मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर न्यूक्लियर फिजिक्स के शोधकर्ताओं ने हीडलबर्ग में संस्थान में अल्ट्रा-सटीक पेंटाट्रैप परमाणु संतुलन का उपयोग करके इलेक्ट्रॉनों के क्वांटम जंप के बाद व्यक्तिगत परमाणुओं के द्रव्यमान में असीम रूप से छोटे परिवर्तन को सफलतापूर्वक मापा है।
शास्त्रीय यांत्रिकी में, 'द्रव्यमान' किसी भी वस्तु का एक महत्वपूर्ण भौतिक गुण है जो नहीं बदलता है - वजन 'गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण' के आधार पर बदलता है लेकिन द्रव्यमान स्थिर रहता है। द्रव्यमान की स्थिरता की यह धारणा न्यूटनियन यांत्रिकी में एक बुनियादी आधार है, हालांकि, क्वांटम दुनिया में ऐसा नहीं है।
आइंस्टीन के सापेक्षता के सिद्धांत ने द्रव्यमान-ऊर्जा तुल्यता की धारणा दी जिसका मूल रूप से तात्पर्य यह था कि किसी वस्तु का द्रव्यमान हमेशा स्थिर नहीं रहना चाहिए; इसे (बराबर मात्रा में) ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सकता है और इसके विपरीत। द्रव्यमान और ऊर्जा का एक-दूसरे में अंतर-संबंध या अदला-बदली विज्ञान में केंद्रीय सोच में से एक है और प्रसिद्ध समीकरण ई = एमसी द्वारा दिया गया है2 आइंस्टीन के सापेक्षता के विशेष सिद्धांत के व्युत्पन्न के रूप में जहां ई ऊर्जा है, एम द्रव्यमान है और सी निर्वात में प्रकाश की गति है।
यह समीकरण ई = एमसी2 हर जगह सार्वभौमिक रूप से चलन में है, लेकिन महत्वपूर्ण रूप से देखा जाता है, उदाहरण के लिए, में परमाणु रिएक्टर जहां परमाणु विखंडन और परमाणु संलयन प्रतिक्रियाओं के दौरान द्रव्यमान का आंशिक नुकसान भारी मात्रा में ऊर्जा को जन्म देता है।
उप-परमाणु जगत में, जब कोई इलेक्ट्रॉन एक कक्षक से दूसरे कक्ष में 'से' या 'से' कूदता है, तो दो क्वांटम स्तरों के बीच 'ऊर्जा स्तर अंतराल' के बराबर ऊर्जा की मात्रा अवशोषित या मुक्त हो जाती है। इसलिए, द्रव्यमान-ऊर्जा तुल्यता के सूत्र के अनुरूप, a का द्रव्यमान परमाणु जब यह ऊर्जा को अवशोषित करता है तो बढ़ना चाहिए और इसके विपरीत, जब यह ऊर्जा छोड़ता है तो घट जाना चाहिए। लेकिन परमाणु के भीतर इलेक्ट्रॉनों के क्वांटम संक्रमण के बाद परमाणु के द्रव्यमान में परिवर्तन को मापने के लिए बेहद छोटा होगा; कुछ ऐसा जो अब तक संभव नहीं हो सका है। लेकिन अब और नहीं!
मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर न्यूक्लियर फिजिक्स के शोधकर्ताओं ने पहली बार व्यक्तिगत परमाणुओं के द्रव्यमान में इस असीम रूप से छोटे परिवर्तन को सफलतापूर्वक मापा है, संभवतः सटीक भौतिकी में उच्चतम बिंदु।
इसे प्राप्त करने के लिए, मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट के शोधकर्ताओं ने हीडलबर्ग में संस्थान में अल्ट्रा-सटीक पेंटाट्रैप परमाणु संतुलन का उपयोग किया। पेंटाट्रैप 'उच्च-सटीक पेनिंग ट्रैप मास स्पेक्ट्रोमीटर' के लिए खड़ा है, एक संतुलन जो एक परमाणु के द्रव्यमान में असीम रूप से छोटे परिवर्तनों को माप सकता है जो इलेक्ट्रॉनों के क्वांटम जंप के बाद होता है।
PENTATRAP इस प्रकार परमाणुओं के भीतर मेटास्टेबल इलेक्ट्रॉनिक अवस्थाओं का पता लगाता है।
रिपोर्ट रेनियम में जमीन और उत्साहित राज्यों के बीच बड़े पैमाने पर अंतर को मापकर एक मेटास्टेबल इलेक्ट्रॉनिक राज्य के अवलोकन का वर्णन करती है।
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सन्दर्भ:
1. मैक्स-प्लैंक-गेसेलशाफ्ट 2020। न्यूज़रूम - पेंटाट्रैप क्वांटम राज्यों के बीच द्रव्यमान में अंतर को मापता है। 07 मई 07, 2020 को पोस्ट किया गया। पर ऑनलाइन उपलब्ध है https://www.mpg.de/14793234/pentatrap-quantum-state-mass?c=2249 07 मई 2020 को एक्सेस किया गया।
2. शूस्लर, आरएक्स, बेकर, एच।, ब्रास, एम। एट अल। पेनिंग ट्रैप मास स्पेक्ट्रोमेट्री द्वारा मेटास्टेबल इलेक्ट्रॉनिक अवस्थाओं का पता लगाना। प्रकृति 581, 42-46 (2020)। https://doi.org/10.1038/s41586-020-2221-0
3. JabberWok अंग्रेजी Q52, 2007 में। बोहर परमाणु मॉडल। [छवि ऑनलाइन] पर उपलब्ध है https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bohr_atom_model.svg 08 मई 2020 तक पहुँच प्राप्त की।
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