எலக்ட்ரான்களுடன் மோதல் மூலக்கூறு அயனிகளை குளிர்வித்தல்

குளிர்ந்த இடத்தில் செல்ல முடியாத ஒரு தனி மூலக்கூறு அதன் சுழற்சியை மெதுவாக்கும். குவாண்டம் மாற்றங்களில் அது தன்னிச்சையாக அதன் சுழற்சி இயக்க ஆற்றலை இழக்கும். பொதுவாக பல வினாடிகளுக்கு ஒருமுறை மட்டுமே துகள்களுக்கு இடையிலான மோதல்கள் துகள்களின் திசையை துரிதப்படுத்தலாம், மெதுவாக்கலாம் அல்லது தலைகீழாக மாற்றலாம்.

அல்ட்ராகோல்ட் சேமிப்பு வளையங்கள் CSR-இல், அணுக்கரு இயற்பியலுக்கான மேக்ஸ் பிளாங்க் இன்ஸ்டிடியூட் விஞ்ஞானிகள், தனிமைப்படுத்தப்பட்ட, மின்னூட்டம் செய்யப்பட்ட மூலக்கூறுகளை எலக்ட்ரான்களுடன் தொடர்பு கொண்டு, சுமார் 26 டிகிரி கெல்வினில் மூலக்கூறுகள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களுக்கு இடையேயான தொடர்புகளின் காரணமாக குவாண்டம் மாற்றங்களின் விகிதத்தை அளவிட்டனர். எனவே, கடைசியாக ஒரு பரிசோதனையில் அளவுகோலாக அளவிடப்படும் அளவுக்கு இந்த எண்ணிக்கையை அதிகரிக்க முடியும்.

10 நிமிடங்கள் வரை சேமிக்கப்பட்ட CH+ அயனிகளில் குவாண்டம் ஆற்றல் நிலைகளின் ஆக்கிரமிப்பில் ஏதேனும் மாற்றங்கள் உள்ளதா என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஆய்வு செய்தனர். தன்னிச்சையான குவாண்டம் மாற்றங்கள் மின்காந்த கதிர்வீச்சை உருவாக்குவதால், அவை மூலக்கூறுகளின் கரும்பொருள் தூண்டுதலுடன் (அல்லது வெப்பமயமாக்கல்) இணைக்கப்பட்டுள்ளன. இவ்வாறு, குளிர்ந்த மூலக்கூறுகளில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் அவற்றின் சுழற்சி குவாண்டம் நிலைகளின் ஆக்கிரமிப்பைத் தீர்மானிக்க எங்கும் நிறைந்த கதிர்வீச்சுகளுடன் போட்டியிடுகின்றன. எனவே, ரேடியோ தொலைநோக்கிகளால் கவனிக்கப்படும் விண்வெளியில் உள்ள மூலக்கூறுகளின் பலவீனமான சமிக்ஞைகளை பகுப்பாய்வு செய்வதில் அல்லது நீர்த்த, குளிர்ந்த பிளாஸ்மாவில் நிலை சார்ந்த இரசாயன வினைத்திறனைக் கணிப்பதில் குவாண்டம்-நிலை மாற்றத்தின் எலக்ட்ரானால் தொடங்கப்பட்ட விகிதங்கள் முக்கியமானவை. இவ்வாய்வு இயற்பியல் மறுஆய்வு கடிதங்களில் வெளியிடப்பட்டுள்ளது.

References:

• Karra, M., Cretu, M. T., Friedrich, B., Truppe, S., Meijer, G., & Pérez-Ríos, J. (2022). Dynamics of translational and rotational thermalization of AlF molecules via collisions with cryogenic helium. Physical Review A, 105(2), 022808.
• Rosén, S., Derkatch, A., Semaniak, J., Neau, A., Al-Khalili, A., Le Padellec, A., & Larsson, M. (2000). Recombination of simple molecular ions studied in storage ring: dissociative recombination of H 2 O+. Faraday discussions, 115, 295-302.
• Tanabe, T., & Noda, K. (2003). Storage of bio-molecular ions in the electrostatic storage ring. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 496(1), 233-237.
• Larsson, M. (1995). Imitating electron-molecular ion collisions in interstellar space at extremely low temperatures using a storage ring. Physica Scripta, 1995(T59), 270.
• Green, S. (1975). Rotational excitation of molecular ions in interstellar clouds. the Astrophysical Journal, 201, 366-372.