Exclusion zone (physics)
बहिष्करण क्षेत्र एक बड़ा स्तर है (आमतौर पर कुछ माइक्रोन से एक मिलीमीटर के क्रम पर) जो शुद्ध तरल पानी में देखा जाता है, जिससे निलंबन में अन्य पदार्थों के कण पीछे हट जाते हैं। यह ठोस पदार्थों की सतह के बगल में देखा जाता है, जैसे। पात्र की दीवारें जिसमें तरल पानी रखा जाता है, या उसमें डूबे ठोस नमूने, और पानी/वायु इंटरफेस पर भी। कई स्वतंत्र शोध समूहों ने हाइड्रोफिलिक सतहों के बगल में बहिष्करण क्षेत्र के अवलोकनों की सूचना दी है। कुछ शोध समूहों ने धातु की सतहों के बगल में बहिष्करण क्षेत्र के अवलोकन की सूचना दी है। बहिष्करण क्षेत्र को विभिन्न तकनीकों का उपयोग करके देखा गया है, जैसे। बायरेफ्रिंजेंस, न्यूट्रॉन रेडियोग्राफी, न्यूक्लियर मैग्नेटिक रेजोनेंस, और अन्य, और इसका जीव विज्ञान में और निस्पंदन और माइक्रोफ्लुइडिक्स जैसे इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों में संभावित रूप से उच्च महत्व है। ऐतिहासिक पृष्ठभूमि पानी के अणुओं के एक अलग व्यवहार का पहला अवलोकन, इसके पात्र की दीवारों के करीब, 1960 के दशक के अंत और 1970 के दशक की शुरुआत का है, जब ड्रॉस्ट-हैंसन, कई प्रयोगात्मक लेखों की समीक्षा करने पर, इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि अंतर-मुखीय पानी संरचनात्मक अंतर दिखाता है। 1986 में डेरियागिन और उनके सहयोगियों ने कोशिकाओं की दीवारों के बगल में एक बहिष्करण क्षेत्र का अवलोकन किया। 2006 में गेराल्ड पोलैक के समूह ने बहिष्करण क्षेत्र के बारे में अपने अवलोकन की सूचना दी। उन्होंने देखा कि जलीय घोल में निलंबित कोलॉइडल और आणविक विलेय के कण विभिन्न हाइड्रोफिलिक सतहों के आसपास के क्षेत्र से गहराई से और व्यापक रूप से बाहर हैं। उन प्रारंभिक टिप्पणियों के बाद से कई स्वतंत्र समूहों द्वारा बहिष्करण क्षेत्र को देखा और चिह्नित किया गया है। सैद्धांतिक मॉडल प्रारंभिक टिप्पणियों के बाद से, बहिष्करण क्षेत्र के प्रयोगात्मक अवलोकन की व्याख्या करने के लिए कई सैद्धांतिक मॉडल प्रस्तावित किए गए हैं। मैकेनिकल मॉडलः ज्यामितीय संरचना में परिवर्तन कुछ शोधकर्ताओं का सुझाव है कि बहिष्करण क्षेत्र पानी की ज्यामितीय संरचना में परिवर्तन के कारण है, जो हाइड्रोफिलिक (या धातु) ठोस पानी की संरचना की सतह से प्रेरित है। इस मॉडल में, बहिष्करण क्षेत्र में पानी में षट्कोणीय चादरों की संरचना होती है, जहां हाइड्रोजन परमाणु ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच स्थित होते हैं। इसके अलावा, हाइड्रोजन परमाणु ऊपर और नीचे की परत में स्थित ऑक्सीजन परमाणुओं से जुड़ते हैं ताकि कुल मिलाकर प्रत्येक हाइड्रोजन तीन बंधन बना सके। इस संरचना को बर्फ और पानी के बीच एक मध्यवर्ती माना जा सकता है। हालांकि, षट्कोणीय शीट परिकल्पना बहिष्करण क्षेत्र के सभी पहलुओं के लिए जिम्मेदार नहीं है, और यह अधिकांश भौतिकविदों द्वारा समर्थित नहीं है। क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक मॉडलः क्वांटम कारावास एक अन्य गणना क्वांटम यांत्रिकी और क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्स का उपयोग करके बहिष्करण क्षेत्र के अणुओं का वर्णन करती है। इस मॉडल में तरल बल्क पानी गैसीय अवस्था में होता है। फिर, एक निश्चित घनत्व सीमा से ऊपर और एक विशिष्ट महत्वपूर्ण तापमान से नीचे, वे अणु कम ऊर्जा के साथ दूसरे क्वांटम अवस्था में जाते हैं। इस निम्न ऊर्जा, सुसंगत अवस्था में, इलेक्ट्रॉनों का बादल दो क्वांटम अवस्थाओं के बीच दोलन करता हैः एक जमीनी अवस्था, और एक उत्तेजित अवस्था जहां प्रति अणु एक इलेक्ट्रॉन लगभग मुक्त होता है (बंधन ऊर्जा लगभग 0.5 eV होती है)। इस सुसंगत अवस्था में क्वांटम सुपरपोजिशन में भू अवस्था के गुणांक 0.9 के साथ एक घटक होता है, और उत्तेजित अवस्था के 0.9 के साथ एक घटक होता है। इस क्वांटम अवस्था में इलेक्ट्रॉन एक निश्चित आवृत्ति के साथ भू अवस्था और उत्तेजित अवस्था के बीच दोलन करते हैं, और यह दोलन एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र बनाता है, जो अति-आणविक संरचना के भीतर सीमित होता है, ताकि कोई विकिरण न देखा जाए। संरचना के अणु, सीमित विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के साथ, इस मॉडल में बहिष्करण क्षेत्र का गठन करते हैं। संदर्भ जल द्रव गतिकी