পজিট্রোনিয়ামের ম্যাটার–অ্যান্টিম্যাটার গ্যাস লেজার কুলড – ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড

CERN এবং টোকিও বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষকরা স্বাধীনভাবে পজিট্রোনিয়ামের লেজার-কুল করা মেঘ পেয়েছেন। অগ্রগতির ফলে অ্যান্টিম্যাটারের বৈশিষ্ট্যগুলির নির্ভুল পরিমাপ করা সহজ করা উচিত এবং গবেষকদের আরও অ্যান্টিহাইড্রোজেন তৈরি করার অনুমতি দেওয়া উচিত।

পজিট্রনিয়াম হল একটি ইলেক্ট্রনের একটি পরমাণুর মতো আবদ্ধ অবস্থা এবং এর প্রতিকণা পজিট্রন। পদার্থ এবং প্রতিপদার্থের একটি সংকর হিসাবে, এটি পদার্থবিদদের অ্যান্টিম্যাটারের বৈশিষ্ট্যগুলি অধ্যয়ন করার অনুমতি দেওয়ার জন্য ল্যাবে তৈরি করা হয়েছে। এই ধরনের গবেষণা স্ট্যান্ডার্ড মডেলের বাইরে পদার্থবিদ্যাকে প্রকাশ করতে পারে এবং কেন দৃশ্যমান মহাবিশ্বে প্রতিপদার্থের চেয়ে অনেক বেশি পদার্থ রয়েছে তা ব্যাখ্যা করতে পারে।

পজিট্রনিয়াম বর্তমানে "উষ্ণ" মেঘে তৈরি করা হয়েছে যেখানে পরমাণুগুলির বেগের একটি বড় বিতরণ রয়েছে। এটি নির্ভুল স্পেকট্রোস্কোপিকে কঠিন করে তোলে কারণ একটি পরমাণুর গতি আলোতে সামান্য ডপলার পরিবর্তনে অবদান রাখে যা এটি নির্গত এবং শোষণ করে। ফলাফল হল পরিমাপকৃত বর্ণালী রেখাগুলির একটি প্রসারিত করা, যা স্ট্যান্ডার্ড মডেল এবং পরীক্ষামূলক পর্যবেক্ষণ দ্বারা পূর্বাভাসিত বর্ণালীগুলির মধ্যে কোনো ক্ষুদ্র পার্থক্য দেখা কঠিন করে তোলে।

আরও অ্যান্টিহাইড্রোজেন

"এই ফলাফলের বেশ কয়েকটি প্রভাব রয়েছে," অসলো বিশ্ববিদ্যালয় বলে৷ অ্যান্টোইন ক্যাম্পার, একজন লেজার পদার্থবিদ এবং AEgIS এর সদস্য। "পজিট্রোনিয়ামের বেগ হ্রাস করে, আমরা আসলে এক বা দুইটি মাত্রার আরও অ্যান্টিহাইড্রোজেন তৈরি করতে পারি।" অ্যান্টিহাইড্রোজেন হল পজিট্রন এবং অ্যান্টিপ্রোটন সমন্বিত একটি অ্যান্টিঅ্যাটম, এবং এটি পদার্থবিদদের কাছে অত্যন্ত আগ্রহের বিষয়।

ক্যাম্পার আরও বলেছেন যে গবেষণাটি স্ট্যান্ডার্ড মডেলের বর্তমান দিকগুলি পরীক্ষা করার জন্য পজিট্রনিয়াম ব্যবহার করার পথ তৈরি করে, যেমন কোয়ান্টাম ইলেক্ট্রোডাইনামিকস (কিউইডি), যা নির্দিষ্ট বর্ণালী লাইনের পূর্বাভাস দেয়। "এখানে খুব সূক্ষ্ম QED প্রভাব রয়েছে যা আপনি পজিট্রনিয়াম দিয়ে অনুসন্ধান করতে পারেন কারণ এটি শুধুমাত্র দুটি লেপটন দ্বারা গঠিত এবং তাই দুর্বল বল মিথস্ক্রিয়া মত জিনিসগুলির জন্য খুব সংবেদনশীল," তিনি ব্যাখ্যা করেন।

প্রথম প্রস্তাব 1988 সালে, পজিট্রোনিয়ামের লেজার-কুলিং অর্জন করতে কয়েক দশক সময় লেগেছে। "পজিট্রনিয়াম সত্যিই অসহযোগী কারণ এটি স্থিতিশীল নয়," বলেছেন৷ জেফরি হ্যাংস্ট ডেনমার্কের আরহাস বিশ্ববিদ্যালয়ের। তিনি CERN-এর অ্যান্টিহাইড্রোজেন পরীক্ষার আলফা-এর মুখপাত্র। "এটি 140 এনএস পরে নিজেকে ধ্বংস করে এবং এটি সবচেয়ে হালকা পারমাণবিক সিস্টেম যা আমরা তৈরি করতে পারি, যা অনেকগুলি অসুবিধা নিয়ে আসে।"

পরমাণুর সংক্ষিপ্ত জীবনকাল আংশিকভাবে ইলেক্ট্রন এবং পজিট্রনের মধ্যে ধ্বংস প্রক্রিয়ার কারণে। এর মানে হল যে লেজার ডালগুলি অবশ্যই পজিট্রনিয়াম ক্ষয়ের চেয়ে দ্রুত পজিট্রনিয়াম মেঘের সাথে যোগাযোগ করবে।

AEgIS দল একটি পেনিং ফাঁদে পজিট্রনের মেঘ ধারণ করে শীতল প্রক্রিয়া শুরু করে। এটি স্থির বৈদ্যুতিক এবং চৌম্বক ক্ষেত্র ব্যবহার করে চার্জযুক্ত কণাকে সীমাবদ্ধ করতে।

তারপরে, পজিট্রনগুলি একটি ন্যানোচ্যানেল সিলিকন রূপান্তরকারীর মাধ্যমে গুলি করা হয়। বিক্ষিপ্ত এবং শক্তি হারানোর পরে, পজিট্রন কনভার্টারের পৃষ্ঠে ইলেকট্রনের সাথে আবদ্ধ হয়, পজিট্রনিয়াম তৈরি করে। পজিট্রনিয়াম পরমাণুগুলিকে ভ্যাকুয়াম চেম্বারে সংগ্রহ করার আগে এই পর্যায়টি একটি প্রি-কুলিং স্টেপ হিসাবে কাজ করে, যেখানে সেগুলি লেজারে ঠান্ডা করা হয়।

ফোটন মিথস্ক্রিয়া

শীতলকরণ প্রক্রিয়ায় পরমাণুগুলি লেজার থেকে ফোটন শোষণ এবং পুনরায় নির্গত করে, প্রক্রিয়ায় গতিশক্তি হারায়। আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য এমন যে এটি শুধুমাত্র লেজারের দিকে অগ্রসর হওয়া পরমাণুর দ্বারা শোষিত হয়। এই পরমাণুগুলি তখন এলোমেলো দিকগুলিতে ফোটন নির্গত করে - তাদের ঠান্ডা করে।

দলটি একটি অ্যালেক্সান্ড্রাইট লাভ মাধ্যম সহ একটি লেজার ব্যবহার করেছে, যা ক্যাম্পার বলেছে আদর্শ কারণ এটি একটি বড় বর্ণালী ব্যান্ডউইথ তৈরি করে যা একটি বড় বেগ বিতরণের সাথে কণাকে শীতল করতে সক্ষম। একবার ঠাণ্ডা হয়ে গেলে, পজিট্রনিয়াম মেঘের তাপমাত্রা একটি প্রোব লেজার দিয়ে পরিমাপ করা হয়। AeGIS দল তার তাপমাত্রা 380 K থেকে 170 K-তে কমাতে সক্ষম হয়েছিল।

"আমরা আসলে প্রমাণ করেছি যে আমরা ঐতিহ্যগত ডপলার কুলিং এর জন্য যে মিথস্ক্রিয়া সময়ের জন্য শীতল করার দক্ষতার সীমাতে পৌঁছেছি," বলেছেন ক্যাম্পার।

নতুন অ্যান্টিম্যাটার গবেষণা

নিম্ন তাপমাত্রায় পজিট্রনিয়ামকে ঠান্ডা করার ব্যবস্থাপনা অ্যান্টিম্যাটার অধ্যয়নের অভিনব উপায় খুলে দিতে পারে। পজিট্রনিয়াম হল মৌলিক তত্ত্বগুলির জন্য একটি ভাল টেস্টবেড হ্যাংস্ট বলেছেন, "আমাদের পারমাণবিক পদার্থবিজ্ঞানে দুটি জিনিস সত্যিই বোঝা উচিত, একটি হাইড্রোজেন এবং অন্যটি পজিট্রনিয়াম, কারণ তাদের কেবল দুটি দেহ রয়েছে।"

যথার্থ স্পেকট্রোস্কোপি পজিট্রোনিয়াম পরমাণুর শক্তির মাত্রা নির্ধারণ করতে পারে এবং QED দ্বারা করা বিদ্যমান ভবিষ্যদ্বাণীগুলির সাথে মেলে কিনা তা দেখতে পারে। একইভাবে, অ্যান্টিম্যাটারের উপর মাধ্যাকর্ষণ প্রভাব পরীক্ষা করতে পজিট্রোনিয়ামের শক্তির মাত্রা ব্যবহার করা যেতে পারে।

PET স্ক্যানের সময় রেকর্ড করা প্রথম পজিট্রনিয়াম ছবি

যাহোক, ক্রিস্টোফার বেকার, সোয়ানসি ইউনিভার্সিটির একজন ALPHA পদার্থবিদ, বলেছেন যে স্পষ্টতা বর্ণালী বিশ্লেষণ করার আগে বিজ্ঞানীদের এখনও দীর্ঘ পথ পাড়ি দিতে হবে। "উপযোগী কিছু পেতে, আমাদের প্রায় 50 K-এ নামতে হবে," তিনি বলেছিলেন। তাপমাত্রা কমানোর জন্য দলটি এখনও কিছু করতে পারে, যেমন ক্রায়োজেনিকভাবে লক্ষ্য রূপান্তরকারীকে ঠান্ডা করা বা দ্বিতীয় লেজার আনা।

"আমি মনে করি তারা সঠিক পথে আছে, কিন্তু এটি ঠান্ডা এবং ঠান্ডা পেতে আরো এবং আরো কঠিন হতে যাচ্ছে," বেকার বলেন.

হ্যাংস্ট সম্মত হন যে গবেষকরা পজিট্রনিয়াম থেকে বোস-আইনস্টাইন কনডেনসেট তৈরির তাদের "পাই ইন দ্য আকাশ" লক্ষ্য অর্জন করতে কিছুটা সময় লাগবে

গবেষণায় বর্ণনা করা হয়েছে দৈহিক পর্যালোচনা চিঠি। একটি মধ্যে উদ্ভাবনের যেটা এখনো পিয়ার রিভিউ করা হয়নি, কোসুকে ইয়োশিওকা এবং টোকিও বিশ্ববিদ্যালয়ের সহকর্মীরা একটি নতুন লেজার-কুলিং কৌশল বর্ণনা করেছেন যা একটি পজিট্রনিয়াম গ্যাসকে ঠান্ডা করেছে।

• 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/matter-antimatter-gas-of-positronium-is-laser-cooled/