न्यूक्लियर फिजिक्सका लागि म्याक्स प्लांक इन्स्टिच्युटका अन्वेषकहरूले सफलतापूर्वक असीमित रूपमा सानो परिवर्तन मापन गरेका छन्। ठूलो हाइडेलबर्गको इन्स्टिच्युटमा अल्ट्रा-सटीक पेन्टाट्राप परमाणु सन्तुलन प्रयोग गरेर इलेक्ट्रोनहरूको क्वान्टम जम्पहरू पछि व्यक्तिगत परमाणुहरूको।
शास्त्रीय मेकानिक्समा, 'ठूलो'कुनै पनि वस्तुको महत्त्वपूर्ण भौतिक गुण हो जुन परिवर्तन हुँदैन - 'गुरुत्वाकर्षणको कारण त्वरण' को आधारमा वजन परिवर्तन हुन्छ तर ठूलो स्थिर रहन्छ। द्रव्यमानको स्थिरताको यो धारणा न्यूटोनियन मेकानिक्समा आधारभूत आधार हो, तथापि, क्वान्टम संसारमा त्यस्तो होइन।
आइन्स्टाइनको सापेक्षताको सिद्धान्तले जन-ऊर्जा समतुल्यताको धारणा प्रदान गर्यो जसले मूलतः वस्तुको द्रव्यमान सधैँ स्थिर रहनु हुँदैन भन्ने कुरालाई संकेत गर्छ; यसलाई (समान मात्रामा) ऊर्जामा रूपान्तरण गर्न सकिन्छ र यसको विपरीत। यो अन्तरसम्बन्ध वा द्रव्यमानको आदानप्रदानशीलता र ऊर्जा एक अर्कामा विज्ञानको केन्द्रीय सोच हो र प्रसिद्ध समीकरण E=mc द्वारा दिइएको छ2 आइन्स्टाइनको सापेक्षताको विशेष सिद्धान्तको व्युत्पन्नको रूपमा जहाँ E ऊर्जा हो, m द्रव्यमान हो र c भ्याकुममा प्रकाशको गति हो।
यो समीकरण E=mc2 सार्वभौमिक रूपमा जताततै खेलमा छ तर महत्त्वपूर्ण रूपमा अवलोकन गरिन्छ, उदाहरणका लागि, मा परमाणु रिएक्टरहरू जहाँ परमाणु विखंडन र आणविक फ्यूजन प्रतिक्रियाहरूको समयमा द्रव्यमानको आंशिक क्षति हुन्छ ऊर्जाको ठूलो मात्रामा वृद्धि हुन्छ।
उप-परमाणविक संसारमा, जब एक इलेक्ट्रोन 'मा' वा 'बाट' जम्प हुन्छ कक्षीय अर्कोमा, दुई क्वान्टम स्तरहरू बीचको 'ऊर्जा स्तर अन्तर' बराबर ऊर्जाको मात्रा अवशोषित वा रिलीज हुन्छ। तसर्थ, द्रव्यमान-ऊर्जा तुल्यताको सूत्र अनुसार, a को द्रव्यमान परमाणु जब यसले ऊर्जा अवशोषित गर्दछ बढ्नुपर्छ र यसको विपरीत, जब यसले ऊर्जा छोड्छ घट्नुपर्छ। तर परमाणु भित्र इलेक्ट्रोनहरूको क्वान्टम ट्रान्जिसन पछि परमाणुको द्रव्यमानमा परिवर्तन, मापन गर्न एकदम सानो हुनेछ; अहिलेसम्म सम्भव नभएको कुरा। तर अब होइन!
न्यूक्लियर फिजिक्सका लागि म्याक्स प्लान्क इन्स्टिच्युटका अन्वेषकहरूले पहिलो पटक व्यक्तिगत परमाणुहरूको द्रव्यमानमा यो असीम रूपमा सानो परिवर्तनलाई सफलतापूर्वक मापन गरेका छन्, सम्भवतः सटीक भौतिकीमा उच्चतम बिन्दु।
यो प्राप्त गर्न, म्याक्स प्लांक इन्स्टिच्युटका अन्वेषकहरूले हाइडेलबर्गको संस्थानमा अल्ट्रा-सटीक पेन्टाट्राप परमाणु सन्तुलन प्रयोग गरे। पेन्टाट्राप 'उच्च-परिशुद्धता पेनिङ ट्र्याप मास स्पेक्ट्रोमिटर' को लागि खडा छ, एक सन्तुलन जसले इलेक्ट्रोनहरूको क्वान्टम जम्प पछि परमाणुको द्रव्यमानमा असीम रूपमा सानो परिवर्तनहरू मापन गर्न सक्छ।
PENTATRAP यसरी परमाणुहरू भित्र मेटास्टेबल इलेक्ट्रोनिक अवस्थाहरू पत्ता लगाउँदछ।
प्रतिवेदनले रेनियममा जमिन र उत्तेजित अवस्थाहरू बीचको जन भिन्नता मापन गरेर मेटास्टेबल इलेक्ट्रोनिक अवस्थाको अवलोकनको वर्णन गर्दछ।
***
सन्दर्भ:
1. Max-Planck-Gesellschaft 2020। Newsroom - Pentatrap ले क्वान्टम अवस्थाहरू बीचको द्रव्यमानमा भिन्नताहरू मापन गर्दछ। 07 मे 07, 2020 पोस्ट गरिएको। मा अनलाइन उपलब्ध छ https://www.mpg.de/14793234/pentatrap-quantum-state-mass?c=2249 07 मे 2020 मा पहुँच गरिएको।
2. Schüssler, RX, Bekker, H., Braß, M. et al। पेनिङ ट्र्याप मास स्पेक्ट्रोमेट्री द्वारा मेटास्टेबल इलेक्ट्रोनिक अवस्थाहरूको पहिचान। प्रकृति ५८१, ४२–४६ (२०२०)। https://doi.org/10.1038/s41586-020-2221-0
3. JabberWok अंग्रेजी Q52, 2007 मा। बोहर एटम मोडेल। [छवि अनलाइन] मा उपलब्ध छ https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bohr_atom_model.svg 08 मे 2020 पहुँच।
***
