باب ناگلر اور تھامس وائٹ کی سربراہی میں محققین کی ایک ٹیم نے حال ہی میں ایٹموں کی رفتار کو براہ راست پیمائش کرکے گرم گھنے مادے - میں جوہریوں کے درجہ حرارت کی پیمائش کرنے کے لئے ایک نیا طریقہ کا مظاہرہ کیا۔
مواد سب کچھ مخصوص پگھلنے اور ابلتے ہوئے مقامات کے مالک ہیں ، لیکن ان کے اوپر گرم گرم ہوسکتے ہیں جب تک کہ وہ اچانک پگھلنے اور ابلتے ہوئے کسی انٹراپی "تباہ کن" سطح تک نہ پہنچ جائیں۔
جب ٹیم نے ٹھوس سونے کو اس کی نظریاتی حد سے کہیں زیادہ 19،000 کیلونز تک گرم کیا ، تو یہ انٹراپی تباہی - سے بچ گیا جس سے پتہ چلتا ہے کہ اگر وہ کافی تیزی سے گرم ہو تو سپر گرمی والے مواد کی اوپری حد نہیں ہوسکتی ہے۔
لیزر فوکس ورلڈ: ایل سی ایل کے ساتھ سونے کو گرم کرنے کے لئے کس کا خیال تھا؟ اس کو کس چیز نے متاثر کیا؟
باب ناگلر: جب ہم تجربہ کرنے کے لئے نکلے تو ہمارا مقصد گرم گھنے مادے کے درجہ حرارت کی پیمائش کے لئے ایک نیا طریقہ تیار کرنا تھا۔ یہ معاملہ ٹھوس کی طرح گھنا ہے ، لیکن دسیوں یا سیکڑوں ہزاروں ڈگری کیلون تک گرم ہے۔ آپ کو یہ وشال سیارے کے کور اور تارکیی اندرونی حصے میں پائے جاتے ہیں ، لیکن جب ہم اسے لیب میں دوبارہ بناتے ہیں تو ، حقیقت میں اس کے درجہ حرارت کی پیمائش کرنا بہت مشکل ہے۔
ہم نے اس پروجیکٹ کو اس چیلنج سے نمٹنے کے لئے لانچ کیا ، جس میں دنیا کے روشن ترین X - رے ماخذ ، ایس ایل اے سی نیشنل ایکسلریٹر کے لنک کوہرنٹ لائٹ ماخذ (ایل سی ایل) کا استعمال کرتے ہوئے ، مدد کے لئے۔
تھامس وائٹ:میں یہ کہنا پسند کروں گا کہ یہ ایک تنہا - بھیڑیا کا فلیش تھا لیکن حقیقت میں ، یہ خیال پورے شعبے میں مایوسیوں کو لمبے {{1} سے نکلا ہے۔ ہم جانتے تھے کہ ہمیں ایک بہتر تشخیصی کی ضرورت ہے ، اور سونے نے آئیڈیا کو ٹیسٹ میٹریل بنا دیا: یہ X -} اچھی طرح سے بکھرتا ہے اور آسانی سے اس تکنیک کے لئے درکار پتلی ورقوں میں بنایا جاسکتا ہے۔ نیواڈا یونیورسٹی میں ہماری ٹیم ، رینو ، ایس ایل اے سی ، اور دیگر شراکت داروں نے توقع کی تھی کہ وہ سونے کو شعاع ریزی کے تحت گرم کردے گا ، لیکن جو بات کھڑی ہے وہ یہ ہے کہ اس کے کرسٹل ڈھانچے کو برقرار رکھتے ہوئے ٹھوس ٹھوس کتنا گرم رہا۔ یہاں تک کہ ان انتہائی درجہ حرارت پر بھی ، سونے کی جالی ساختی ترتیب کے لئے متوقع حد سے زیادہ برقرار ہے۔ اس مشاہدے نے ہمارے منصوبے کی توجہ کو تبدیل کردیا۔ ایک بہتر تھرمامیٹر بنانے کے لئے عملی کوشش کے طور پر جو کچھ شروع ہوا وہ انتہائی گرمی کی گہری تحقیقات اور انتہائی حالات کے تحت ٹھوس - ریاست کے معاملے کی بنیادی حدود میں تیار ہوا۔
lfw: ایل سی ایل کیوں؟
سفید:ہم نے جو طریقہ تیار کیا ہے وہ اس میں چھوٹی چھوٹی تبدیلیوں کا پتہ لگانے پر انحصار کرتا ہے کہ کس طرح x - کرنیں مادے میں ایٹموں سے بکھرتی ہیں۔ خاص طور پر ، چھوٹی توانائی کی شفٹوں نے آئنوں کے درجہ حرارت کو ظاہر کیا۔ اس کے لئے نہ صرف X - کرنوں کا ایک غیر معمولی روشن ذریعہ ، بلکہ انتہائی تنگ بینڈوتھ کی بھی ضرورت ہے۔ مفت - الیکٹران لیزر جیسے ایل سی ایل ، اور کچھ دوسرے جیسے یورپی ایکسفیل ، اس امتزاج کی فراہمی کے لئے انفرادی طور پر قابل ہیں۔ وہ کسی بھی سنکروٹرن سے ایک ارب گنا زیادہ روشن ہیں ، جو ضروری ہے کیونکہ غیر مستحکم بکھرنا ناقابل یقین حد تک کمزور ہے - ہر شاٹ میں صرف چند فوٹوون کے حکم پر۔
ناگلر:ایل سی ایل بنیادی طور پر ایک کلومیٹر -} x - رے لیزر ہے جو ، اس تجربے کے لئے ، کلومیٹر - لمبی تھرمامیٹر کے طور پر بھی کام کرتا ہے۔ چمک ، ہم آہنگی اور ورنکرم صحت سے متعلق اس امتزاج کے بغیر ، یہ پیمائش ممکن نہیں ہوگی۔
lfw: آپ کے تجربے میں کیا شامل تھا؟
ناگلر: ہم نے الٹراٹین سونے کے ورق کو - صرف 50 - nm موٹی - کو تعدد - ڈبلڈ TI کا استعمال کرتے ہوئے گرم کیا: سیفائر لیزر ، جس سے پلس کے 45 کے ارد گرد 400 - nm طول موج کی روشنی 400 - nm طول موج کی روشنی ہے۔ ہم پہنچنے والے انتہائی درجہ حرارت کے باوجود ، لیزر خود اعلی توانائی کی کثافت کے معیارات کے ذریعہ خاص طور پر طاقتور نہیں تھا۔ ہم نے صرف ~ 0.3 ایم جے فی نبض کا استعمال کیا۔ اس کا مطلب ہے کہ تجربے کا حرارتی حصہ ، سپر ہیٹڈ سونے کی تخلیق ، اصولی طور پر ، دنیا بھر میں بہت سے لیزر لیبز کے ذریعہ دوبارہ تیار کی جاسکتی ہے۔
سفید:لیکن جو کچھ آپ تخلیق کرتے ہیں اس کے درجہ حرارت کی پیمائش؟ یہ مشکل حصہ ہے۔ اس کے ل you ، آپ کو الٹرا رائٹ کی ضرورت ہے ، تنگ - بینڈوتھ ، فیمٹوسیکنڈ ایکس - کرنیں جو صرف ایل سی ایل اور کچھ دیگر ایکسفیلز جیسی سہولیات فراہم کرسکتی ہیں۔ اس نے اس تجربے کو ممکن بنایا ہے۔
lfw: اس تجربے کے کلیدی راستے کیا ہیں؟ کوئی حیرت؟
ناگلر:ہمارے اور ہمارے فیلڈ کے ل the ، سب سے اہم بات یہ ہے کہ اب ہمارے پاس ایک براہ راست ، ماڈل - مادے کی انتہائی ریاستوں میں آئن درجہ حرارت کی پیمائش کے لئے مفت طریقہ ہے {- جو اعلی -}} {4-}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} یہ تکنیک ریاست کے بینچ مارکنگ مساوات کا دروازہ کھولتی ہے ، ہائیڈروڈینامک نقالیوں کی توثیق کرتی ہے ، اور حکومتوں کے اندر ایسے معاملے کی کھوج کرتی ہے جو پہلے تجرباتی طور پر پہنچ سے باہر تھے۔
سفید:اصل حیرت اس وقت سامنے آئی جب ہم نے دیکھا کہ ہم کسی ٹھوس کو کس حد تک آگے بڑھا سکتے ہیں اس سے پہلے کہ اس کی خرابی کی شکایت ہو جائے۔ ہم نے توقع کی تھی کہ سونے کے پگھل جائے گا جب ایک بار اس نے ایک خاص حد کو عبور کیا - لیکن ایسا نہیں ہوا۔ درجہ حرارت پر 14x سے زیادہ پگھلنے والے نقطہ - سے زیادہ معیاری تھرموڈینامکس کی پیش گوئی کی جائے گی۔ یہ 'آہ!' تھا لمحہ: نہ صرف ہم درجہ حرارت لے سکتے ہیں ، بلکہ اس نظام نے خود توقعات سے انکار کیا۔ ایسا کرتے ہوئے ، ہم نے خود کو نہ صرف ایک تشخیصی چیلنج حل کرنا ، بلکہ نئی طبیعیات کو ننگا کرنا ، سپر ہیٹنگ کی حدود کو آگے بڑھانا ، اور انتہائی حالات میں ٹھوس ٹھوس جب اور کس طرح پگھلتے ہیں اس کے بارے میں نظر ثانیوں پر نظر ثانی کرتے ہوئے۔
lfw: ایک دہائیوں - پرانے نظریہ کو غلط ثابت کرنا کیا محسوس ہوا؟
سفید:یہ ایک تفریحی اور دلچسپ گہری غوطہ تھا جو سپر ہیٹنگ کی طبیعیات میں تھا ، اس بات کی کھوج کرتے تھے کہ اس کے ٹوٹنے سے پہلے کسی ٹھوس کو کس حد تک دھکیل دیا جاسکتا ہے ، اور یہ احساس ہوتا تھا کہ یہاں تک کہ اچھی طرح سے - قائم کردہ تصورات کو الٹرا فاسٹ پر لاگو ہونے پر محتاط دوبارہ غور کرنے کی ضرورت ہے۔
ناگلر:یہ ایک دہائیوں - پرانے نظریہ کو غیر منقولہ کرنے کے بارے میں اتنا زیادہ نہیں تھا کیونکہ یہ ظاہر کررہا تھا کہ یہ نظریہ ضروری طور پر -} توازن سے زیادہ گرمی والی ریاستوں سے دور - پر لاگو نہیں ہوتا ہے۔ اصل فریم ورک تھرمل توازن میں ایک ایسا نظام سنبھالتا ہے ، آہستہ آہستہ پگھلنے والے مقام کے قریب پہنچتا ہے ، کسی کو بھی فیمٹوسیکنڈ لیزر نبض کے ذریعہ دھماکے سے نہیں اڑا دیا جاتا ہے۔ موجودہ نظریہ کو ختم کرنے کے بجائے ، یہ اس طرح تھا جیسے اپنے ڈومین سے باہر قدم اٹھائے۔
lfw: سپر ہیٹنگ کے لئے اس دریافت کا کیا مطلب ہے؟
ناگلر:اس سے ظاہر ہوتا ہے کہ ان غیر منقولہ ریاستوں میں سپر ہیٹڈ مادے - -} مل کے قریب -} مل کے قریب - مل کے قریب - مل کے قریب سے زیادہ مختلف سلوک کرسکتے ہیں اور مزید تفصیل میں ان اختلافات کو دریافت کرنا دلچسپ ہوگا۔
سفید:آخر کار ، یہ اس سوال کو دوبارہ کھولتا ہے کہ آیا - توازن کے نظام سے شدت سے چلنے والے ، دور - میں سپر ہیٹ کرنے کی ایک حقیقی حد ہے ، یا روایتی تھرموڈینامکس کی پیش گوئی سے کہیں زیادہ ٹھوس برقرار رہ سکتی ہے۔
