மாக்ஸ் பிளாங்க் இன்ஸ்டிடியூட் ஃபார் நியூக்ளியர் பிசிக்ஸ் ஆராய்ச்சியாளர்கள், எண்ணற்ற சிறிய மாற்றத்தை வெற்றிகரமாக அளந்துள்ளனர். நிறை ஹைடெல்பெர்க்கில் உள்ள இன்ஸ்டிடியூட்டில் தீவிர துல்லியமான பென்டாட்ராப் அணு சமநிலையைப் பயன்படுத்தி எலக்ட்ரான்களின் குவாண்டம் தாவல்களைத் தொடர்ந்து தனிப்பட்ட அணுக்கள்.
கிளாசிக்கல் மெக்கானிக்ஸில், 'நிறை' என்பது எந்த ஒரு பொருளின் முக்கியமான இயற்பியல் பண்பு மாறாது - 'ஈர்ப்பு விசையால் ஏற்படும் முடுக்கம்' பொறுத்து எடை மாறுகிறது. நிறை நிலையானது. நிறை நிலைத்தன்மை பற்றிய இந்தக் கருத்து நியூட்டனின் இயக்கவியலில் ஒரு அடிப்படைக் கருத்தாகும், இருப்பினும் குவாண்டம் உலகில் அப்படி இல்லை.
ஐன்ஸ்டீனின் சார்பியல் கோட்பாடு நிறை-ஆற்றல் சமநிலையின் கருத்தை வழங்கியது, இது ஒரு பொருளின் நிறை எப்போதும் நிலையானதாக இருக்க வேண்டிய அவசியமில்லை என்பதைக் குறிக்கிறது; அது (சமமான அளவு) ஆற்றலாகவும் அதற்கு நேர்மாறாகவும் மாற்றப்படலாம். இந்த இடை-உறவு அல்லது வெகுஜனத்தின் பரிமாற்றம் மற்றும் ஆற்றல் ஒருவரையொருவர் அறிவியலின் மையச் சிந்தனைகளில் ஒன்றாகும், இது பிரபலமான சமன்பாடு E=mc மூலம் வழங்கப்படுகிறது2 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.
துணை அணு உலகில், எலக்ட்ரான் ஒன்று 'இலிருந்து' அல்லது 'இருந்து' தாவும்போது சுற்றுப்பாதை மற்றொன்றுக்கு, இரண்டு குவாண்டம் நிலைகளுக்கு இடையே உள்ள 'ஆற்றல் நிலை இடைவெளி'க்கு சமமான ஆற்றலின் அளவு உறிஞ்சப்படுகிறது அல்லது வெளியிடப்படுகிறது. எனவே, நிறை-ஆற்றல் சமன்பாட்டின் சூத்திரத்திற்கு ஏற்ப, ஒரு நிறை 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.
***
