Magnetic trap (atoms)
પ્રાયોગિક ભૌતિકશાસ્ત્રમાં, ચુંબકીય જાળ એ એક એવું ઉપકરણ છે જે ચુંબકીય ક્ષણો સાથે તટસ્થ કણોને પકડવા માટે ચુંબકીય ક્ષેત્રના ઢાળનો ઉપયોગ કરે છે. ભૌતિકશાસ્ત્રના સંશોધનમાં ઘણા હેતુઓ માટે આવા જાળનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હોવા છતાં, તેઓ બોસ-આઈન્સ્ટાઈન ઘનીકરણ પ્રાપ્ત કરવા માટે અણુઓને ઠંડક આપવાના છેલ્લા તબક્કા તરીકે જાણીતા છે. ચુંબકીય છટકું (ખૂબ જ ઠંડા અણુઓને ફસાવવાની રીત તરીકે) સૌપ્રથમ ડેવિડ ઇ. પ્રિચર્ડ દ્વારા પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યું હતું. સંચાલન સિદ્ધાંત ઘણા અણુઓમાં ચુંબકીય ક્ષણ હોય છે; તેમની ઊર્જા સૂત્ર અનુસાર ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં બદલાય છે. ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સના સિદ્ધાંતો અનુસાર અણુની ચુંબકીય ક્ષણની માત્રા નક્કી કરવામાં આવશે; એટલે કે, તે ચોક્કસ અલગ મૂલ્યોમાંથી એક લેશે. જો અણુને મજબૂત ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે, તો તેની ચુંબકીય ક્ષણ ક્ષેત્ર સાથે સંરેખિત થશે. જો એક જ ક્ષેત્રમાં સંખ્યાબંધ અણુઓ મૂકવામાં આવે, તો તે અણુ માટે ચુંબકીય ક્વોન્ટમ સંખ્યાના વિવિધ માન્ય મૂલ્યો પર વહેંચવામાં આવશે. જો એકસમાન ક્ષેત્ર પર ચુંબકીય ક્ષેત્રનો ઢાળ લાદવામાં આવે, તો તે અણુઓ કે જેમની ચુંબકીય ક્ષણો ક્ષેત્ર સાથે સંરેખિત હોય છે, તેમની ઉચ્ચ ક્ષેત્રમાં ઓછી ઊર્જા હશે. ટેકરી પરથી નીચે ફરતા દડાની જેમ, આ અણુઓ ઊંચા ક્ષેત્રો ધરાવતા સ્થાનો પર કબજો કરે છે અને "ઉચ્ચ-ક્ષેત્ર-શોધતા" અણુઓ તરીકે ઓળખાય છે. તેનાથી વિપરીત, ક્ષેત્રની સામે સંરેખિત ચુંબકીય ક્ષણો ધરાવતા અણુઓમાં ઉચ્ચ ક્ષેત્રમાં ઉચ્ચ ઊર્જા હશે, નીચલા ક્ષેત્રો ધરાવતા સ્થાનો પર કબજો કરવાનું વલણ ધરાવે છે, અને તેમને "નિમ્ન-ક્ષેત્ર-શોધતા" અણુઓ કહેવામાં આવે છે. મુક્ત જગ્યામાં ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતાના સ્થાનિક મહત્તમ ઉત્પાદન કરવું અશક્ય છે; જો કે, સ્થાનિક લઘુત્તમ ઉત્પાદન થઈ શકે છે. જો તેમની પાસે લઘુત્તમમાંથી છટકી જવા માટે પૂરતી ગતિ ઊર્જા ન હોય તો આ લઘુત્તમ એવા અણુઓને ફસાવશે જે નીચા ક્ષેત્રની શોધમાં હોય. લાક્ષણિક રીતે, ચુંબકીય જાળમાં પ્રમાણમાં છીછરા ક્ષેત્રની લઘુતમ માત્રા હોય છે અને તે માત્ર એવા અણુઓને જ ફસાવવામાં સક્ષમ હોય છે જેમની ગતિ ઊર્જા કેલ્વિનના અપૂર્ણાંકના તાપમાનને અનુરૂપ હોય. મેગ્નેટિક ટ્રેપિંગ માટે જરૂરી ફિલ્ડ મિનિમાનું વિવિધ રીતે ઉત્પાદન કરી શકાય છે. તેમાં કાયમી ચુંબક ટ્રેપ, આઇઓફ રૂપરેખાંકન ટ્રેપ, ક્યુયુઆઇસી ટ્રેપ અને અન્યનો સમાવેશ થાય છે. માઇક્રોચિપ અણુ જાળ ચુંબકીય ક્ષેત્રની લઘુતમ તીવ્રતાને "અણુ માઇક્રોચિપ" દ્વારા અનુભવી શકાય છે. પ્રથમ માઇક્રોચિપ અણુ જાળમાંથી એક જમણી બાજુએ દર્શાવવામાં આવ્યું છે. ઝેડ આકારના વાહક (વાસ્તવમાં સી સપાટી પર દોરવામાં આવેલી સોનેરી ઝેડ આકારની પટ્ટી) ને સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે (ક્ષેત્રનો સ્રોત આકૃતિમાં દર્શાવવામાં આવ્યો નથી). માત્ર હકારાત્મક સ્પિન-ફિલ્ડ ઊર્જા ધરાવતા અણુઓ જ ફસાયેલા હતા. સ્પિન સ્થિતિઓના મિશ્રણને રોકવા માટે, બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્ર ચિપના સમતલમાં વળેલું હતું, જે અણુની હિલચાલ પર સ્પિનનું એડિયાબેટિક પરિભ્રમણ પૂરું પાડે છે. પ્રથમ અંદાજમાં, ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતા (પરંતુ દિશા નહીં) ફસાયેલા અણુની અસરકારક ઊર્જા માટે જવાબદાર છે. બતાવેલ ચિપ 2 સે. મી. x 2 સે. મી. છે; આ કદ ઉત્પાદનમાં સરળતા માટે પસંદ કરવામાં આવ્યું હતું. સૈદ્ધાંતિક રીતે, આવા માઇક્રોચિપ ટ્રેપનું કદ ભારે ઘટાડી શકાય છે. આવા ટ્રેપ્સની શ્રેણી પરંપરાગત લિથોગ્રાફિક પદ્ધતિઓ સાથે બનાવી શકાય છે; આવા એરેને ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટર માટે ક્યૂ-બીટ મેમરી સેલનો પ્રોટોટાઇપ માનવામાં આવે છે. ફાંસો વચ્ચે અણુઓ અને/અથવા ક્યૂ-બિટ્સને સ્થાનાંતરિત કરવાની રીતો વિકાસ હેઠળ છે; એડિયાબેટિક ઓપ્ટિકલ (બંધ-પ્રતિધ્વનિ આવર્તન સાથે) અને/અથવા વિદ્યુત નિયંત્રણ (વધારાના ઇલેક્ટ્રોડ સાથે) ધારવામાં આવે છે. બોસ-આઈન્સ્ટાઈન ઘનીકરણ (બી. ઈ. સી.) માં ઉપયોગ માટે અણુઓના ગેસમાં ખૂબ ઓછી ઘનતા અને ખૂબ ઓછા તાપમાનની સ્થિતિની જરૂર પડે છે. મેગ્નેટો-ઓપ્ટિકલ ટ્રેપ (એમ. ઓ. ટી.) માં લેસર કૂલિંગનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે અણુઓને માઇક્રોકેલ્વિન શ્રેણી સુધી ઠંડુ કરવા માટે થાય છે. જો કે, લેસર ઠંડક એક જ ફોટોનમાંથી અણુને મળતા વેગ દ્વારા મર્યાદિત હોય છે. બી. ઈ. સી. હાંસલ કરવા માટે લેસર કૂલિંગની મર્યાદાથી આગળ અણુઓને ઠંડક આપવાની જરૂર પડે છે, જેનો અર્થ છે કે એમ. ઓ. ટી. માં ઉપયોગમાં લેવાતા લેસરોને બંધ કરવા જોઈએ અને ટ્રેપિંગની નવી પદ્ધતિ ઘડવી જોઈએ. ચુંબકીય જાળનો ઉપયોગ ખૂબ જ ઠંડા અણુઓને પકડી રાખવા માટે કરવામાં આવે છે, જ્યારે બાષ્પીભવનશીલ ઠંડકને કારણે અણુઓનું તાપમાન BEC સુધી પહોંચવા માટે પૂરતું ઘટી ગયું છે. સંદર્ભો સ્ત્રોતો બાહ્ય કડીઓ અણુ જાળ સાથે કામ કરતા સંશોધન જૂથો અણુ ભૌતિકશાસ્ત્ર બોસ-આઈન્સ્ટાઈને કણોના જાળને ઘનીકરણ કર્યું