Wouthuysen–Field coupling
વુથુસેન-ફિલ્ડ કપલિંગ, અથવા વુથુસેન-ફિલ્ડ ઇફેક્ટ, એક એવી પદ્ધતિ છે જે તટસ્થ હાઇડ્રોજનના ઉત્તેજના તાપમાનને, જેને સ્પિન તાપમાન પણ કહેવાય છે, તેને લાઇમેન-આલ્ફા કિરણોત્સર્ગ સાથે જોડે છે. આ જોડાણ અંધારા યુગના અંતમાં અને પુનઃઆયનકરણના યુગની શરૂઆતમાં તટસ્થ હાઇડ્રોજનના તાપમાન અને કોસ્મિક માઇક્રોવેવ પૃષ્ઠભૂમિમાં તફાવત પેદા કરવામાં ભૂમિકા ભજવે છે. તેનું નામ સિગફ્રાઇડ એડોલ્ફ વુથુસેન અને જ્યોર્જ બી. ના નામ પરથી રાખવામાં આવ્યું છે. મેદાન. પૃષ્ઠભૂમિ પુનઃસંયોજન પછીનો સમયગાળો અને તારાઓ અને તારાવિશ્વોની રચના પહેલાનો સમયગાળો "શ્યામ યુગ" તરીકે ઓળખાય છે. આ સમય દરમિયાન, બ્રહ્માંડમાં મોટાભાગના દ્રવ્ય તટસ્થ હાઇડ્રોજન છે. આ હાઇડ્રોજનનું હજુ અવલોકન થવાનું બાકી છે, પરંતુ આ યુગ દરમિયાન ઉત્પન્ન થયેલી હાઇડ્રોજન લાઇનને શોધવા માટે પ્રયોગો ચાલી રહ્યા છે. હાઇડ્રોજન રેખા ત્યારે ઉત્પન્ન થાય છે જ્યારે તટસ્થ હાઇડ્રોજન અણુમાં ઇલેક્ટ્રોન ત્રિપાઇ સ્પિન સ્થિતિ માટે ઉત્તેજિત થાય છે, અથવા ઇલેક્ટ્રોન અને પ્રોટોન સ્પિન સિંગલેટ સ્થિતિમાં જાય છે ત્યારે ઉત્તેજિત થાય છે. આ બે હાયપરફાઇન સ્થિતિઓ વચ્ચેનો ઊર્જા તફાવત 21 સેન્ટિમીટરની તરંગલંબાઇ સાથે ઇલેક્ટ્રોન વોલ્ટ છે. એવા સમયે જ્યારે તટસ્થ હાઇડ્રોજન કોસ્મિક માઇક્રોવેવ બેકગ્રાઉન્ડ (CMB) માં ફોટોન સાથે થર્મોડાયનેમિક સંતુલનમાં હોય છે, ત્યારે તટસ્થ હાઇડ્રોજન અને CMB "જોડીદાર" હોવાનું કહેવાય છે, અને હાઇડ્રોજન રેખા અવલોકનક્ષમ નથી. તે ત્યારે જ થાય છે જ્યારે બે તાપમાનમાં તફાવત હોય, એટલે કે. તેને અલગ કરવામાં આવે છે, જેથી હાઇડ્રોજન રેખાને જોઈ શકાય છે. કપલિંગ મિકેનિઝમ વુથુસેન-ફિલ્ડ કપલિંગ એ એક એવી મિકેનિઝમ છે જે ન્યુટ્રલ હાઇડ્રોજનના સ્પિન તાપમાનને લાઇમેન-આલ્ફા રેડિયેશન સાથે જોડે છે, જે સીએમબીમાંથી ન્યુટ્રલ હાઇડ્રોજનને અલગ કરે છે. લાઇમેન-આલ્ફા સંક્રમણની ઊર્જા 10.2 eV છે-આ ઊર્જા હાઇડ્રોજન રેખા કરતાં આશરે 20 લાખ ગણી વધારે છે, અને તારાઓ અને ક્વાસર જેવા ખગોળીય સ્રોતો દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે. તટસ્થ હાઇડ્રોજન લાઇમેન-આલ્ફા ફોટોનને શોષી લે છે, અને પછી લાઇમેન-આલ્ફા ફોટોનને ફરીથી બહાર કાઢે છે, અને બે સ્પિન સ્થિતિઓમાંથી કોઈ એકમાં પ્રવેશી શકે છે. આ પ્રક્રિયા હાયપરફાઇન સ્થિતિઓ વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોનના પુનઃવિતરણનું કારણ બને છે, જે CMB ફોટોનમાંથી તટસ્થ હાઇડ્રોજનને અલગ કરે છે. લાઇમેન-આલ્ફા ફોટોન અને હાયપરફાઇન અવસ્થાઓ વચ્ચેનું જોડાણ લાઇમેન-આલ્ફા કિરણોત્સર્ગની તીવ્રતા પર નહીં, પરંતુ લાઇમેન-આલ્ફા સંક્રમણની નજીકમાં સ્પેક્ટ્રમના આકાર પર આધાર રાખે છે. આ પદ્ધતિ તટસ્થ હાઇડ્રોજનમાં હાયપરફાઇન અવસ્થાઓની વસ્તીને અસર કરી શકે છે તે સૌપ્રથમ 1952 માં એસ. એ. વુથુસેન દ્વારા સૂચવવામાં આવ્યું હતું, અને પછી જ્યોર્જ બી. દ્વારા વધુ વિકસાવવામાં આવ્યું હતું. 1959માં ક્ષેત્ર. હાયપરફાઇન સ્તરો પર લાઇમેન-આલ્ફા ફોટોનની અસર લાઇમેન-આલ્ફા રેખાના લાલ અને વાદળી પાંખોની સાપેક્ષ તીવ્રતા પર આધાર રાખે છે, જે લાઇમેન-આલ્ફા સંક્રમણની તુલનામાં હાયપરફાઇન સ્થિતિઓની ઊર્જામાં ખૂબ જ નાના તફાવતને પ્રતિબિંબિત કરે છે. કોસ્મોલોજિકલ રેડશિફ્ટ પર, વુથુસેન-ફિલ્ડ કપ્લિંગ તટસ્થ હાઇડ્રોજનનું સ્પિન તાપમાન CMBની ઉપર વધારશે અને હાઇડ્રોજન લાઇનમાં ઉત્સર્જન પેદા કરશે તેવી અપેક્ષા છે. ઓબ્ઝર્વેશનલ પ્રોસ્પેક્ટ્સ વુથુસેન-ફિલ્ડ કપલિંગ દ્વારા ઉત્પાદિત હાઇડ્રોજન લાઇન સિગ્નલનું હજુ સુધી અવલોકન કરવામાં આવ્યું નથી. બહુવિધ પ્રયોગો અને રેડિયો વેધશાળાઓ છે જેનો હેતુ તટસ્થ હાઇડ્રોજન રેખા, શ્યામ યુગ અને રિઓનાઇઝેશનના યુગને શોધવાનો છે, જે સમયે વુથુસેન-ફિલ્ડ જોડાણ મહત્વપૂર્ણ હોવાની અપેક્ષા છે. તેમાં જાયન્ટ મીટરવેવ રેડિયો ટેલિસ્કોપ, રિઓનાઇઝેશનના યુગની તપાસ માટે પ્રિસિઝન એરે, મર્ચિસન વાઇડફિલ્ડ એરે, ડાર્ક યુગને શોધવા માટે લાર્જ એપર્ચર પ્રયોગ અને અન્યનો સમાવેશ થાય છે. પ્રસ્તાવિત વેધશાળાઓ કે જે વુથુસેન-ફિલ્ડ જોડાણના પુરાવા શોધવાનો હેતુ ધરાવે છે તેમાં સ્ક્વેર કિલોમીટર એરે અને ડાર્ક એજ રેડિયો એક્સપ્લોરર (DARE) નો સમાવેશ થાય છે. આ પણ જુઓ ડીકપલિંગ (બ્રહ્માંડશાસ્ત્ર) નોંધો સંદર્ભો અવકાશ પ્લાઝ્મા એસ્ટ્રોફિઝિક્સ ભૌતિક બ્રહ્માંડશાસ્ત્ર