The researchers at Max Planck Institute for Nuclear Physics have successfully measured infinitesimally small change in the நிறை of individual atoms following quantum jumps of electrons within by using the ultra-precise Pentatrap atomic balance at the Institute in Heidelberg.
In classical mechanics, the ‘நிறை’ is an important physical property of any object which does not change – the weight changes depending upon ‘acceleration due to gravity’ but the நிறை remains constant. This notion of constancy of mass is a basic premise in the Newtonian mechanics, however, not so in the quantum world.
The Einstein’s theory of relativity gave the notion of mass-energy equivalence which basically implied that the mass of an object need not remain constant always; it can be converted to (an equivalent amount of) energy and vice versa. This inter-relationship or interchangeability of mass and ஆற்றல் into each other is one of central thinking in science and is given by the famous equation E=mc2 ஐன்ஸ்டீனின் சிறப்பு சார்பியல் கோட்பாட்டின் வழித்தோன்றலாக E என்பது ஆற்றல், m என்பது நிறை மற்றும் c என்பது வெற்றிடத்தில் ஒளியின் வேகம்.
இந்த சமன்பாடு E=mc2 உலகளவில் எல்லா இடங்களிலும் விளையாடுகிறது ஆனால் குறிப்பிடத்தக்க வகையில் கவனிக்கப்படுகிறது, எடுத்துக்காட்டாக, இல் அணு அணுக்கரு பிளவு மற்றும் அணுக்கரு இணைவு வினைகளின் போது வெகுஜனத்தின் பகுதியளவு இழப்பு பெரிய அளவிலான ஆற்றலை உருவாக்குகிறது.
In the sub-atomic world, when an electron jumps ‘to’ or ‘from’ one சுற்றுப்பாதை to another, an amount of energy equivalent to ‘energy level gap’ between the two quantum levels is absorbed or released. Therefore, in line with the formula of mass-energy equivalence, the mass of an அணுவின் ஆற்றலை உறிஞ்சும் போது அதிகரிக்க வேண்டும், மாறாக ஆற்றலை வெளியிடும் போது குறைய வேண்டும். ஆனால் அணுவிற்குள் எலக்ட்ரான்களின் குவாண்டம் மாற்றங்களைத் தொடர்ந்து ஒரு அணுவின் நிறை மாற்றம், அளவிட மிகவும் சிறியதாக இருக்கும்; இதுவரை சாத்தியப்படாத ஒன்று. ஆனால் இனி இல்லை!
மாக்ஸ் பிளாங்க் இன்ஸ்டிடியூட் ஃபார் நியூக்ளியர் பிசிக்ஸ் ஆராய்ச்சியாளர்கள், தனிப்பட்ட அணுக்களின் வெகுஜனத்தில் இந்த எண்ணற்ற சிறிய மாற்றத்தை முதன்முறையாக வெற்றிகரமாக அளந்துள்ளனர், இது துல்லியமான இயற்பியலில் மிக உயர்ந்த புள்ளியாக இருக்கலாம்.
இதை அடைய, மேக்ஸ் பிளாங்க் இன்ஸ்டிடியூட் ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஹைடெல்பெர்க்கில் உள்ள நிறுவனத்தில் மிகத் துல்லியமான பென்டாட்ராப் அணு சமநிலையைப் பயன்படுத்தினர். பெண்டாட்ராப் 'உயர் துல்லியமான பென்னிங் ட்ராப் மாஸ் ஸ்பெக்ட்ரோமீட்டர்' என்பதன் சுருக்கம், எலக்ட்ரான்களின் குவாண்டம் தாவல்களைத் தொடர்ந்து அணுவின் வெகுஜனத்தில் எண்ணற்ற சிறிய மாற்றங்களை அளவிடக்கூடிய சமநிலை.
PENTATRAP இவ்வாறு அணுக்களுக்குள் மெட்டாஸ்டேபிள் மின்னணு நிலைகளைக் கண்டறிகிறது.
ரீனியத்தில் தரைக்கும் உற்சாகமான நிலைகளுக்கும் இடையே உள்ள வெகுஜன வேறுபாட்டை அளவிடுவதன் மூலம் ஒரு மெட்டாஸ்டேபிள் எலக்ட்ரானிக் நிலையைக் கவனிப்பதை அறிக்கை விவரிக்கிறது.
***
குறிப்புகள்:
1. Max-Planck-Gesellschaft 2020. நியூஸ்ரூம் - பென்டாட்ராப் குவாண்டம் நிலைகளுக்கு இடையே உள்ள வெகுஜன வேறுபாடுகளை அளவிடுகிறது. 07 மே 07, 2020 அன்று வெளியிடப்பட்டது. ஆன்லைனில் கிடைக்கிறது https://www.mpg.de/14793234/pentatrap-quantum-state-mass?c=2249 07 மே 2020 அன்று அணுகப்பட்டது.
2. ஷூஸ்லர், ஆர்எக்ஸ், பெக்கர், எச்., பிராஸ், எம். மற்றும் பலர். பென்னிங் ட்ராப் மாஸ் ஸ்பெக்ட்ரோமெட்ரி மூலம் மெட்டாஸ்டேபிள் எலக்ட்ரானிக் நிலைகளைக் கண்டறிதல். இயற்கை 581, 42–46 (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2221-0
3. JabberWok at English Q52, 2007. Bohr அணு மாதிரி. [image online] இங்கு கிடைக்கிறது https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bohr_atom_model.svg அணுகப்பட்டது 08 மே 2020.
***
