ایکس ایف ای ایل - فزکس ورلڈ میں جوہری گھڑی کی منتقلی کا گونجتا ہوا جوش

جوہری منتقلی پر مبنی انتہائی درست گھڑی بنانے کی جانب ایک اہم قدم طبیعیات دانوں کی ایک بین الاقوامی ٹیم نے اٹھایا ہے۔ یوری شیوڈکو امریکہ میں ارگون نیشنل لیبارٹری میں اور ساتھیوں نے اسکینڈیم-45 میں جوہری منتقلی کی گونج والی جوش حاصل کر لیا ہے۔ منتقلی کا استعمال ایک جوہری گھڑی بنانے کے لیے کیا جا سکتا ہے جس کی صلاحیت آج کل دستیاب بہترین جوہری گھڑیوں سے کہیں زیادہ درست ہو سکتی ہے۔

کسی بھی گھڑی کے کام کا مرکز ایک آسکیلیٹر ہے جو ایک مستحکم فریکوئنسی پر سگنل فراہم کرتا ہے۔ یہ پینڈولم کا جھولنا یا کوارٹج کرسٹل کا پیزو الیکٹرک کمپن ہوسکتا ہے۔ آج، دوسری گھڑیوں کی طرف سے تعریف کی جاتی ہے جو مائکروویو تابکاری کی فریکوئنسی کا استعمال کرتی ہے جو سیزیم ایٹموں سے خارج ہوتی ہے. اس سے بھی زیادہ درست ایٹم گھڑیاں وقت کے سگنل بنانے کے لیے ایٹم ٹرانزیشن سے زیادہ فریکوئنسی والی روشنی کا استعمال کرتی ہیں۔ آج کی بہترین گھڑی 10 میں سے ایک حصے سے بہتر کے لیے درست ہے۔¹⁸ - جس کا مطلب ہے کہ گھڑی کی ٹائم کیپنگ کو 30 سیکنڈ سے زیادہ کا انحراف جمع کرنے میں 1 بلین سال لگیں گے۔

اصولی طور پر، اعلی تعدد والے جوہری منتقلی کا استعمال کرتے ہوئے اس سے بھی زیادہ درست گھڑیاں بنائی جا سکتی ہیں۔ ایٹمی گھڑیوں کے مقابلے جوہری گھڑیوں کا ایک اور فائدہ یہ ہے کہ نیوکلی ایٹموں سے کہیں زیادہ کمپیکٹ اور مستحکم ہوتے ہیں۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ جوہری گھڑی ارد گرد کے ماحول سے شور اور مداخلت کے لیے اتنی حساس نہیں ہوگی۔

گونج کی ضرورت ہے۔

تاہم، جوہری گھڑیاں بنانے کی کوشش کرنے والوں کے سامنے بہت سے چیلنجز ہیں۔ اس میں یہ شامل ہے کہ ہم آہنگ تابکاری کیسے پیدا کی جائے جو جوہری منتقلی کے ساتھ گونجتی ہو - ایسی چیز جس کی ضرورت وقتی سگنل پیدا کرنے کے لیے ہو۔ ایٹم کلاک میں یہ ایک میسر یا لیزر کی فریکوئنسی کو جوہری منتقلی میں بند کرکے کیا جاتا ہے۔

شیوڈکو کا کہنا ہے کہ "پچھلی دہائی میں جدید ترین ایکس رے فری الیکٹران لیزرز (XFELs) کی آمد کے ساتھ، متبادل نیوکلیئر کلاک آسکیلیٹرس اب براہ راست فوٹوون ایکسائٹیشن کی پہنچ میں ہیں۔" "اسکینڈیم-12.4 میں انتہائی تنگ بینڈوتھ، 45 keV کی منتقلی، جس کی طویل زندگی 0.47 s ہے، سب سے زیادہ امید افزا ہے۔"

تاہم، اس انتہائی تنگ بینڈوتھ کا مطلب یہ بھی ہے کہ تعدد کی ونڈو جو منتقلی کے ساتھ گونجتی ہے 10 ہے۔¹⁵ آج دستیاب جدید ترین لیزر سہولیات کے ذریعہ تیار کردہ تعدد کے پھیلاؤ سے کئی گنا کم۔ "اس کا مطلب یہ ہے کہ آنے والی ایکس رے کا صرف ایک چھوٹا سا تناسب نیوکللی کو گونج کے ساتھ پرجوش کر سکتا ہے۔ غالب آف گونج والی ایکس رے صرف ایک بہت بڑا ڈٹیکٹر شور پیدا کرتی ہیں،‘‘ شیوڈکو بتاتے ہیں۔

اب، Shvyd'ko اور ساتھیوں نے شور کے اس مسئلے کے ارد گرد ایک امید افزا طریقہ تلاش کیا ہے۔ ان کے تجربات جرمنی میں ہیمبرگ کے قریب یورپی XFEL سہولت پر ہوئے، جو فی الحال مخصوص تعدد کے مطابق ایکس رے فوٹان کی سب سے زیادہ شدت پیش کرتا ہے۔

ہدف کو ہٹانا

ان کے تجربے میں اسکینڈیم 45 کے فوائل ہدف پر ایکس رے کی دالیں فائر کرنا شامل تھا۔ ایک نبض کے نشانے پر حملہ کرنے کے بعد، ہدف کو تیزی سے بیم لائن سے قریبی علاقے میں ہٹا دیا گیا جہاں فوٹوون ڈیٹیکٹر موجود تھے۔ بیم لائن سے اس تنہائی نے ٹیم کو گونجنے والے جوش کے زوال سے پیدا ہونے والے چھوٹے سگنل کی پیمائش کرنے کی اجازت دی۔ اس عمل کو دہرایا گیا کیونکہ واقعہ کی روشنی کی دالوں کی فریکوئنسی کو اسکین کیا گیا تھا تاکہ عین تعدد کا پتہ لگایا جا سکے جس پر گونج واقع ہوتی ہے۔

"93 کے جواب میں صرف 10 جوہری تباہی کے واقعات کا پتہ چلا²⁰ قریب گونجنے والے فوٹون جو اسکینڈیم 45 کے ہدف پر ہیں،" شیوڈکو بتاتے ہیں۔ "لیکن انتہائی کم ڈٹیکٹر شور کی وجہ سے، یہ تعداد گونج کا پتہ لگانے کے لیے کافی تھی اور منتقلی کی توانائی کو پچھلی بہترین قدر سے کم شدت کے دو آرڈر سے زیادہ غیر یقینی صورتحال کے ساتھ ماپا جا سکتا ہے۔"

نیوکلیئر گھڑیاں: کیوں CERN میں ایک تجربہ انہیں حقیقت کے قریب لاتا ہے۔

اس منتقلی کو تعدد کے معیار کے طور پر استعمال کرتے ہوئے، مستقبل کی ایک جوہری گھڑی ہر 1 بلین سال میں 300 سیکنڈ کے اندر درست رہ سکتی ہے - جدید ترین ایٹمی گھڑیوں کی درستگی میں کافی حد تک بہتری۔

اس سے پہلے کہ یہ ممکن ہو، تاہم، مزید بہتری کی ضرورت ہوگی۔ "ایک اہم اگلا مرحلہ ایکس رے کا وقتی حل شدہ مشاہدہ ہے جو کہ مرکزے سے مربوط طور پر بکھرے ہوئے ہیں، جو گونج کی اصل طیف کی چوڑائی کو ظاہر کرے گا،" شیوڈکو وضاحت کرتے ہیں۔

اگر مختلف چیلنجوں پر قابو پایا جا سکتا ہے، تو ٹیکنالوجی جدید تحقیق کے بہت سے شعبوں میں دلچسپ اثرات مرتب کر سکتی ہے۔ "اسکینڈیم 45 گونج کی ایکس رے کی حوصلہ افزائی اور اس کی توانائی کی درست پیمائش انتہائی اعلی صحت سے متعلق اسپیکٹروسکوپی، نیوکلیئر کلاک ٹیکنالوجی اور ہائی انرجی ایکس رے کے نظام میں انتہائی میٹرولوجی کے لیے نئی راہیں کھولتی ہے،" Shvyd' ko

تحقیق میں بیان کیا گیا ہے۔ فطرت، قدرت.

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹو ڈیٹا ڈاٹ نیٹ ورک ورٹیکل جنریٹو اے آئی۔ اپنے آپ کو بااختیار بنائیں۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹوآئ اسٹریم۔ ویب 3 انٹیلی جنس۔ علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ای ایس جی۔ کاربن، کلین ٹیک، توانائی ، ماحولیات، شمسی، ویسٹ مینجمنٹ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ہیلتھ۔ بائیوٹیک اینڈ کلینیکل ٹرائلز انٹیلی جنس۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://physicsworld.com/a/resonant-excitation-of-nuclear-clock-transition-spotted-at-xfel/