنے والے خلا میں مالیکیولز کے کمزور سگنلز کا تجزیہ کرتے وقت اہم۔
مستقبل میں، یہ مقالہ نئے نظریاتی مطالعات کے لیے راہ ہموار کر سکتا ہے جو ٹھنڈے مالیکیولز میں گردشی کوانٹم توانائی کی سطحوں کے قبضے پر الیکٹران کے تصادم کے اثرات پر زیادہ قریب سے غور کرتے ہیں۔ میدان میں مزید تفصیلی تجربات کرنا ممکن ہے۔
"کرائیوجینک سٹوریج رنگ میں، ہم زیادہ ڈائیٹومک اور پولیٹومک مالیکیولر پرجاتیوں کی گردشی توانائی کی سطحوں کی جانچ کرنے کے لیے مزید ورسٹائل لیزر ٹیکنالوجی متعارف کرانے کا ارادہ رکھتے ہیں،" کلوسی نے مزید کہا۔ .اس قسم کی لیبارٹری پیمائشوں کی تکمیل جاری رہے گی، خاص طور پر چلی میں اٹاکاما لارج ملی میٹر/سب ملی میٹر سرنی جیسی طاقتور رصد گاہوں کا استعمال کرتے ہوئے مشاہداتی فلکیات میں۔"
اگر آپ کو املا کی غلطیاں، غلطیاں پیش آتی ہیں، یا اس صفحہ کے مواد میں ترمیم کی درخواست بھیجنا چاہتے ہیں تو براہ کرم یہ فارم استعمال کریں۔ عام پوچھ گچھ کے لیے، براہ کرم ہمارا رابطہ فارم استعمال کریں۔ عام تاثرات کے لیے، براہ کرم ذیل میں عوامی تبصرہ والے حصے کا استعمال کریں رہنما خطوط)۔
آپ کی رائے ہمارے لیے اہم ہے۔ تاہم، پیغامات کے حجم کی وجہ سے، ہم انفرادی جوابات کی ضمانت نہیں دیتے۔
آپ کا ای میل پتہ صرف وصول کنندگان کو یہ بتانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے کہ ای میل کس نے بھیجا ہے۔ نہ تو آپ کا پتہ اور نہ ہی وصول کنندہ کا پتہ کسی اور مقصد کے لیے استعمال کیا جائے گا۔ آپ جو معلومات درج کریں گے وہ آپ کے ای میل میں ظاہر ہوگی اور Phys.org کے پاس کسی بھی صورت میں برقرار نہیں رہے گی۔ فارم.
اپنے ان باکس میں ہفتہ وار اور/یا روزانہ اپ ڈیٹس حاصل کریں۔ آپ کسی بھی وقت ان سبسکرائب کر سکتے ہیں اور ہم آپ کی تفصیلات تیسرے فریق کے ساتھ کبھی بھی شیئر نہیں کریں گے۔
یہ ویب سائٹ نیویگیشن میں مدد کے لیے کوکیز کا استعمال کرتی ہے، ہماری خدمات کے آپ کے استعمال کا تجزیہ کرتی ہے، اشتہارات کو ذاتی بنانے کے لیے ڈیٹا اکٹھا کرتی ہے، اور فریق ثالث سے مواد پیش کرتی ہے۔ ہماری ویب سائٹ استعمال کرکے، آپ تسلیم کرتے ہیں کہ آپ نے ہماری پرائیویسی پالیسی اور استعمال کی شرائط کو پڑھ اور سمجھ لیا ہے۔