Wouthuysen–Field coupling
वुथुसेन-फील्ड युग्मन, या वुथुसेन-फील्ड प्रभाव, एक ऐसा तंत्र है जो तटस्थ हाइड्रोजन के उत्तेजना तापमान, जिसे स्पिन तापमान भी कहा जाता है, को लाइमैन-अल्फा विकिरण से जोड़ता है। यह युग्मन अंधेरा युग के अंत और पुनः आयनीकरण के युग की शुरुआत में तटस्थ हाइड्रोजन और ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि के तापमान में अंतर पैदा करने में भूमिका निभाता है। इसका नाम सिगफ्राइड एडॉल्फ वुथुसेन और जॉर्ज बी के नाम पर रखा गया है। मैदान। पृष्ठभूमि पुनर्संयोजन के बाद की अवधि और सितारों और आकाशगंगाओं के बनने से पहले की अवधि को "अंधेरा युग" के रूप में जाना जाता है। इस समय के दौरान, ब्रह्मांड में अधिकांश पदार्थ तटस्थ हाइड्रोजन है। इस हाइड्रोजन का अभी तक अवलोकन नहीं किया गया है, लेकिन इस युग के दौरान उत्पादित हाइड्रोजन लाइन का पता लगाने के लिए प्रयोग चल रहे हैं। हाइड्रोजन रेखा तब उत्पन्न होती है जब एक तटस्थ हाइड्रोजन परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन ट्रिपल स्पिन अवस्था के लिए उत्तेजित होता है, या उत्तेजित होता है क्योंकि इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन एकल अवस्था में घूमते हैं। इन दो अतिसूक्ष्म अवस्थाओं के बीच ऊर्जा अंतर इलेक्ट्रॉन वोल्ट है, जिसकी तरंग दैर्ध्य 21 सेंटीमीटर है। कभी-कभी जब तटस्थ हाइड्रोजन ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि (सीएमबी) में फोटॉनों के साथ ऊष्मागतिकीय संतुलन में होता है, तो तटस्थ हाइड्रोजन और सीएमबी को "युग्मित" कहा जाता है, और हाइड्रोजन रेखा अवलोकन योग्य नहीं होती है। यह केवल तभी होता है जब दोनों तापमान भिन्न होते हैं, अर्थात। विच्छेदित हैं, कि हाइड्रोजन रेखा देखी जा सकती है। युग्मन तंत्र वुथुसेन-फील्ड युग्मन एक ऐसा तंत्र है जो तटस्थ हाइड्रोजन के घूर्णन तापमान को लाइमैन-अल्फा विकिरण से जोड़ता है, जो सीएमबी से तटस्थ हाइड्रोजन को अलग कर देता है। लाइमैन-अल्फा संक्रमण की ऊर्जा 10.2 eV है-यह ऊर्जा हाइड्रोजन रेखा से लगभग 20 लाख गुना अधिक है, और तारों और क्वासर जैसे खगोलीय स्रोतों द्वारा उत्पादित होती है। तटस्थ हाइड्रोजन लाइमैन-अल्फा फोटॉन को अवशोषित करता है, और फिर लाइमैन-अल्फा फोटॉन को फिर से उत्सर्जित करता है, और दोनों स्पिन अवस्थाओं में से किसी एक में प्रवेश कर सकता है। यह प्रक्रिया अतिसूक्ष्म अवस्थाओं के बीच इलेक्ट्रॉनों के पुनर्वितरण का कारण बनती है, जिससे सीएमबी फोटॉन से तटस्थ हाइड्रोजन अलग हो जाता है। लाइमैन-अल्फा फोटॉनों और अति सूक्ष्म अवस्थाओं के बीच युग्मन लाइमैन-अल्फा विकिरण की तीव्रता पर नहीं, बल्कि लाइमैन-अल्फा संक्रमण के आसपास के क्षेत्र में स्पेक्ट्रम के आकार पर निर्भर करता है। यह कि यह तंत्र तटस्थ हाइड्रोजन में अति सूक्ष्म अवस्थाओं की आबादी को प्रभावित कर सकता है, पहली बार 1952 में एस. ए. वुथुसेन द्वारा सुझाव दिया गया था, और फिर जॉर्ज बी द्वारा आगे विकसित किया गया था। 1959 में फील्ड। हाइपरफाइन स्तरों पर लाइमैन-अल्फा फोटॉनों का प्रभाव लाइमैन-अल्फा रेखा के लाल और नीले पंखों की सापेक्ष तीव्रता पर निर्भर करता है, जो लाइमैन-अल्फा संक्रमण के सापेक्ष हाइपरफाइन अवस्थाओं की ऊर्जा में बहुत कम अंतर को दर्शाता है। के एक ब्रह्मांड संबंधी रेडशिफ्ट पर, वुथुसेन-फील्ड युग्मन से तटस्थ हाइड्रोजन के स्पिन तापमान को सीएमबी के ऊपर बढ़ाने और हाइड्रोजन रेखा में उत्सर्जन का उत्पादन करने की उम्मीद है। अवलोकन संभावनाएँ वुथुसेन-फील्ड युग्मन द्वारा उत्पादित एक हाइड्रोजन लाइन संकेत अभी तक नहीं देखा गया है। कई प्रयोग और रेडियो वेधशालाएँ हैं जिनका उद्देश्य तटस्थ हाइड्रोजन रेखा का पता लगाना है-अंधेरा युग और पुनः आयनीकरण का युग, जिस समय पर वुथुसेन-फील्ड युग्मन महत्वपूर्ण होने की उम्मीद है। इनमें विशाल मीटरवेव रेडियो टेलीस्कोप, रिओनाइजेशन के युग की जांच के लिए सटीक सरणी, मर्चिसन वाइडफील्ड सरणी, अंधेरे युग का पता लगाने के लिए लार्ज एपर्चर प्रयोग और अन्य शामिल हैं। प्रस्तावित वेधशालाएँ जिनका उद्देश्य वुथुसेन-फील्ड युग्मन के साक्ष्य का पता लगाना है, उनमें स्क्वायर किलोमीटर ऐरे और डार्क एज रेडियो एक्सप्लोरर (डीएआरई) शामिल हैं। यह भी देखें डिकपलिंग (ब्रह्मांड विज्ञान) नोट्स संदर्भ अंतरिक्ष प्लाज्मा खगोल भौतिकी भौतिक ब्रह्मांड विज्ञान