یو ایس ڈپارٹمنٹ آف انرجی (DOE) Argonne نیشنل لیبارٹری کے ایک نئے اپریٹس نے غیر مستحکم روتھینیم نیوکللی کی انتہائی درست پیمائش کی ہے۔ پیمائشیں جوہری طبیعیات میں ایک اہم سنگ میل ہیں کیونکہ وہ جدید ترین جوہری ماڈلز کی طرف سے کی گئی پیشین گوئیوں سے ملتے ہیں۔
"نظریاتی ماڈلز کے لیے پیچیدہ، غیر مستحکم نیوکللی کی خصوصیات کا اندازہ لگانا بہت مشکل ہے،" برن ہارڈ ماس، ارگون کے ایک معاون طبیعیات دان اور مطالعہ کے سرکردہ مصنف نے کہا۔ "ہم نے ثابت کیا ہے کہ جدید ماڈلز کی ایک کلاس درست طریقے سے یہ کام کر سکتی ہے۔ ہمارے نتائج ماڈلز کی توثیق کرنے میں مدد کرتے ہیں۔"
ماڈلز کی توثیق فلکی طبیعی عمل کے بارے میں ان کی پیشین گوئیوں پر اعتماد پیدا کر سکتی ہے۔ ان میں ستاروں کی تشکیل، ارتقاء اور دھماکے شامل ہیں جہاں عناصر پیدا ہوتے ہیں۔
مطالعہ میں شائع کیا گیا تھاجسمانی جائزہ کے خطوط.
نظریاتی ماڈلز کی توثیق کرنے کی ضرورت ہے۔
جوہری طبیعیات دان پیچیدہ ڈھانچے، شکلوں اور قوتوں کے ساتھ غیر مستحکم ایٹم نیوکلی کی خصوصیات کی درست انداز میں پیش گوئی کرنے کے لیے مزید جدید نظریاتی ماڈل تیار کر رہے ہیں۔ اس طرح کے ماڈلز ایٹم نیوکلی کے اندرونی کام کے بارے میں ہماری سمجھ کو گہرا کرنے کی صلاحیت رکھتے ہیں۔
تاہم، سائنس کی سرحدوں کو آگے بڑھانے کے لیے استعمال کیے جانے سے پہلے ان ماڈلز کی درستگی کا مظاہرہ کرنا ضروری ہے۔ اس کے لیے پیچیدہ مرکزوں کی درست، حقیقی-دنیا کی پیمائشیں جمع کرنے اور ماڈلز کی پیشین گوئیوں کے ساتھ پیمائش کا موازنہ کرنے کے مشکل کام کی ضرورت ہے۔
روتھینیم جدید نظریاتی ماڈلز کی توثیق کرنے کے لیے ایک مثالی عنصر ہے۔ اس نایاب دھات میں آاسوٹوپس-ایک ہی عنصر کے ایٹم ہیں جن میں نیوٹران کی مختلف تعداد اور مختلف استحکام ہوتا ہے-جسے پیچیدہ ڈھانچے اور اشکال کے ساتھ مرکزے ہوتے ہیں۔ غیر مستحکم، تابکار روتھینیم آاسوٹوپس کا ایک سلسلہ ہے جن کے بارے میں خیال کیا جاتا ہے کہ وہ بادام یا کافی بین کی طرح سہ رخی شکل رکھتے ہیں۔
روتھینیم کی خصوصیات کی پیمائش
تحقیقی ٹیم نے نو تابکار روتھینیم آاسوٹوپس کی پیمائش کے لیے ایٹم اور آئن سپیکٹروسکوپی (ATLANTIS) اپریٹس کے لیے Argonne Tandem Hall Laser Beamline کا استعمال کیا۔ یہ نیا آلہ Argonne Tandem Linac Accelerator System (ATLAS) میں نصب کیا گیا تھا۔
ATLAS Argonne میں ایک DOE صارف کی سہولت ہے جس میں ایک سپر کنڈکٹنگ لکیری ایکسلریٹر ہے جو نیوکلی کی خصوصیات کا مطالعہ کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔
محققین نے ایک اور ATLAS آلے، Californium Rare Isotope Breeder Upgrade (CARIBU) سے تابکار روتھینیم آاسوٹوپس تک رسائی حاصل کی۔ CARIBU ایک نایاب، انتہائی تابکار عنصر کی ایک چھوٹی سی مقدار کیلیفورنیا کے انشقاق کے ذریعے تابکار روتھینیم فراہم کر سکتا ہے۔
ماس نے کہا کہ "روتھینیم آاسوٹوپس جن کا ہم نے مطالعہ کیا وہ دوسرے عناصر میں زوال پذیر ہونے سے پہلے صرف ایک سیکنڈ تک رہتا ہے۔" "اٹلانٹس ایک تکنیک انجام دیتا ہے جسے کولینیئر لیزر سپیکٹروسکوپی کہا جاتا ہے۔ یہ ہمیں ایک سیکنڈ سے بھی کم وقت میں ان آاسوٹوپس کی بہت کم مقدار پر پیمائش جمع کرنے کی اجازت دیتا ہے۔"
ATLANTIS کا استعمال کرتے ہوئے، محققین نے اسی راستے پر لیزر بیم کی ہدایت کی جس طرح روتھینیم ایٹموں کی بیم تھی۔ بعض لیزر فریکوئنسیوں پر، ایٹم پرجوش تھے اور فلورس ہونا شروع ہو گئے، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ روشنی کے فوٹون خارج ہو رہے ہیں۔ ٹیم نے لیزر تعدد کی نشاندہی کی جس پر فوٹوون کا اخراج عروج پر تھا۔ یہ عمل نو روتھینیم آاسوٹوپس کے لیے دہرایا گیا۔ ہر ایک آاسوٹوپ کے لیے، اخراج کی چوٹی قدرے مختلف فریکوئنسی پر منتقل ہو گئی۔
ماس نے کہا، "ہم آاسوٹوپس کے جوہری سائز میں فرق کو حاصل کرنے کے لیے اس آاسوٹوپ شفٹ کا استعمال کر سکتے ہیں۔"
ٹیم نے سائز کی ان تبدیلیوں کا موازنہ برسلز{{0}Skyrme-پر-A-گرڈ (BSkG) ماڈلز کی پیشین گوئیوں سے کیا، جو جوہری ڈھانچے کے لیے دنیا کے جدید ترین ماڈلز میں سے ہیں۔ پرانے، روایتی جوہری ماڈلز کے برعکس، وہ نیوکلئس میں موجود تمام نیوٹرانوں اور پروٹونوں کے درمیان مخصوص قوتوں اور تعاملات کے لیے ذمہ دار ہیں۔
محققین نے ان کے نتائج اور BSkG ماڈلز کی پیشین گوئیوں کے درمیان بہترین اتفاق پایا، جو ماڈلز کی مضبوطی کی طرف اشارہ کرتے ہوئے۔
خاص طور پر، درست پیمائش کو فعال کرنے کی کوشش میں، ٹیم نے کولینیئر لیزر سپیکٹروسکوپی ٹیکنالوجی کو بھی ترقی دی۔ خاص طور پر، انہوں نے موثر نئی تکنیکیں تیار کیں اور ان پر عمل درآمد کیا جو ایٹم کے شہتیر کو بے اثر کرتی ہیں اور اسے دالوں میں "گچھا" کرتی ہیں۔
سائنس، ٹیک، اور اسپیس میں جدید ترین دریافت کریں۔100,000 سبسکرائبرزجو روزانہ کی بصیرت کے لیے Phys.org پر انحصار کرتے ہیں۔ ہمارے مفت نیوز لیٹر کے لیے سائن اپ کریں اور اہم پیش رفتوں، اختراعات اور تحقیق کے بارے میں اپ ڈیٹس حاصل کریں-روزانہ یا ہفتہ وار.
سبسکرائب کریں۔
فلکی طبیعیات کے لیے مضمرات
مطالعہ سے پتہ چلتا ہے کہ BSkG ماڈل غیر مستحکم، سہ رخی مرکزے کی پیش گوئیاں قابل ذکر درستگی کے ساتھ کر سکتے ہیں۔ اس طرح کے طاقتور ماڈلز فلکی طبیعیات دانوں کی مدد کر سکتے ہیں کہ کائنات کیسے کام کرتی ہے۔
ماس نے کہا، "فلکی طبیعیات کے ماہرین جانتے ہیں کہ غیر مستحکم، تابکار مرکزے کائنات میں ستاروں اور عناصر کی تشکیل میں اہم کردار ادا کرتے ہیں۔"
"ہماری کائنات کو بہتر طور پر سمجھنے کے لیے، ہمیں یہ جاننے کی ضرورت ہے کہ نیوکلی کی ساخت کیسے ہوتی ہے اور وہ کس طرح سے تعامل کرتے ہیں۔ ہمیں غیر ملکی نیوکللی کی خصوصیات کی پیشین گوئی کرنے کے قابل ہونے کی ضرورت ہے جو جدید پارٹیکل ایکسلریٹر میں پیدا نہیں ہو سکتیں۔"
مطالعہ کے تین مصنفین نے BSkG ماڈل تیار کیے: Wouter Ryssens اور Guilherme Grams، دونوں بیلجیئم کی Université libre de Bruxelles سے، اور مائیکل بینڈر فرانس کے Institut de Physique des 2 Infinis de Lyon سے۔
Maass، Ryssens، Grams اور Bender کے علاوہ، ATLANTIS کے تجربات اور تعمیر میں Argonne (Daniel Burdette، Jason Clark، Peter Mueller، Daniel Santiago-Gonzalez، Guy Savard اور Adrian Valverde) کے محققین کے درمیان تعاون تھا، جو کہ جرمن ٹیکنیکل یونیورسٹی آف ڈرمسٹا میں فاسٹا میں فاسٹاپ اور فاسٹاپ میں مشی گن اسٹیٹ یونیورسٹی۔
ATLANTIS مختلف قسم کی تحقیقی ضروریات کے لیے کولینر لیزر سپیکٹروسکوپی پیمائش کرنے کے لیے تعاون کرنے والے اداروں کے لیے دستیاب ہے۔ تعاون کے مواقع تلاش کرنے کے لیے، Maass سے رابطہ کریں۔
