Zeeman slower
அணு இயற்பியலில், ஜீமான் ஸ்லோவர் என்பது ஒரு அறிவியல் கருவியாகும், இது பொதுவாக அணு இயற்பியலில் சூடான அணுக்களின் கற்றை வினாடிக்கு பல மீட்டர் வேகத்திலும், கெல்வின் வெப்பநிலைக்கும் கீழே மெதுவாக்கவும் குளிர்விக்கவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. அணு இயற்பியலில் பயன்படுத்தப்படும் வாயு-கட்ட அணுக்கள் பெரும்பாலும் ஒரு திட அல்லது திரவ அணு மாதிரியை வெப்பநிலைக்கு சூடாக்குவதன் மூலம் ஒரு அடுப்பில் உருவாக்கப்படுகின்றன, அங்கு நீராவி அழுத்தம் கணிசமான எண்ணிக்கையிலான அணுக்கள் வாயு கட்டத்தில் இருக்கும் அளவுக்கு அதிகமாக இருக்கும். இந்த அணுக்கள் அடுப்பில் உள்ள ஒரு துளையிலிருந்து நூற்றுக்கணக்கான மீ/வி மற்றும் பெரிய திசைவேக விநியோகங்களின் வரிசையில் சராசரி வேகத்துடன் வெளியேறும் (அவற்றின் அதிக வெப்பநிலை காரணமாக). சூடான அணுக்கள் அடுப்பில் இருந்து வெளியேறும் இடத்திற்கு அருகில் ஜீமான் மெதுவானது இணைக்கப்பட்டுள்ளது, மேலும் அவை மிகக் குறைந்த வேகத்தில் (குளிரூட்டும்) பரவுவதன் மூலம் 10 மீ/வி (மெதுவான) க்கும் குறைவாக அவற்றை மெதுவாக்க பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ஒரு ஜீமான் மெதுவானது ஒரு சிலிண்டரைக் கொண்டுள்ளது, இதன் மூலம் ஒரு அணு கற்றை பயணிக்கிறது, கற்றை திசையைப் பொறுத்து எதிர் பரப்பக்கூடிய ஒரு பம்ப் லேசர் மற்றும் ஒரு காந்தப்புலம் (பொதுவாக ஒரு சோலனாய்டு போன்ற சுருளால் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது) இது சிலிண்டரின் அச்சில் ஒரு இடஞ்சார்ந்த மாறுபட்ட அளவுடன் சுட்டிக்காட்டுகிறது. பம்ப் லேசர், அணு மாற்றத்துடன் ஒத்ததிர்வுடன் இருக்க வேண்டும், டாப்ளர் கற்றை திசைவேக விநியோகத்திற்குள் ஒரு குறிப்பிட்ட திசைவேக வகுப்பை மெதுவாக்குகிறது. இடஞ்சார்ந்த மாறுபட்ட காந்தப்புலம் ஜீமான் எதிரொலிக்கும் அதிர்வெண்ணை குறைந்து வரும் டாப்ளர் மாற்றத்துடன் பொருந்தும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது, ஏனெனில் அணுக்கள் குறைந்த வேகங்களுக்கு மெதுவாக இருப்பதால் அவை ஜீமான் வழியாக மெதுவாக பரவுகின்றன, இது பம்ப் லேசரை தொடர்ந்து எதிரொலிக்க அனுமதிக்கிறது மற்றும் மெதுவான சக்தியை வழங்குகிறது. வரலாறு ஜீமான் ஸ்லோவர் முதன்முதலில் ஹரோல்ட் ஜே. மெட்கால்ஃப் மற்றும் வில்லியம் டி. பிலிப்ஸ் ஆகியோரால் உருவாக்கப்பட்டது (1997 ஆம் ஆண்டு இயற்பியலுக்கான நோபல் பரிசில் மூன்றில் ஒரு பகுதி ஜீமான் ஸ்லோவர் குறித்த அவரது பணிக்காக வழங்கப்பட்டது). இந்த குறைந்த வெப்பநிலைகளின் சாதனை போஸ்-ஐன்ஸ்டீன் ஒடுக்கத்தின் சோதனை உணர்தலுக்கு வழிவகுத்தது, மேலும் ஜீமான் மெதுவானது அத்தகைய கருவியின் ஒரு பகுதியாக இருக்கலாம். கோட்பாடு டாப்ளர் குளிரூட்டலின் கொள்கைகளின்படி, இரண்டு நிலை அணுவாக வடிவமைக்கப்பட்ட ஒரு அணுவை லேசரைப் பயன்படுத்தி குளிர்விக்க முடியும். இது ஒரு குறிப்பிட்ட திசையில் நகர்ந்து, அதன் மாற்றத்துடன் எதிரே பரவும் லேசர் கற்றை எதிரொலிப்பதை எதிர்கொண்டால், அது ஒரு ஃபோட்டானை உறிஞ்சும் வாய்ப்பு அதிகம். இந்த ஃபோட்டானின் உறிஞ்சுதல் அணுவுக்கு வேகப் பாதுகாப்புடன் ஒத்துப்போகும் திசையில் ஒரு "உதை" கொடுக்கிறது மற்றும் அணுவை அதன் உற்சாகமான நிலைக்கு கொண்டு வருகிறது. இருப்பினும், இந்த நிலை நிலையற்றது மற்றும் சிறிது நேரத்திற்குப் பிறகு அணு தன்னிச்சையான உமிழ்வு மூலம் அதன் தரை நிலைக்குத் திரும்புகிறது (நானோ விநாடிகளின் வரிசையில் ஒரு நேரத்திற்குப் பிறகு, எடுத்துக்காட்டாக ரூபிடியம் 87 இல் டி 2 மாற்றத்தின் உற்சாகமான நிலை 26,2 என்எஸ் வாழ்நாள் கொண்டது). ஃபோட்டான் மீண்டும் வெளியேற்றப்படும் (அணு மீண்டும் அதன் வேகத்தை அதிகரிக்கும்), ஆனால் அதன் திசை சீரற்றதாக இருக்கும். ஒரு அணுவில் பயன்படுத்தப்படும் இந்த செயல்முறைகளில் அதிக எண்ணிக்கையில் சராசரியாக இருக்கும்போது, உறிஞ்சுதல் செயல்முறை எப்போதும் ஒரே திசையில் வேகத்தைக் குறைக்கிறது என்பதை ஒருவர் காண்கிறார் (உறிஞ்சப்பட்ட ஃபோட்டான் ஒரு மோனோடைரெக்ஷனல் மூலத்திலிருந்து வருவதால்), அதேசமயம் உமிழ்வு செயல்முறை அணுவின் வேகத்தில் எந்த மாற்றத்திற்கும் வழிவகுக்காது ஏனெனில் உமிழ்வு திசை சீரற்றது. இவ்வாறு அணு லேசர் கற்றை மூலம் திறம்பட குறைக்கப்படுகிறது. இருப்பினும் டாப்ளர் விளைவு காரணமாக இந்த அடிப்படை திட்டத்தில் ஒரு சிக்கல் உள்ளது. அணுவின் அதிர்வு மிகவும் குறுகியது (ஒரு சில மெகாஹெர்ட்ஸ் வரிசையில்), மேலும் அதன் வேகத்தை ஒரு சில ரீகோயில் மொமெண்டா குறைத்த பிறகு, அது இனி பம்ப் கற்றை அதிர்வில் இல்லை, ஏனெனில் அதன் சட்டகத்தில், லேசரின் அதிர்வெண் மாறியுள்ளது. இந்த சிக்கலைச் சமாளிக்க ஜீமான் விளைவைப் பயன்படுத்தி ஒரு காந்தப்புலம் ஒரு அணுவின் அதிர்வு அதிர்வெண்ணை மாற்ற முடியும் என்ற உண்மையை ஜீமான் மெதுவாகப் பயன்படுத்துகிறது. வெகுஜனத்துடன் கூடிய ஒரு அணுவின் சராசரி முடுக்கம் (காலப்போக்கில் பல ஃபோட்டான் உறிஞ்சுதல் நிகழ்வுகள் காரணமாக), அதிர்வெண் மற்றும் லைன்விட்த்துடன் ஒரு சுழற்சி மாற்றம், அதாவது அலை எண் கொண்ட லேசர் கற்றை முன்னிலையில், மற்றும் தீவிரம் (லேசரின் செறிவு தீவிரம் எங்கே) வேகம் கொண்ட அணுக்களின் ஓய்வு சட்டகத்தில், அணு கற்றை, லேசர் கற்றை அதிர்வெண் மாற்றப்படுகிறது. ஒரு காந்தப்புலத்தின் முன்னிலையில், அணு மாற்றம் ஜீமான் ஒரு அளவால் மாற்றப்படுகிறது (இடமாற்றத்தின் காந்த தருணம் எங்கே). எனவே, அணுக்களின் பூஜ்ஜிய-புல அதிர்வு அதிர்வெண்ணிலிருந்து லேசரை திறம்பட பிரித்தெடுப்பது அணுக்கள் மிகப்பெரிய முடுக்கத்தை அனுபவிக்கும், அதாவது எங்கே மற்றும். மிகவும் பொதுவான அணுகுமுறை என்னவென்றால், நம்மிடம் ஒரு காந்தப்புல சுயவிவரம் இருக்க வேண்டும், இது திசையில் மாறுபடும், அதாவது அணுக்கள் மெதுவான அச்சில் பறக்கும்போது நிலையான முடுக்கத்தை அனுபவிக்கும். இருப்பினும், ஒரு வித்தியாசமான அணுகுமுறை சிறந்த முடிவுகளைத் தருகிறது என்பது சமீபத்தில் நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. நிலையான வீழ்ச்சி அணுகுமுறையில் நாம் பெறுவதுஃ மெதுவாக்கப்படும் அதிகபட்ச திசைவேக வகுப்பு எங்கே; திசைவேக விநியோகத்தில் உள்ள வேகங்களைக் கொண்ட அனைத்து அணுக்களும் மெதுவாக்கப்படும், மேலும் வேகங்களைக் கொண்டவை மெதுவாக்கப்படாது. அளவுரு (இது தேவையான லேசர் தீவிரத்தை தீர்மானிக்கிறது) பொதுவாக. 5 ஐ சுற்றி இருக்க தேர்வு செய்யப்படுகிறது. ஒரு ஜீமான் மெதுவாக இயக்கப்பட்டால், ஒரு ஃபோட்டானை உறிஞ்சி உற்சாகமான நிலைக்குச் சென்ற பிறகு, அணு பின்னர் லேசர் கற்றை திசையில் (தூண்டப்பட்ட உமிழ்வு காரணமாக) ஒரு ஃபோட்டானை மீண்டும் வெளியிடும், இது மெதுவான செயல்முறையை எதிர்க்கும். உணர்தல் நாம் மேலே காட்டியபடி இடஞ்சார்ந்த சமச்சீரற்ற காந்தப்புலத்தின் தேவையான வடிவம் இந்த வடிவத்தைக் கொண்டுள்ளது இந்த புலத்தை சில வெவ்வேறு வழிகளில் உணர முடியும். மிகவும் பிரபலமான வடிவமைப்பிற்கு மின்னோட்டத்தை சுமந்து செல்லும் கம்பியை பல அடுக்கு முறுக்குகளுடன் மூடுவது தேவைப்படுகிறது, அங்கு புலம் வலுவாக இருக்கும் (20-50 முறுக்குகளைச் சுற்றி) மற்றும் புலம் பலவீனமாக இருக்கும் சில முறுக்குகள். மாற்று வடிவமைப்புகளில் பின்வருவன அடங்கும்ஃ முறுக்கத்தின் சுருதியில் மாறுபடும் ஒற்றை அடுக்கு சுருள், பல்வேறு கட்டமைப்புகளில் நிரந்தர காந்தங்களின் வரிசை. வெளியேறும் அணுக்கள் ஜீமான் மெதுவானது பொதுவாக அணுக்களை காந்த-ஒளியியல் வலையில் சிக்க வைப்பதற்காக அவற்றை குளிர்விக்க ஒரு ஆரம்ப கட்டமாக பயன்படுத்தப்படுகிறது. இவ்வாறு இது வினாடிக்கு சில நூறு மீட்டர் வேகத்தில் அணுக்களின் கற்றை தொடங்கி சுமார் 10 மீ/வி (பயன்படுத்தப்படும் அணுவைப் பொறுத்து) இறுதி வேகத்தை இலக்காகக் கொண்டுள்ளது. எட்டப்பட வேண்டிய இறுதி வேகம் நீண்ட ஜீமான் மெதுவான தொழில்நுட்ப சிரமம் மற்றும் பொறிக்குள் திறம்பட ஏற்றுவதற்கு அனுமதிக்கப்பட்ட அதிகபட்ச வேகம் ஆகியவற்றுக்கு இடையிலான சமரசமாகும். அமைப்பின் ஒரு வரம்பு பீமின் குறுக்கு வெப்பமாக இருக்கலாம். இது அதன் சராசரி மதிப்புகளைச் சுற்றியுள்ள மூன்று அச்சுகளில் வேகத்தின் ஏற்ற இறக்கங்களுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, ஏனெனில் இறுதி வேகம் அதிக எண்ணிக்கையிலான செயல்முறைகளில் சராசரியாக இருப்பதாகக் கூறப்பட்டது. உறிஞ்சப்பட்ட ஃபோட்டானின் சீரற்ற மறு உமிழ்வு காரணமாக பிரவுனியன் இயக்கத்தைக் கொண்ட அணுவுடன் இந்த ஏற்ற இறக்கங்கள் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. அடுத்த வலையில் அணுக்களை ஏற்றும்போது அவை சிரமங்களை ஏற்படுத்தக்கூடும். குறிப்புகள் அணு இயற்பியல் குளிரூட்டும் தொழில்நுட்பம் அறிவியல் கருவிகள்