Rotating wall technique
ફરતી દિવાલ તકનીક (આરડબલ્યુ તકનીક) એ એક પદ્ધતિ છે જેનો ઉપયોગ વિદ્યુતચુંબકીય જાળમાં મર્યાદિત એક ઘટક પ્લાઝ્મા (ચાર્જ કણોના ઠંડા ગાઢ ગેસ) ને સંકુચિત કરવા માટે થાય છે. તે ઘણા વૈજ્ઞાનિક અને તકનીકી ઉપયોગોમાંથી એક છે જે શૂન્યાવકાશમાં ચાર્જ કરેલા કણોને સંગ્રહિત કરવા પર આધાર રાખે છે. આ તકનીકનો વ્યાપક ઉપયોગ આ ફાંસોની ગુણવત્તામાં સુધારો કરવા અને પોઝિટ્રોન અને એન્ટિપ્રોટોન (એટલે કે એન્ટિપ્રોટોન) બંનેની ટેલરિંગમાં જોવા મળે છે. વિવિધ અંતિમ ઉપયોગો માટે એન્ટિપાર્ટિકલ) પ્લાઝમા. એકલ-ઘટક પ્લાઝમા (એસ. સી. પી.), જે બિન-તટસ્થ પ્લાઝમાનો એક પ્રકાર છે, તેના ઘણા ઉપયોગો છે, જેમાં પ્લાઝ્મા ભૌતિકશાસ્ત્રની વિવિધ ઘટનાઓનો અભ્યાસ અને એન્ટિપાર્ટિકલ્સના સંચય, સંગ્રહ અને વિતરણનો સમાવેશ થાય છે. ઉપયોગોમાં એન્ટિહાઇડ્રોજનની રચના અને અભ્યાસ, સામાન્ય દ્રવ્ય સાથે પોઝિટ્રોનની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનો અભ્યાસ કરવા અને પોઝિટ્રોનિયમ (પી. એસ.) અણુઓના ગાઢ વાયુઓ બનાવવા અને પી. એસ.-અણુ કિરણોની રચનાનો સમાવેશ થાય છે. "ફરતી દિવાલ (આરડબલ્યુ) તકનીક" પ્લાઝમાની ઘનતા વધારવા અને/અથવા પ્લાઝમાની જાળમાંથી ત્રિજ્યાત્મક રીતે ફેલાવાની વલણનો સામનો કરવા માટે પીએમ ટ્રેપમાં એસસીપીને ત્રિજ્યીય રીતે સંકુચિત કરવા માટે ફરતા વિદ્યુત ક્ષેત્રોનો ઉપયોગ કરે છે. તે ગુણવત્તા સુધારવામાં નિર્ણાયક સાબિત થયું છે અને તેથી ફસાયેલા પ્લાઝમા અને ટ્રેપ-આધારિત બીમની ઉપયોગિતા છે. કામગીરીના સિદ્ધાંતો આ ઉપયોગ માટે, પ્લાઝમાને એકસમાન ચુંબકીય ક્ષેત્ર, બી. માં પેનિંગ-માલમ્બર્ગ (પીએમ) જાળમાં સંગ્રહિત કરવામાં આવે છે. ચાર્જ વાદળ સામાન્ય રીતે ત્રિજ્યાની તુલનામાં બી સાથે મોટા પરિમાણ સાથે નળાકાર આકારનું હોય છે. આ ચાર્જ રેડિયલ વિદ્યુત ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે જે પ્લાઝમાને બહારની તરફ ધકેલવાનું વલણ ધરાવે છે. આનો સામનો કરવા માટે, પ્લાઝ્મા વિદ્યુત ક્ષેત્રને કારણે તેને સંતુલિત કરવા માટે લોરેન્ટ્ઝ બળ ઉત્પન્ન કરતી સમપ્રમાણતાના અક્ષની આસપાસ ફરે છે, અને પ્લાઝ્મા સ્પિનિંગ ચાર્જ્ડ સળિયાનું સ્વરૂપ લે છે. પીએમ ટ્રેપ્સમાં આવા ઠંડા, એક-ઘટક પ્લાઝમા થર્મલ સંતુલનમાં આવી શકે છે અને આવર્તન પર કઠોર પદાર્થ તરીકે ફેરવી શકે છે, જ્યાં n એ પ્લાઝમાની ઘનતા છે. આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ. 1, આર. ડબલ્યુ. તકનીક પ્લાઝ્માના એક ભાગને આવરી લેતા અઝીમુથલી સેગમેન્ટવાળા નળાકાર ઇલેક્ટ્રોડનો ઉપયોગ કરે છે. ફ્રિકવન્સી એફઆરડબલ્યુ પર ફેઝ્ડ, સાઇનસોઈડલ વોલ્ટેજ સેગમેન્ટ્સ પર લાગુ કરવામાં આવે છે. પરિણામ એ પ્લાઝ્માની સમપ્રમાણતાના અક્ષને લંબરૂપ ફરતું વિદ્યુત ક્ષેત્ર છે. આ ક્ષેત્ર પ્લાઝ્મામાં વિદ્યુત દ્વિધ્રુવ ક્ષણને પ્રેરિત કરે છે અને તેથી ટોર્ક. પ્લાઝ્માના કુદરતી પરિભ્રમણની દિશામાં અને તેના કરતા વધુ ઝડપથી ક્ષેત્રનું પરિભ્રમણ પ્લાઝમાને ઝડપથી ફેરવવાનું કાર્ય કરે છે, જેનાથી લોરેન્ટ્ઝ બળ વધે છે અને પ્લાઝ્મા સંકોચન ઉત્પન્ન થાય છે (cf. અંજીર. 2 અને 3). આર. ડબલ્યુ. તકનીકનો ઉપયોગ કરીને પ્લાઝ્મા સંકોચન માટે એક મહત્વપૂર્ણ જરૂરિયાત પ્લાઝ્મા અને ફરતા ક્ષેત્ર વચ્ચે સારું જોડાણ છે. અસમપ્રમાણતા-પ્રેરિત પરિવહનને દૂર કરવા માટે આ જરૂરી છે જે પ્લાઝ્મા પર ખેંચાણ તરીકે કામ કરે છે અને આરડબલ્યુ ટોર્કનો વિરોધ કરે છે. ઓછી અસમપ્રમાણતા પ્રેરિત પરિવહન સાથે ઉચ્ચ ગુણવત્તાની પીએમ જાળ માટે, કોઈ પણ કહેવાતા "મજબૂત ડ્રાઇવ શાસન" નો ઉપયોગ કરી શકે છે. આ કિસ્સામાં, આવર્તન પર ફરતા વિદ્યુત ક્ષેત્રના ઉપયોગના પરિણામે પ્લાઝ્મા લાગુ આવર્તન સુધી ફરે છે, એટલે કે fE = fRW (cf. અંજીર. 3). આ ફક્ત એફઆરડબ્લ્યુને સમાયોજિત કરીને પ્લાઝ્મા ઘનતાને ઠીક કરવાની રીત તરીકે અત્યંત ઉપયોગી સાબિત થયું છે. RW તકનીક સૌપ્રથમ હુઆંગ એટ અલ દ્વારા ચુંબકીય Mg + પ્લાઝમાને સંકુચિત કરવા માટે વિકસાવવામાં આવી હતી. ત્યારબાદ ટૂંક સમયમાં આ તકનીકને ઇલેક્ટ્રોન પ્લાઝમા પર લાગુ કરવામાં આવી હતી, જ્યાં ઉપર વર્ણવ્યા મુજબ વિભાજીત ઇલેક્ટ્રોડનો ઉપયોગ પ્લાઝ્મામાં તરંગો (ટ્રાયવેલપીસ-ગોલ્ડ મોડ્સ) ને જોડવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો. આ તકનીકનો ઉપયોગ લેસર કૂલ્ડ સિંગલ-કોમ્પોનન્ટ આયન સ્ફટિકોની પરિભ્રમણ આવર્તનને ફેઝ-લોક કરવા માટે પણ કરવામાં આવ્યો હતો. એન્ટિમેટર માટે આરડબલ્યુ તકનીકનો પ્રથમ ઉપયોગ નાના પોઝિટ્રોન પ્લાઝમાનો ઉપયોગ કરીને મોડ સાથે જોડ્યા વિના કરવામાં આવ્યો હતો. સ્ટ્રોંગ ડ્રાઇવ શાસન, જે કંઈક અંશે પછીથી ઇલેક્ટ્રોન પ્લાઝમાનો ઉપયોગ કરીને શોધવામાં આવ્યું હતું, તે પ્લાઝ્મા સ્થિતિઓમાં (અને ટ્રેકિંગ) ટ્યુનિંગમાં વધુ ઉપયોગી સાબિત થયું છે જે બિનજરૂરી છે. પીએમ ટ્રેપ્સ (એટલે કે, ચાર્જ વાદળો પ્લાઝ્મા શાસનમાં નથી) માં એક ઘટક ચાર્જ કરેલા વાયુઓને સંકુચિત કરવા માટે સંબંધિત તકનીક વિકસાવવામાં આવી છે. ઉપયોગો આર. ડબલ્યુ. તકનીકનો પેનિંગ-માલમબર્ગ ફાંસોમાં એન્ટિપાર્ટિકલ્સમાં હેરફેર કરવા માટે વ્યાપક ઉપયોગ જોવા મળ્યો છે. એક મહત્વપૂર્ણ ઉપયોગ એ છે કે અણુ ભૌતિકશાસ્ત્રના પ્રયોગો માટે ખાસ તૈયાર કરાયેલ એન્ટિપાર્ટિકલ બીમની રચના. ઘણીવાર વ્યક્તિને મોટી વિદ્યુતપ્રવાહ ઘનતા ધરાવતી બીમ પસંદ હોય છે. આ કિસ્સામાં, ડિલિવરી પહેલાં આર. ડબલ્યુ. તકનીક સાથે પ્લાઝમાને સંકુચિત કરવામાં આવે છે. પોઝિટ્રોનિયમ (Ps) અણુઓના ગાઢ વાયુઓ અને Ps2 પરમાણુ (e + e − e + e −) [5-7] ની રચનાના અભ્યાસ માટેના પ્રયોગોમાં આ નિર્ણાયક રહ્યું છે. તે ઉચ્ચ ગુણવત્તાની પી. એસ.-અણુ કિરણોની રચનામાં પણ મહત્વપૂર્ણ રહ્યું છે. આરડબલ્યુ તકનીકનો ઉપયોગ ઓછી ઊર્જાવાળા એન્ટિહાઇડ્રોજન અણુઓના નિર્માણમાં ત્રણ રીતે થાય છે. એન્ટિપ્રોટોનને જાળમાં સહ-લોડ થયેલા ઇલેક્ટ્રોન સાથે સહાનુભૂતિપૂર્ણ સંકોચન દ્વારા ત્રિજ્યીય રીતે સંકુચિત કરવામાં આવે છે. આ તકનીકનો ઉપયોગ પોઝિટ્રોન અને એન્ટીપ્રોટોનને જોડતા પહેલા પોઝિટ્રોનની ઘનતાને ઠીક કરવા માટે પણ કરવામાં આવ્યો છે. તાજેતરમાં એવું જાણવા મળ્યું હતું કે આરડબલ્યુ (RW) નો ઉપયોગ કરીને એન્ટિહાઇડ્રોજન ઉત્પાદન માટે ઇલેક્ટ્રોન અને પોઝિટ્રોન પ્લાઝમાના તમામ મહત્વપૂર્ણ પરિમાણોને પ્લાઝ્માને ઠંડુ કરવા અને ઓન-એક્સિસ સ્પેસ ચાર્જ પોટેન્શિયલને ઠીક કરવા માટે પ્લાઝ્માની ઘનતા અને બાષ્પીભવનશીલ ઠંડકને ઠીક કરવા માટે સેટ કરી શકાય છે. પરિણામે એન્ટિહાઇડ્રોજન ઉત્પાદન માટે પ્રજનનક્ષમતામાં ઘણો વધારો થયો હતો. ખાસ કરીને, આ તકનીક, જેને એસ. ડી. આર. ઇ. વી. સી. (મજબૂત ડ્રાઇવ શાસન બાષ્પીભવન ઠંડક) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, તે એટલી હદે સફળ રહી હતી કે તેણે તીવ્રતાના ક્રમમાં ટ્રેપેબલ એન્ટિહાઇડ્રોજનની સંખ્યામાં વધારો કર્યો હતો. આ ખાસ કરીને તેમાં મહત્વપૂર્ણ છે, જ્યારે પુષ્કળ માત્રામાં એન્ટિહાઇડ્રોજનનું ઉત્પાદન કરી શકાય છે, ત્યારે મોટા ભાગના ઊંચા તાપમાને હોય છે અને લઘુત્તમ-ચુંબકીય ક્ષેત્રના અણુ જાળની નાની ઊંડાઈમાં ફસાઈ શકતા નથી. પોઝિટ્રોન એન્ટિપ્રોટોન પેનિંગ ટ્રેપ નોન-ન્યુટ્રલ પ્લાઝમા એનિહિલેશન પોઝિટ્રોનિયમ એન્ટિહાઇડ્રોજન સંદર્ભો પ્લાઝમા ભૌતિકશાસ્ત્ર પણ જુઓ.