থোরিয়াম-229-এর উত্তেজনা একটি কার্যকরী পারমাণবিক ঘড়ির কাছাকাছি নিয়ে আসে - পদার্থবিজ্ঞানের বিশ্ব

থোরিয়াম-229-এর উপর ভিত্তি করে একটি পারমাণবিক ঘড়ি এখন এক ধাপ কাছাকাছি যে জার্মানি এবং অস্ট্রিয়ার গবেষকরা দেখিয়েছেন যে তারা আইসোটোপের নিউক্লিয়াসকে একটি নিম্ন স্তরের মেটাস্টেবল অবস্থায় রাখতে পারে।

ব্যতিক্রমীভাবে কম 8 eV উত্তেজনা শক্তি ভ্যাকুয়াম আল্ট্রাভায়োলেটের আলোর সাথে মিলে যায়, যা একটি লেজার দ্বারা উত্পন্ন হতে পারে। ফলস্বরূপ, রূপান্তরটি একটি সঠিক ঘড়ি তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। এই ধরনের একটি পারমাণবিক ঘড়ি, নীতিগতভাবে, বিদ্যমান পারমাণবিক ঘড়ির তুলনায় আরো স্থিতিশীল হবে কারণ এটি পরিবেশগত গোলমালের জন্য অনেক কম সংবেদনশীল হবে। একটি পারমাণবিক ঘড়ি আরও ব্যবহারিক হতে পারে কারণ একটি পারমাণবিক ঘড়ির বিপরীতে, এটি একটি সম্পূর্ণ কঠিন-রাষ্ট্র ডিভাইস হতে পারে।

যাইহোক, এই উচ্চ নির্ভুলতা এবং স্থায়িত্ব এই রূপান্তরটি পর্যবেক্ষণ করা এবং উত্তেজিত করা কঠিন করে তোলে কারণ জড়িত আলোর একটি খুব সংকীর্ণ ব্যান্ডউইথ রয়েছে এবং এটি খুঁজে পাওয়া কঠিন হতে পারে। প্রকৃতপক্ষে, এটি শুধুমাত্র গত বছর ছিল যে CERN-এর গবেষকরা তৈরি করেছিলেন প্রথম সরাসরি পরিমাপ স্থানান্তর থেকে ফোটনের, যেখানে পরিবর্তনের অস্তিত্ব 2016 সালে নিশ্চিত করা হয়েছিল।

কম খরচে লেজার

Thorium-229 একমাত্র নিউক্লিয়াস নয় যা পারমাণবিক ঘড়িতে ব্যবহারের জন্য অনুসন্ধান করা হচ্ছে। কাজ scandium-45 আরও উন্নত, কিন্তু এই নিউক্লিয়াসে 12.4 keV এর একটি রূপান্তর শক্তি রয়েছে। এর মানে হল একটি ঘড়ি তৈরি করতে এটিকে এক্স-রে লেজারের সাথে যুক্ত করতে হবে - এবং এই ধরনের লেজারগুলি বড় এবং ব্যয়বহুল।

নতুন গবেষণাটি জার্মানির Braunschweig-এর ফেডারেল ফিজিক্যাল অ্যান্ড টেকনিক্যাল ইনস্টিটিউট এবং অস্ট্রিয়ার ভিয়েনা ইউনিভার্সিটি অফ টেকনোলজির পদার্থবিদদের সহযোগিতায় করা হয়েছে। দলের অন্যতম সদস্য হলেন ড Keকহার্ড পিক, যিনি 20 বছর আগে একটি পারমাণবিক ঘড়ির ধারণা নিয়ে এসেছিলেন।

পারমাণবিক এবং পারমাণবিক ঘড়ি একইভাবে কাজ করে। আগ্রহের স্থানান্তর একটি লেজার (বা মেজার) দ্বারা উত্তেজিত হয় এবং নির্গত আলো একটি প্রতিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থায় প্রেরণ করা হয় যা লেজারের ফ্রিকোয়েন্সিকে ট্রানজিশনের ফ্রিকোয়েন্সিতে লক করে। লেজার আলোর অত্যন্ত স্থিতিশীল ফ্রিকোয়েন্সি হল ঘড়ির আউটপুট।

প্রথম ঘড়ি (এবং বর্তমান আন্তর্জাতিক সময় মান) মাইক্রোওয়েভ এবং সিজিয়াম পরমাণু ব্যবহার করে, যখন সেরা ঘড়িগুলি (অপটিক্যাল ঘড়ি বলা হয়) স্ট্রন্টিয়াম এবং ইটারবিয়াম সহ আলো এবং পরমাণু ব্যবহার করে। অপটিক্যাল পারমাণবিক ঘড়িগুলো এতটাই নির্ভরযোগ্য যে কোটি কোটি বছর পরেও সেগুলো মাত্র কয়েক মিলিসেকেন্ডে শেষ হয়ে যাবে।

ছোট হলে ভালো

এই পারফরম্যান্সের একটি বড় অংশ কীভাবে পরমাণুগুলিকে আটকে রাখা হয় এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক শব্দ থেকে রক্ষা করা হয় - যা একটি উল্লেখযোগ্য পরীক্ষামূলক চ্যালেঞ্জ। বিপরীতে, নিউক্লিয়াস পরমাণুর তুলনায় অনেক ছোট, যার মানে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক শব্দের সাথে অনেক কম মিথস্ক্রিয়া আছে। প্রকৃতপক্ষে, একটি ফাঁদে বিচ্ছিন্ন হওয়ার পরিবর্তে, ঘড়ির নিউক্লিয়াস একটি কঠিন পদার্থের মধ্যে এম্বেড করা যেতে পারে। এটি ঘড়ির নকশাকে ব্যাপকভাবে সরল করবে।

তাদের পরীক্ষায়, অস্ট্রিয়ান এবং জার্মান পদার্থবিজ্ঞানীরা থোরিয়াম-229 নিউক্লিয়াস সহ ক্যালসিয়াম ফ্লোরাইড স্ফটিক ডোপ করেছেন, যা তারা মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে একটি পারমাণবিক নিরস্ত্রীকরণ কর্মসূচি থেকে পেয়েছে। থোরিয়াম-ডোপড স্ফটিক মাত্র কয়েক মিলিমিটার জুড়ে ছিল। তারপরে তারা থোরিয়াম-229 কে কাঙ্ক্ষিত নিম্ন-শক্তির পারমাণবিক অবস্থায় উত্তেজিত করতে একটি ট্যাবলেটপ লেজার ব্যবহার করে। এই উত্তেজনাটি রেজোন্যান্স ফ্লুরোসেন্স নামক একটি কৌশল ব্যবহার করে নিশ্চিত করা হয়েছিল, যার মধ্যে উত্তেজিত নিউক্লিয়াসটি স্থল অবস্থায় ফিরে যাওয়ার সময় নির্গত ফোটনগুলি সনাক্ত করা জড়িত।

"এই গবেষণা একটি পারমাণবিক ঘড়ির উন্নয়নে একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ," বলেছেন পিট ভ্যান ডুপেন বেলজিয়ামের কেইউ লিউভেনের, যিনি পারমাণবিক ঘড়িতে কাজ করেন। “এটি প্রমাণ করে যে এই বিকাশ প্রযুক্তিগতভাবে সম্ভব, সলিড-স্টেট ঘড়ির জন্যও। আমরা ধরে নিয়েছিলাম যে পারমাণবিক পরিবর্তনের লেজারের উত্তেজনা অপটিক্যাল ফাঁদে সনাক্তযোগ্য হবে, কিন্তু এখন পর্যন্ত সন্দেহ ছিল যে এটি কঠিন-রাষ্ট্রীয় স্ফটিকগুলির ক্ষেত্রেও হয় কিনা।

ভবিষ্যতের পারমাণবিক ঘড়ির জন্য সম্ভাব্য প্রয়োগগুলি প্রধানত ক্ষুদ্র সময়ের বৈচিত্র সনাক্তকরণের মধ্যে রয়েছে যা স্ট্যান্ডার্ড মডেলের বাইরে নতুন পদার্থবিজ্ঞানের দিকে নির্দেশ করতে পারে। এটি মৌলিক শক্তি এবং ধ্রুবকগুলির বৈচিত্র অন্তর্ভুক্ত করতে পারে। বিশেষ করে, ঘড়িগুলি পারমাণবিক শক্তির বৈচিত্র্যের সন্ধান করে নতুন পদার্থবিদ্যা প্রকাশ করতে পারে, যা নিউক্লিয়াসকে একত্রে আবদ্ধ করে এবং শেষ পর্যন্ত ঘড়ির ফ্রিকোয়েন্সি সংজ্ঞায়িত করে। ফলস্বরূপ, পারমাণবিক ঘড়িগুলি পদার্থবিদ্যার কিছু বড় রহস্যের উপর আলোকপাত করতে পারে যেমন অন্ধকার পদার্থের প্রকৃতি,

পৃথিবীর মহাকর্ষীয় টানের পার্থক্যের কারণে ঘড়িগুলি সময় প্রসারণ পরিমাপ করতেও ব্যবহার করা যেতে পারে। এটি চিপগুলিতে ক্ষুদ্র এবং উচ্চ ভ্রাম্যমাণ পারমাণবিক ঘড়ি ব্যবহার করে করা যেতে পারে যা সহজেই বিভিন্ন স্থানে সরানো যেতে পারে। জিওডেসি এবং ভূতাত্ত্বিক গবেষণা করার জন্য এটি খুবই উপযোগী হবে।

গবেষণা বর্ণনা একটি কাগজ এ প্রকাশনার জন্য গৃহীত হয়েছে শারীরিক পর্যালোচনা চিঠি.

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• PlatoData.Network উল্লম্ব জেনারেটিভ Ai. নিজেকে ক্ষমতায়িত করুন। এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোইএসজি। কার্বন, ক্লিনটেক, শক্তি, পরিবেশ সৌর, বর্জ্য ব্যবস্থাপনা. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটো হেলথ। বায়োটেক এবং ক্লিনিক্যাল ট্রায়াল ইন্টেলিজেন্স। এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://physicsworld.com/a/excitation-of-thorium-229-brings-a-working-nuclear-clock-closer/