Critical ionization velocity
ક્રિટિકલ આયનીકરણ વેગ (CIV), અથવા ક્રિટિકલ વેગ (CV), એ તટસ્થ વાયુ અને પ્લાઝ્મા (આયનીકરણ વાયુ) વચ્ચેનો સાપેક્ષ વેગ છે, જેના પર તટસ્થ વાયુ આયનીકરણ કરવાનું શરૂ કરશે. જો વધુ ઊર્જા પૂરી પાડવામાં આવે, તો જ્યાં સુધી ગેસ લગભગ સંપૂર્ણ રીતે આયનીકરણ ન થાય ત્યાં સુધી અણુઓ અથવા અણુઓનો વેગ નિર્ણાયક આયનીકરણ વેગ કરતાં વધી જશે નહીં. આ ઘટનાની આગાહી સ્વીડિશ ઇજનેર અને પ્લાઝ્મા વૈજ્ઞાનિક, હેન્સ આલ્ફવેન દ્વારા સૌર મંડળની ઉત્પત્તિ (1942) પરના તેમના મોડેલના સંબંધમાં કરવામાં આવી હતી. તે સમયે, આ ઘટનાને સમજાવવા માટે કોઈ જાણીતી પદ્ધતિ ઉપલબ્ધ નહોતી, પરંતુ પછીથી આ સિદ્ધાંત પ્રયોગશાળામાં દર્શાવવામાં આવ્યો હતો. બ્રેનિંગ અને એક્સનાસ (1988) દ્વારા અનુગામી સંશોધનોએ સૂચવ્યું છે કે ઓછી વર્ણસંકર પ્લાઝ્મા અસ્થિરતા મોટા આયનોમાંથી ઇલેક્ટ્રોનમાં ઊર્જાને સ્થાનાંતરિત કરવામાં સામેલ છે જેથી તેમની પાસે આયનીકરણ માટે પૂરતી ઊર્જા હોય. સંખ્યાબંધ પ્રયોગો દ્વારા ખગોળશાસ્ત્રમાં આ સિદ્ધાંતના ઉપયોગથી મિશ્ર પરિણામો મળ્યા છે. પ્રાયોગિક સંશોધન સ્ટોકહોમમાં રોયલ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ટેક્નોલોજીએ પ્રથમ પ્રયોગશાળા પરીક્ષણો હાથ ધર્યા હતા અને જાણવા મળ્યું હતું કે (એ) પ્લાઝ્મા અને તટસ્થ ગેસ વચ્ચેના સંબંધિત વેગને નિર્ણાયક વેગ સુધી વધારી શકાય છે, પરંતુ પછી સિસ્ટમમાં મૂકવામાં આવેલી વધારાની ઊર્જા સાપેક્ષ વેગ વધારવાને બદલે તટસ્થ ગેસને આયનીકરણમાં જાય છે, (બી) નિર્ણાયક વેગ લગભગ દબાણ અને ચુંબકીય ક્ષેત્રથી સ્વતંત્ર છે. 1973માં, લાર્સ ડેનિયલસને નિર્ણાયક આયનીકરણ વેગની સમીક્ષા પ્રકાશિત કરી અને તારણ કાઢ્યું કે આ ઘટનાનું અસ્તિત્વ "પૂરતા પ્રાયોગિક પુરાવા દ્વારા સાબિત થાય છે". 1976માં, આલ્ફવેને અહેવાલ આપ્યો હતો કે "કોસ્મિક પરિસ્થિતિઓ હેઠળ નિર્ણાયક વેગ અસરનું પ્રથમ નિરીક્ષણ મંકા એટ અલ દ્વારા નોંધવામાં આવ્યું હતું. (1972) ચંદ્ર પરથી. જ્યારે એક ત્યજી દેવાયેલા ચંદ્ર [391] ભ્રમણ મોડ્યુલને ટર્મિનેટરથી બહુ દૂર ચંદ્રની કાળી બાજુ પર અસર કરવા માટે બનાવવામાં આવ્યું હતું, ત્યારે એક વાયુ વાદળ ઉત્પન્ન થયું હતું, જે જ્યારે વિસ્તર્યું હતું જેથી તે સૌર પવનથી ટકરાયું હતું ત્યારે સુપરથર્મલ ઇલેક્ટ્રોનને જન્મ આપ્યો હતો. પ્રયોગશાળામાં, નિર્ણાયક આયનીકરણ વેગને થોડા સમય માટે ઓળખવામાં આવ્યો છે, અને તે ગાઢ પ્લાઝ્મા ફોકસ ઉપકરણ (અથવા પ્લાઝ્મા બંદૂક) દ્વારા ઉત્પાદિત પેનમ્બ્રામાં જોવા મળે છે. કોસ્મિક પ્લાઝમામાં તેના અસ્તિત્વની પુષ્ટિ થઈ નથી. 1986માં, ગેરહાર્ડ હેરેન્ડેલે સૂચવ્યું હતું કે નિર્ણાયક વેગ આયનીકરણ કોમેટરી કોમામાં પ્લાઝ્મા પ્રવાહને સ્થિર કરી શકે છે. 1992માં, ઇ. ગોલબ્રેખ અને એમ. ફિલિપ્પોવે દલીલ કરી હતી કે નિર્ણાયક આયનીકરણ વેગ કોરોનલ માસ ઇજેક્શન અને સૌર જ્વાળાઓમાં ભૂમિકા ભજવી શકે છે, અને 1992માં, એન્થોની પેરાટ અને ગેરિટ વર્સ્ચ્યુરે સૂચવ્યું હતું કે આંતરતારકીય તટસ્થ હાઇડ્રોજન ઉત્સર્જન નિર્ણાયક વેગ આયનીકરણની નિશાની ધરાવે છે. શુ ટી. લાઈ દ્વારા 2001માં આ ઘટનાની સમીક્ષા અહેવાલ આપે છે કે ". પ્રયોગશાળાના પ્રયોગો અને કોમ્પ્યુટર સિમ્યુલેશન બધાએ સી. આઈ. વી. ને શક્ય અને વાજબી રીતે સમજી શકાય તેવું દર્શાવ્યું છે, જો કે અવકાશમાં તમામ સી. આઈ. વી. પ્રયોગોએ કદાચ ત્રણ અપવાદો સાથે નકારાત્મક પરિણામો આપ્યા છે". 2001 માં પણ, સી. કોન્ઝ, એટ અલ. "મેગેલેનિક પ્રવાહના ઠંડા વાયુ વાદળોની કિનારીઓ નજીક ગેલેક્ટિક પ્રભામંડળમાં અવલોકન થયેલ Hα ઉત્સર્જન માટે સંભવિત સમજૂતી તરીકે નિર્ણાયક વેગ અસરની ચર્ચા કરો" સિદ્ધાંત વિકાસ ગાણિતિક રીતે, તટસ્થ વાદળનો નિર્ણાયક આયનીકરણ વેગ, એટલે કે, જ્યારે વાદળ આયનીકરણ થવાનું શરૂ કરે છે, ત્યારે સાપેક્ષ ગતિ ઊર્જા આયનીકરણ ઊર્જાની બરાબર હોય છે, એટલે કેઃ જ્યાં eVion એ વાયુ વાદળમાં અણુઓ અથવા અણુઓની આયનીકરણ ક્ષમતા છે, m એ દળ છે, v એ વેગ છે. આ ઘટનાને ક્રિટિકલ વેલોસિટી આયનીકરણ અને ક્રિટિકલ વેલોસિટી ઇફેક્ટ પણ કહેવામાં આવે છે. આલ્ફવેને સૌરમંડળમાં પ્રવેશતા તટસ્થ વાયુ વાદળને ધ્યાનમાં લીધું અને નોંધ્યું કે ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રભાવ હેઠળ તટસ્થ અણુ સૂર્ય તરફ પડશે અને તેની ગતિ ઊર્જામાં વધારો થશે. જો તેમની ગતિ અવ્યવસ્થિત હોય, તો અથડામણથી વાયુ તાપમાનમાં વધારો થશે, જેથી સૂર્યથી ચોક્કસ અંતરે વાયુ આયનિત થશે. આલ્ફવેન લખે છે કે વાયુ, વાયોનની આયનીકરણ ક્ષમતા ત્યારે થાય છે જ્યારેઃ એટલે કે, અંતર પરઃ (જ્યાં આરઆઇ એ સૂર્યથી દળ M નું આયન અંતર છે, m 'એ અણુનું વજન છે, વાયોન વોલ્ટમાં છે, k એ ગુરુત્વાકર્ષણીય અચળાંક છે). પછી જ્યારે વાયુ આયનીકૃત થાય છે, ત્યારે વિદ્યુતચુંબકીય બળો અમલમાં આવે છે, જેમાંથી સૌથી મહત્વપૂર્ણ ચુંબકીય બળ છે જે સામાન્ય રીતે ગુરુત્વાકર્ષણ બળ કરતાં વધારે હોય છે જે સૂર્યમાંથી ચુંબકીય પ્રતિકર્ષણને જન્મ આપે છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, અનંતથી સૂર્ય તરફ પડતા તટસ્થ વાયુને જ્યાં તે એકઠા થશે ત્યાં અટકાવવામાં આવે છે, અને કદાચ ગ્રહોમાં ઘનીકરણ થાય છે. આલ્ફવેને શોધ્યું કે 12 વીના સરેરાશ આયનીકરણ વોલ્ટેજ અને 7 ના સરેરાશ અણુ વજન સાથે વાયુ વાદળ લેવાથી, પછી અંતર આર. આઈ. ગુરુની ભ્રમણકક્ષા સાથે મેળ ખાય છે. હાઇડ્રોજનનો નિર્ણાયક આયનીકરણ વેગ 50.9 x 105 સે. મી./સે. (50.9 કિ. મી./સે.) અને હિલીયમ 34.3 x 10.5cm/s (34.3 કિ. મી./સે.) છે. પૃષ્ઠભૂમિ આલ્ફવેન તેમના નાસા પ્રકાશનો ઇવોલ્યુશન ઓફ ધ સોલર સિસ્ટમમાં નિર્ણાયક વેગ પાછળના તેમના વિચારોની ચર્ચા કરે છે. "હોમોજીનીયસ ડિસ્ક થિયરીની અપર્યાપ્તતા" ની ટીકા કર્યા પછી, તેઓ લખે છેઃ ". તે વિકલ્પ તરફ વળવું વધુ આકર્ષક છે કે જે ગૌણ પદાર્થો" અનંત "(તેની સરખામણીમાં મોટું અંતર) માંથી આવતા દ્રવ્યમાંથી ઉદ્ભવે છે. ઉપગ્રહ ભ્રમણકક્ષા). આ દ્રવ્ય (બંધ થયા પછી અને પૂરતું કોણીય વેગ આપ્યા પછી) કેન્દ્રીય પદાર્થથી ચોક્કસ અંતર પર એકઠા થાય છે. આવી પ્રક્રિયા ત્યારે થઈ શકે છે જ્યારે મુક્ત પતનમાં પરમાણુઓ અથવા અણુઓ તેમની આયનીકરણ ઊર્જાની સમાન ગતિ ઊર્જા સુધી પહોંચે છે. આ તબક્કે, સેકમાં ચર્ચા કરવામાં આવેલી પ્રક્રિયા દ્વારા ગેસ આયનીકરણ થઈ શકે છે. 21. 4; પછી આયનીકૃત વાયુને કેન્દ્રીય પદાર્થના ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા રોકી શકાય છે અને સેકન્ડમાં વર્ણવ્યા મુજબ કેન્દ્રીય પદાર્થમાંથી સ્થાનાંતરણ દ્વારા કોણીય વેગ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. 16. 3 ". નોંધો અન્ય સંદર્ભો બ્રેનિંગ, એન. આલ્ફવેનની CIV અસર પર પ્રયોગશાળા અને અવકાશ પ્રયોગો વચ્ચેની સરખામણી, IEEE ટ્રાન્ઝેક્શન્સ ઓન પ્લાઝમા સાયન્સ (ISSN 0093-3813) માં, વોલ્યુમ. 20, ના. 6, પૃ. 778-786. (1996) સ્પેસ સાયન્સ રિવ્યૂઝ (ISSN 0038-6308) માં CIV ઘટનાની સમીક્ષા, વોલ્યુમ. 59, ફેબ્રુઆરી 1992, પૃ. 209-314. (1992) નિર્ણાયક આયનીકરણ વેગ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા માટે ચુંબકીય ક્ષેત્રની શક્તિ પરની મર્યાદાઓ, પ્રવાહીનું ભૌતિકશાસ્ત્ર "-નવેમ્બર 1985-વોલ્યુમ 28, અંક 11, પીપી. 3424-3426 એસ્ટ્રોફિઝિક્સ પ્લાઝમા ફિઝિક્સ