उनके आविष्कार के बाद से कई प्रौद्योगिकियां बहुत बदल गई हैं। उनके सुधार को विभिन्न अध्ययनों और खोजों द्वारा ईंधन दिया गया था, जिनमें से प्रत्येक को इसे लागू करने के नए तरीके मिले, यह सामग्री, सिस्टम मॉडल, या अन्य एल्गोरिदम थे। नेत्रहीन, सबसे हड़ताली उदाहरणों में से एक कंप्यूटिंग डिवाइस हैं। एक बार जब वे पूरे कमरे पर कब्जा कर लेते थे और कई टन वजन करते थे, और अब हम में से प्रत्येक के पास एक मोबाइल फोन है, जिसकी क्षमता बड़े कंप्यूटरों की तुलना में कई गुना अधिक है। लेकिन उपकरणों और उनके घटकों को कम से कम करने की प्रक्रिया पूरी तरह से दूर है, क्योंकि जब तक कम करने के लिए बहुत कुछ है, वैज्ञानिक इसे प्राप्त करने के नए तरीके का आविष्कार करेंगे। आज हम एक अध्ययन के बारे में बात करते हैं, जो केवल एक-आयामी इलेक्ट्रॉनों के सिद्धांत की प्रायोगिक पुष्टि के बारे में, या न्यूनतम प्रक्रिया को बहुत प्रभावित कर सकता है, जो पहले से ही लगभग 56 वर्ष पुराना है। चलो चलते हैं।
अध्ययन की पृष्ठभूमि1950 में, जापानी भौतिक विज्ञानी शनीचिरो टोमोनागा ने उस समय एक नए सैद्धांतिक मॉडल का प्रस्ताव रखा, जो एक आयामी चालक में इलेक्ट्रॉनों की बातचीत का वर्णन करता है। इसके अलावा, 1963 में, जोकिन लुटिंगर ने सिद्धांत में कुछ सुधार किए। तथ्य यह है कि सिद्धांत में, कुछ प्रतिबंधों के तहत, इलेक्ट्रॉनों के बीच दूसरी-क्रम बातचीत को बोसोनिक इंटरैक्शन के रूप में वर्णित किया जा सकता है। लुट्टिंगर ने सिद्धांत को बदल दिया, बलोच लहरों को देखते हुए। इससे पता चला कि मॉडल लागू करने के लिए टॉमोनगा द्वारा शुरू की गई प्रतिबंधों की आवश्यकता नहीं है।
सिनीचिरो टोमोनागा (1953)इसके मूल में, यह मॉडल दो क्विपिपर्टिकल्स का उपयोग करके इलेक्ट्रॉनों के व्यवहार का वर्णन है। वे एक-दूसरे से भिन्न होते हैं कि पहले में एक इलेक्ट्रॉन की तरह शून्य स्पिन और चार्ज होता है, और दूसरे में 0 का चार्ज होता है, लेकिन स्पिन 1 है। इसके अलावा, अलग-अलग गति से क्विपिपर्टिकल्स चलते हैं। सिद्धांत में यह भी तर्क दिया गया है कि किसी इलेक्ट्रॉन के एकल आवेश या स्पिन पर कार्य करने से सभी इलेक्ट्रॉनों की प्रतिक्रिया हो सकती है।
इस सिद्धांत का अनुभवजन्य रूप से परीक्षण बेहद कठिन है, क्योंकि वैज्ञानिक अभी तक इलेक्ट्रॉनों की बातचीत को पूरी तरह से नियंत्रित करने में सक्षम नहीं हैं। हालाँकि, इस अध्ययन में, उन्होंने अपने परमाणुओं से ठंडे परमाणुओं का उपयोग करके एक रास्ता खोजा।
लुसी से अधिक, ठंडे परमाणुओं का सार ऊपर वीडियो में एलेक्सी अकिमोव द्वारा प्रकट किया गया है।इस अध्ययन में, फर्मी गैस ली से एक फर्मी गैस मॉडल बनाया गया था, क्योंकि इसके प्रतिकारक एस-वेव इंटरैक्शन को आसानी से हेरफेर किया जाता है। आवश्यक पैरामीटर को बदलने के लिए - घनत्व ("चार्ज") दोलनों के गतिशील संरचनात्मक कारक
एस (क्यू, necessary) - ब्रैग स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग किया गया था।
शोधकर्ता इस बात से इनकार नहीं करते हैं कि एक समान माप पद्धति पहले से ही उपयोग की जा चुकी है, लेकिन उनकी विधि में कई महत्वपूर्ण विशेषताएं हैं। सबसे पहले, परमाणुओं को एक ऑप्टिकल जाल में "फँसाया गया" था, जिसमें तीन पारस्परिक ऑर्थोगोनल इन्फ्रारेड लेजर बीम शामिल थे, जिनमें से प्रत्येक एक
रिट्रोरेफ़्लेटर * से गुजरा था, जबकि एक
झंझट के बिना एक जाल बनाने के लिए प्रत्येक परिलक्षित बीम के ध्रुवीकरण को 90 ° घुमाया गया था।
Retroreflector * - कम से कम बिखरने के साथ अपने स्रोत पर वापस किरण को प्रतिबिंबित करने के लिए एक उपकरण।
Retroreflector उदाहरण है
उसके बाद, परमाणुओं की संख्या को मापा गया - 1.4 × 10
5 , साथ ही साथ उनका तापमान - 0.05 टी
एफ। इस विशेष मामले में, टी
एफ प्रत्येक स्पिन राज्य का फर्मी तापमान है, यह ध्यान में रखते हुए कि कोई बातचीत नहीं है।
इसके अलावा, जाल की गहराई में वृद्धि हुई थी, और परावर्तित किरणों के ध्रुवीकरण को घुमाया गया था ताकि वीएल = 7 ई
आर की गहराई के साथ त्रि-आयामी जाली का निर्माण हो, जहां
एर = एच
2 / (
2 एम
2 2 ) पुनरावृत्ति ऊर्जा है;
h प्लैंक स्थिरांक है *;
मीटर परमाणु द्रव्यमान है
λ = 1,064 एनएम प्रकाश की तरंग दैर्ध्य है।
वांछित जाली गहराई (2.5 ई
आर ) को प्राप्त करने के लिए, बिखरने की लंबाई को समायोजित किया गया था। अवरक्त किरणों के बाउंडिंग शेल की भरपाई करने के लिए, प्रत्येक धुरी के साथ एक अतिरिक्त 532 एनएम गैर-परावर्तित बीम लगाया गया था, जो
नीले रंग की टुकड़ी * से गुजरता था ।
लेज़र डेटुनिंग * - बीम को एक क्वांटम सिस्टम के अनुनाद से अलग आवृत्ति पर ट्यूनिंग। अनुनाद से ऊपर की आवृत्ति के लिए लेजर को ट्यूनिंग करना ब्लू-डिस्टिंग कहलाता है।
बाद में, क्षतिपूर्ति किरण को धीरे-धीरे बंद कर दिया गया, जैसा कि ऊर्ध्वाधर अवरक्त किरण था। इसके समानांतर, पहले से ही दो-आयामी जाली (15 increased
r ) के गठन के लिए शेष दो की तीव्रता बढ़ गई। इसके कारण, दो-आयामी जाली ने व्यावहारिक रूप से पृथक एक आयामी ट्यूबों का एक गुच्छा बनाया। उन्हें दो मापदंडों का उपयोग करके वर्णित किया जा सकता है: अक्षीय हार्मोनिक कंपन - (z = (2 1.3) 1.3 kHz और रेडियल हार्मोनिक कंपन - onic = (2π) 198 kHz।
इन जोड़तोड़ को अंजाम देने से प्रयोग में परमाणुओं की कुल संख्या में कमी आई = एन = 1.1 × 10
5 ।
ब्रैग स्पेक्ट्रोस्कोपी में वैक्टर k
1 और k
2 के साथ दो लेजर बीम शामिल हैं, साथ ही एक आवृत्ति अंतर involves। किरणें एक दूसरे के सापेक्ष एक कोण पर गुजरती हैं और परमाणुओं को सममित रूप से नली (z) की धुरी पर लंबवत रेखा के संबंध में काटती हैं। इन दो किरणों से एक उत्तेजित दो-फोटॉन संक्रमण होता है, जो itation की आवृत्ति और पल्स q = z- घटक के क्वांटम सिस्टम के "सुपरपोजिशन" को क्वांटम सिस्टम के "सुपरपोज" के लिए प्रेरित करता है। = 2k पाप (θ / 2), जहां k = | k
1 | = | के
2 |
किरणों के बीच का कोण θ / 2, 4.5 ° पर सेट किया गया था, जो परमाणुओं N
m = 60 की संख्या के साथ केंद्रीय ट्यूब के लिए q / k
F tube 0.2 की ओर जाता है।
जैसा कि यह पहले से ही स्पष्ट हो गया है, लेजर बीम के बीच का कोण घातांक q को निर्धारित करता है, जो कि फ़र्मी गति से कम होना चाहिए। इसके बारे में बाद में।
चित्र संख्या 1ब्रैग किरणें 300 माइक्रोसेकंड के लिए संचालित होती हैं, जो अक्षीय अवधि की तुलना में लगभग 2 गुना कम है, लेकिन to
-1 की तुलना में अधिक है। एक महत्वपूर्ण अति सूक्ष्म अंतर, क्योंकि यह विश्लेषण को सरल बनाता है और पल्स-टाइम को कम करता है।
जैसे ही ब्रैग बीम परीक्षण नमूने पर कार्य करता है, ऑप्टिकल जाल की किरणें बंद हो जाती हैं। चरण-विपरीत माइक्रोस्कोपी छवियों का उपयोग करके 150 माइक्रोसेकंड के बाद प्राप्त किया जाता है। प्रयोग दोहराया जाता है, लेकिन ब्रैग किरणों के प्रभाव के बिना, "संदर्भ" छवि प्राप्त करने के लिए।
छवि और
बी क्रमशः प्रयोगात्मक संस्करण और "संदर्भ" के कॉलम घनत्व को दिखाते हैं।
साथ में - उनके बीच एक अंतर।
d , तीनों पिछले संकेतकों के अनुपात का एक ग्राफ है: a, b और c।
शोधकर्ता बताते हैं कि ब्रैग सिग्नल रेखीय प्रतिक्रिया मोड में था, इसकी बीम की तीव्रता में परिवर्तन की वजह से एक्सपोज़र की अवधि में परिवर्तन हुआ था। इस मोड में, चतुराई से उत्तेजित ब्रैग संक्रमणों की आवृत्ति लेजर विकिरण की तीव्रता पर निर्भर करती है।
चित्र संख्या 2जैसा कि ऊपर दिए गए ग्राफ से देखा जा सकता है, जब विकिरण की तीव्रता 55 mW / cm
2 से कम होती है, तो प्रयोग में उपलब्ध इंटरैक्शन बल की पूरी रेंज में पल्स ट्रांसफर रैखिक प्रतिक्रिया मोड में होता है।
चित्र संख्या 3ऊपर दिया गया ग्राफ ब्रैग सिग्नल के आवृत्ति के अनुपात को दर्शाता है, जहां प्रत्येक बिंदु attempts और निरंतर q के प्रत्येक मान के लिए 20-30 प्रयोगात्मक प्रयासों से मेल खाता है।
चित्र संख्या 4ऊपर दिया गया ग्राफ above के मान को मापने के परिणामों को दर्शाता है। अंतःक्रिया बल में 400a
0 की वृद्धि के साथ, आवृत्ति मान भी बढ़ता है। 400 से अधिक की वृद्धि के साथ, परमाणुओं के हीटिंग और नुकसान को देखा गया, जो कि तीन आयामी जाली से दो आयामी एक में संक्रमण के दौरान अस्थिर ऊपरी शाखा के कारण तीन-घटक पुनर्संयोजन के कारण सबसे अधिक संभावना है।
आगे के माप के लिए, 200 एनके के तापमान पर संरचनात्मक कारक की गणना करने और प्रयोग में पिछले वाले इन परिणामों की तुलना करने का निर्णय लिया गया था। इस गणना में, एकमात्र पैरामीटर जिसे हेरफेर किया जा सकता है वह है उत्तेजना का स्केलिंग। पीक उत्तेजना मूल्यों को लाल डॉट्स के रूप में ग्राफ 4 में दिखाया गया है। लेकिन धराशायी लाइन सैद्धांतिक परिणाम दिखाती है। जाहिर है, प्रायोगिक सैद्धांतिक परिणाम व्यावहारिक रूप से मेल खाते हैं। ये परिणाम एक बातचीत के जवाब में एक आयामी फ़र्मसी गैस में सामूहिक उत्तेजना दर में परिवर्तन के एक प्रयोगात्मक प्रदर्शन का पहला सबूत हैं।
इस अध्ययन के विवरण से परिचित होने के लिए, मैं दृढ़ता से अनुशंसा करता हूं कि आप
यहां देखें (वैज्ञानिकों की रिपोर्ट) ।
उपसंहारवैज्ञानिक ब्रैग स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करते हुए एक आयामी दो-घटक fermionic प्रणाली के अंदर गतिशील प्रतिक्रिया को सफलतापूर्वक मापने में सक्षम हैं। यह प्रयोग टोमोनागा-लुटिंगर सिद्धांत की सच्चाई की पुष्टि करने में सक्षम था।
वैज्ञानिकों को यकीन है कि फेशबैक अनुनाद के माध्यम से बातचीत के बल में हेरफेर करने की क्षमता भविष्य के अनुसंधान के लिए दरवाजा खोल देगी जो कि टोमोनागा-लुटिंगर सिद्धांत में वर्णित सीमाओं को पार कर सकती है।
यह काम आसान कॉल करने के लिए बेहद मुश्किल है, क्योंकि इसमें प्रयोग में और इसके परिणामों के मापन में कई समस्याएं शामिल हैं। हालांकि, कुछ नया सीखने की इच्छा, साथ ही साथ पृथ्वी के टेक्नोस्फीयर के विकास के लिए कुछ नया करने का महत्व भी बहुत अच्छा है। इस तरह के अध्ययनों से अपने आप को परिचित करते हुए, आप समझते हैं कि हमारे आसपास की दुनिया कितनी जटिल है। कई शताब्दियों से हम इसे समझने, सरल बनाने और अधीन करने की कोशिश कर रहे हैं, लेकिन प्रत्येक नई खोज के साथ, नए प्रश्नों का एक समूह दिखाई देता है जो जटिल करते हैं कि हमने क्या सरल बनाया है।
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