Binary collision approximation
کنڈینسڈ میٹر فزکس میں، بائنری کولیشن اپروکسیمیشن (بی سی اے) ایک ہیورسٹک ہے جو ٹھوس مادوں میں متحرک آئنوں (کلو الیکٹرون وولٹ (کے وی) رینج یا اس سے زیادہ میں حرکی توانائیوں کے ساتھ) کے ذریعے دخول کی گہرائی اور عیب کی پیداوار کو زیادہ مؤثر طریقے سے نقل کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ طریقہ کار میں، آئن کو نمونے کے ایٹموں (نیوکلئی) کے ساتھ آزاد بائنری تصادم کے سلسلے کا تجربہ کرکے کسی مادے کے ذریعے سفر کرنے کا تخمینہ لگایا جاتا ہے۔ تصادم کے درمیان، یہ فرض کیا جاتا ہے کہ آئن سیدھے راستے پر سفر کرتا ہے، الیکٹرانک اسٹاپ پاور کا تجربہ کرتا ہے، لیکن نیوکلئی کے ساتھ تصادم میں کوئی توانائی نہیں کھوتا ہے۔ سیمولیشن کے نقطہ نظر بی سی اے کے نقطہ نظر میں، آنے والے آئن اور ٹارگٹ ایٹم (نیوکلئس) کے درمیان ایک واحد تصادم کا علاج آنے والے آئن کے امپیکٹ پیرامیٹر کے لیے دو ٹکرانے والے ذرات کے درمیان کلاسیکی بکھرے ہوئے انٹیگرل کو حل کرکے کیا جاتا ہے۔ انٹیگرل کا حل آئن کے بکھرنے کے زاویے کے ساتھ ساتھ نمونے کے ایٹموں کو اس کی توانائی کا نقصان دیتا ہے، اور اسی وجہ سے تصادم کے بعد اس سے پہلے کے مقابلے میں توانائی کتنی ہے۔ بکھرے ہوئے انٹیگرل کی تعریف سینٹر-آف-ماس کوآرڈینیٹ سسٹم میں کی جاتی ہے (دو ذرات ایک انٹرٹامک پوٹینشل کے ساتھ ایک واحد ذرہ میں گھٹ جاتے ہیں) اور بکھرے ہوئے زاویے کو انٹرٹامک پوٹینشل سے جوڑتا ہے۔ تصادم کے وقت کو حل کرنا بھی ممکن ہے تاکہ یہ معلوم ہو سکے کہ تصادم کے دوران کیا وقت گزرا ہے۔ یہ کم از کم اس وقت ضروری ہے جب بی سی اے کو "فل کیسکیڈ" موڈ میں استعمال کیا جائے، نیچے دیکھیں۔ الیکٹرانوں کو توانائی کا نقصان، یعنی۔ الیکٹرانک سٹاپنگ پاور، کا علاج یا تو امپیکٹ پیرامیٹر پر منحصر الیکٹرانک سٹاپنگ ماڈلز کے ساتھ کیا جا سکتا ہے، صرف تصادم کے درمیان آئن کی رفتار پر منحصر اسٹاپنگ پاور کو گھٹا کر، یا دونوں طریقوں کا مجموعہ۔ امپیکٹ پیرامیٹر کے انتخاب کے طریقہ کار نے بی سی اے کوڈز کو دو اہم اقسام میں تقسیم کیا: "مونٹی کارلو" بی سی اے اور کرسٹل-بی سی اے کوڈز۔ نام نہاد مونٹی کارلو بی سی اے اپروچ میں اگلے ٹکرانے والے ایٹم کے فاصلے اور اثر کے پیرامیٹر کو امکان کی تقسیم سے تصادفی طور پر منتخب کیا جاتا ہے جو صرف مادے کی جوہری کثافت پر منحصر ہوتا ہے۔ یہ نقطہ نظر بنیادی طور پر مکمل طور پر بے ساختہ مادے میں آئن گزرنے کی تقلید کرتا ہے۔ (نوٹ کریں کہ کچھ ذرائع بی سی اے کی اس قسم کو صرف مونٹی کارلو کہتے ہیں، جو گمراہ کن ہے کیونکہ اس نام کو پھر مونٹی کارلو کے تخروپن کی دیگر مکمل طور پر مختلف اقسام کے ساتھ الجھایا جا سکتا ہے)۔ ایس آر آئی ایم اور ایس ڈی ٹرم ایس پی مونٹی کارلو بی سی اے کوڈ ہیں۔ کرسٹل مواد کے لیے بی سی اے کے طریقوں کو نافذ کرنا بھی ممکن ہے (اگرچہ زیادہ مشکل ہے)، جیسے کہ حرکت پذیر آئن کی کرسٹل میں ایک متعین پوزیشن ہو، اور اگلے ٹکرانے والے ایٹم کے لیے فاصلہ اور اثر پیرامیٹر کا تعین کرسٹل میں موجود ایٹم کے مطابق کیا جاتا ہے۔ اس نقطہ نظر میں بی سی اے کو چینلنگ کے دوران ایٹم کی حرکت کی تقلید کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ مارلو جیسے کوڈز اس نقطہ نظر کے ساتھ کام کرتے ہیں۔ بائنری تصادم کے تخمینے کو طویل آئن تابکاری کی وجہ سے کسی مواد کی متحرک ساخت کی تبدیلیوں کی تقلید کے لیے بھی بڑھایا جا سکتا ہے، یعنی۔ آئن امپلانٹیشن اور سپٹرنگ کی وجہ سے۔ کم آئن توانائیوں پر، ایٹموں کے درمیان آزاد تصادم کا تخمینہ ٹوٹنا شروع ہو جاتا ہے۔ متعدد بیک وقت تصادم کے لیے تصادم کے لازمی حل کے ذریعے اس مسئلے کو کسی حد تک بڑھایا جا سکتا ہے۔ تاہم، بہت کم توانائیوں پر (~ 1 کے وی سے نیچے، زیادہ درست تخمینے کے لیے دیکھیں) بی سی اے کا تخمینہ ہمیشہ ٹوٹ جاتا ہے، اور کسی کو سالماتی حرکیات آئن تابکاری تخروپن طریقوں کا استعمال کرنا چاہیے کیونکہ یہ، فی ڈیزائن، من مانی طور پر بہت سے ایٹموں کے بہت سے جسم کے تصادم کو سنبھال سکتے ہیں۔ ایم ڈی سیمولیشن یا تو صرف آنے والے آئن (ریکوئل انٹرایکشن اپروکسیمیشن یا آر آئی اے) کی پیروی کر سکتے ہیں یا تصادم کے جھرن میں شامل تمام ایٹموں کی تقلید کر سکتے ہیں۔ بی سی اے تصادم جھرن سمیلیشنز بی سی اے سمیلیشنز کو قسم کے لحاظ سے مزید تقسیم کیا جا سکتا ہے اس بات پر منحصر ہے کہ آیا وہ صرف آنے والے آئن کی پیروی کرتے ہیں، یا آئن کے ذریعہ تیار کردہ ریکوئلز کی بھی پیروی کرتے ہیں (مکمل جھرن موڈ، مثال کے طور پر، مقبول بی سی اے کوڈ ایس آر آئی ایم میں)۔ اگر کوڈ ثانوی تصادم (ریکوئلز) کا محاسبہ نہیں کرتا ہے، تو پھر کنچن پیس ماڈل کے رابنسن ایکسٹینشن کا استعمال کرتے ہوئے نقائص کی تعداد کا حساب لگایا جاتا ہے۔ اگر ابتدائی ریکوئل/آئن ماس کم ہے، اور جس مواد میں جھرن واقع ہوتی ہے اس کی کثافت کم ہوتی ہے (یعنی۔ ریکوئل-مادی امتزاج میں رکنے کی طاقت کم ہوتی ہے)، ابتدائی ریکوئل اور نمونے والے ایٹموں کے درمیان تصادم شاذ و نادر ہی ہوتے ہیں، اور ایٹموں کے درمیان آزاد بائنری تصادم کے سلسلے کے طور پر اچھی طرح سے سمجھا جا سکتا ہے۔ اس قسم کے جھرن کا نظریاتی طور پر بی سی اے کا استعمال کرتے ہوئے اچھی طرح سے علاج کیا جا سکتا ہے۔ نقصان کی پیداوار کا تخمینہ بی سی اے تخروپن قدرتی طور پر آئن کے دخول کی گہرائی، پس منظر کا پھیلاؤ اور خلا میں جوہری اور الیکٹرانک جمع توانائی کی تقسیم فراہم کرتے ہیں۔ ان کا استعمال مواد میں پیدا ہونے والے نقصان کا اندازہ لگانے کے لیے بھی کیا جا سکتا ہے، اس مفروضے کا استعمال کرتے ہوئے کہ کوئی بھی ریکوئل جو مواد کی حد سے زیادہ توانائی حاصل کرتا ہے وہ ایک مستحکم عیب پیدا کرے گا۔ تاہم، اس نقطہ نظر کو کئی وجوہات کی بناء پر بڑی احتیاط کے ساتھ استعمال کیا جانا چاہیے۔ مثال کے طور پر، یہ نقصان کے کسی تھرمل طور پر فعال ریکومبینیشن کا محاسبہ نہیں کرتا، اور نہ ہی یہ معروف حقیقت کہ دھاتوں میں نقصان کی پیداوار اعلی توانائیوں کے لیے صرف کنچن-پیس پیشن گوئی کے 20 فیصد کی طرح ہے۔ مزید برآں، یہ نقطہ نظر صرف نقصان کی پیداوار کی پیش گوئی کرتا ہے جیسے کہ تمام نقائص الگ تھلگ فرینکل جوڑے تھے، جبکہ حقیقت میں بہت سے معاملات میں تصادم کے جھرنوں سے ابتدائی نقصان کی حالت کے طور پر عیب دار کلسٹرز یا یہاں تک کہ بے ترتیبی پیدا ہوتی ہے۔ تاہم، بی سی اے کوڈز کو ڈیمیج کلسٹرنگ اور ریکومبینیشن ماڈلز کے ساتھ بڑھایا جا سکتا ہے جو اس سلسلے میں ان کی وشوسنییتا کو بہتر بناتے ہیں۔ آخر میں، اوسط حد کی نقل مکانی کی توانائی زیادہ تر مواد میں بہت درست طریقے سے معلوم نہیں ہے۔ بی سی اے کوڈز ایس آر آئی ایم ایک گرافیکل یوزر انٹرفیس پیش کرتا ہے اور ممکنہ طور پر اب سب سے زیادہ استعمال ہونے والا بی سی اے کوڈ ہے۔ اس کا استعمال 1 جی ای وی کی آئن توانائیوں تک تمام مادوں میں تمام آئنوں کے لیے بے ساختہ مادوں میں لکیری تصادم کے جھرنوں کی تقلید کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ تاہم، نوٹ کریں کہ ایس آر آئی ایم چینلنگ، الیکٹرانک توانائی کے جمع ہونے کی وجہ سے ہونے والے نقصان (ضروری، مثال کے طور پر، مواد میں تیز بھاری آئن کے نقصان کو بیان کرنے کے لیے) یا پرجوش الیکٹرانوں سے پیدا ہونے والے نقصان جیسے اثرات کا علاج نہیں کرتا ہے۔ حساب شدہ سپٹر کی پیداوار دوسرے کوڈز کے مقابلے میں کم درست ہو سکتی ہے۔ مارلو ایک بڑا کوڈ ہے جو کرسٹل مواد کو سنبھال سکتا ہے اور طبیعیات کے متعدد مختلف ماڈلز کی حمایت کر سکتا ہے۔ ٹرائڈین، نئے ورژن جنہیں ایس ڈی ٹرم ایس پی کے نام سے جانا جاتا ہے، ایک بی سی اے کوڈ ہے جو متحرک ساخت کی تبدیلیوں کو سنبھالنے کے قابل ہے۔ ڈی اے آر ٹی، فرانسیسی کوڈ جو سی ای اے (کمیسریٹ ایل انرجی ایٹمک) نے سیکلے میں تیار کیا ہے۔ اس کی الیکٹرانک روکنے کی طاقت اور بکھرے ہوئے انٹیگرل کے تجزیاتی حل میں ایس آر آئی ایم سے مختلف (پیدا ہونے والے نقائص کی مقدار کا تعین لچکدار کراس سیکشنز اور ایٹموں کے جوہری ارتکاز سے کیا جاتا ہے)۔ نیوکلیئر سٹاپنگ پاور یونیورسل انٹراٹومک پوٹینشل (ZBL پوٹینشل) سے آتی ہے جبکہ الیکٹرانک سٹاپنگ پاور پروٹانوں کے لیے بیتھی کی مساوات اور آئنوں کے لیے لنڈہارڈ-شارف سے حاصل ہوتی ہے۔ تصادم کا جھرن سالماتی حرکیات سی او ایس آئی آر ای ایس کانفرنس بھی دیکھیں حوالہ جات بیرونی روابط گھنے مادے کی طبیعیات نیوکلیئر طبیعیات کمپیوٹیشنل طبیعیات