Wouthuysen–Field coupling
ووتھیوسین-فیلڈ جوڑا، یا ووتھیوسین-فیلڈ اثر، ایک ایسا طریقہ کار ہے جو غیر جانبدار ہائیڈروجن کے جوش و خروش کے درجہ حرارت، جسے اسپن درجہ حرارت بھی کہا جاتا ہے، کو لیمن-الفا تابکاری سے جوڑتا ہے۔ یہ جوڑا تاریک دور کے اختتام اور ری آئنائزیشن کے دور کے آغاز میں غیر جانبدار ہائیڈروجن کے درجہ حرارت اور کائناتی مائکروویو پس منظر میں فرق پیدا کرنے میں کردار ادا کرتا ہے۔ اس کا نام سیگ فرائیڈ ایڈولف ووتھویسن اور جارج بی کے نام پر رکھا گیا ہے۔ میدان۔ پس منظر دوبارہ ملاپ کے بعد اور ستاروں اور کہکشاؤں کی تشکیل سے پہلے کا دور "تاریک دور" کے نام سے جانا جاتا ہے۔ اس وقت کے دوران، کائنات میں مادے کی اکثریت غیر جانبدار ہائیڈروجن ہے۔ اس ہائیڈروجن کا مشاہدہ ہونا ابھی باقی ہے، لیکن اس دور میں پیدا ہونے والی ہائیڈروجن لائن کا پتہ لگانے کے لیے تجربات جاری ہیں۔ ہائیڈروجن لائن اس وقت پیدا ہوتی ہے جب غیر جانبدار ہائیڈروجن ایٹم میں ایک الیکٹران ٹرپلٹ اسپن حالت کے لیے پرجوش ہوتا ہے، یا جب الیکٹران اور پروٹون سنگل حالت میں گھومتے ہیں تو غیر پرجوش ہوتا ہے۔ ان دو ہائپر فائن حالتوں کے درمیان توانائی کا فرق الیکٹران وولٹ ہے، جس کی طول موج 21 سینٹی میٹر ہے۔ ایسے اوقات میں جب غیر جانبدار ہائیڈروجن کائناتی مائکروویو پس منظر (سی ایم بی) میں فوٹونوں کے ساتھ تھرموڈینامک توازن میں ہوتا ہے، غیر جانبدار ہائیڈروجن اور سی ایم بی کو "جوڑا ہوا" کہا جاتا ہے، اور ہائیڈروجن لائن قابل مشاہدہ نہیں ہوتی ہے۔ یہ تب ہی ہوتا ہے جب دونوں درجہ حرارت میں فرق ہوتا ہے، یعنی۔ ڈیکپلڈ ہوتے ہیں، کہ ہائیڈروجن لائن کا مشاہدہ کیا جا سکتا ہے۔ جوڑی کا طریقہ کار ووتھیوسین-فیلڈ جوڑی ایک ایسا طریقہ کار ہے جو غیر جانبدار ہائیڈروجن کے گھماؤ درجہ حرارت کو لیمن-الفا تابکاری سے جوڑتا ہے، جو سی ایم بی سے غیر جانبدار ہائیڈروجن کو الگ کرتا ہے۔ لیمن-الفا منتقلی کی توانائی 10.2 eV ہے-یہ توانائی ہائیڈروجن لائن سے تقریبا 20 لاکھ گنا زیادہ ہے، اور ستاروں اور کواسروں جیسے فلکی طبیعیات کے ذرائع سے پیدا ہوتی ہے۔ غیر جانبدار ہائیڈروجن لیمن-الفا فوٹونوں کو جذب کرتا ہے، اور پھر لیمن-الفا فوٹونوں کو دوبارہ خارج کرتا ہے، اور دونوں گھماؤ کی حالتوں میں سے کسی ایک میں داخل ہو سکتا ہے۔ یہ عمل ہائپر فائن ریاستوں کے درمیان الیکٹرانوں کی دوبارہ تقسیم کا سبب بنتا ہے، جو سی ایم بی فوٹون سے غیر جانبدار ہائیڈروجن کو الگ کرتا ہے۔ لیمن-الفا فوٹونوں اور ہائپر فائن حالتوں کے درمیان جوڑا لیمن-الفا تابکاری کی شدت پر نہیں، بلکہ لیمن-الفا منتقلی کے آس پاس سپیکٹرم کی شکل پر منحصر ہے۔ یہ کہ یہ طریقہ کار غیر جانبدار ہائیڈروجن میں ہائپر فائن ریاستوں کی آبادی کو متاثر کر سکتا ہے، سب سے پہلے 1952 میں ایس۔ اے۔ ووتھوئسن نے تجویز کیا تھا، اور پھر اسے مزید جارج بی نے تیار کیا۔ 1959 میں فیلڈ۔ ہائپر فائن سطحوں پر لیمن-الفا فوٹونوں کا اثر لیمن-الفا لائن کے سرخ اور نیلے پنکھوں کی نسبتا شدت پر منحصر ہوتا ہے، جو لیمن-الفا منتقلی کے مقابلے میں ہائپر فائن ریاستوں کی توانائی میں بہت کم فرق کی عکاسی کرتا ہے۔ ایک کاسمولوجیکل ریڈ شفٹ پر، ووتھیوسین-فیلڈ جوڑے سے توقع کی جاتی ہے کہ وہ غیر جانبدار ہائیڈروجن کے اسپن درجہ حرارت کو سی ایم بی سے اوپر لے جائے گا، اور ہائیڈروجن لائن میں اخراج پیدا کرے گا۔ مشاہداتی امکانات ووتھویسن-فیلڈ جوڑے کے ذریعہ تیار کردہ ہائیڈروجن لائن سگنل کا ابھی تک مشاہدہ نہیں کیا گیا ہے۔ متعدد تجربات اور ریڈیو آبزرویٹریز موجود ہیں جن کا مقصد غیر جانبدار ہائیڈروجن لائن کا پتہ لگانا ہے تاریک دور اور ری آئنائزیشن کا دور، جس وقت ووتھوئسن-فیلڈ کا جوڑا اہم ہونے کی توقع ہے۔ ان میں جائنٹ میٹرو ویو ریڈیو ٹیلی اسکوپ، ریونائزیشن کے دور کی تحقیقات کے لیے پریسیژن ایرے، مرچیسن وائڈ فیلڈ ایرے، تاریک دور کا پتہ لگانے کے لیے لارج ایپرچر ایکسپیرمنٹ اور دیگر شامل ہیں۔ مجوزہ آبزرویٹریز جن کا مقصد ووتھوسین-فیلڈ جوڑے کے شواہد کا پتہ لگانا ہے ان میں اسکوائر کلومیٹر ارے اور ڈارک ایجز ریڈیو ایکسپلورر (ڈی اے آر ای) شامل ہیں۔ مزید دیکھیں ڈیکپلنگ (کاسمولوجی) نوٹس حوالہ جات خلائی پلازما فلکیات جسمانی کاسمولوجی