அணுவினுடைய நீரூற்று

அணுவினுடைய நீரூற்று (Atomic fountain)  என்பது அணுவின் கூட்டத்தை புவியீர்ப்பு விசைக்கு எதிரே சீரொளியின்  உதவியோடு அனுப்பும் செயலாகும. இவை காணக்கூடியதானால் தண்ணீரால் ஏற்படும் நீரூற்றைப் போன்ற தோற்றத்தைப் பெற்றிருக்கும். அணுக்கள் எடை மிகக்மிகக் குறைவாக இருந்தாலும், அணுக் கடிகாரங்களின் அதிர்வெண்ணை சரியாக அமைக்க உதவுகிறது.

ராம்சே குறுக்கீட்டு முறையால் (Ramsey interferometry) அணுக்களுக்கிடையே நடைபெறும் நிலைமாற்றத்தின் (transitions) அதிர்வெண்ணைக் அளவிடும் ஆய்வே  அணுவினுடைய நீரூற்று உருவாக காரணமாக இருந்தது.

ராம்சே குறுக்கீட்டு முறையில் முதலில் அணுக் கூட்டங்கள் ஒரு ரேடியோ அலைகள் அதிர்வெண் கொண்ட மின் காந்தப் புலத்தில் படுமாறு செய்யப்படுகிறது. அதன்பின் மீண்டும் 'T என்ற காலத்திற்கு மின் காந்தப் புலத்தில் படுமாறு செய்யப்பட்டு, அணுக்களுக்கிடையே ஏற்படும் நிலைமாற்றங்கள் கணக்கிடப்படுகின்றன.

அணுக்களின் நிலைமாற்ற அதிர்வெண்ணும் (atomic transition frequency), ரேடியோ அலைகள் அதிர்வெண்ணும் சமமாக இருக்கும் போது, அணுக்கள் 100% நிலைமாற்றம் அடைகிறது. அவ்வாறு இல்லாத போது சில அணுக்கள் நிலைமாற்றம் அடைவதில்லை.

அணுக்களின் கூட்டங்களை மீண்டும் மீண்டும் அனுப்புவதன் மூலம், அவை செல்லும் புலமானது, அணுக்களின் நிலைமாற்ற அதிர்வெண்ணுடன்
பொருந்தும் வரை சரி செய்யப்படுகிறது.

அணுக்களின் கூட்டம் நிற்கும் காலத்தை T'' அதிகரிப்பதன் மூலம் ராம்சே குறுக்கீட்டு முறையின் துல்லியமும் அதிகரிக்கப்படுகிறது.

அணுவினுடைய நீரூற்று, சீரொளி குளிர்விப்பு (laser cooling) மூலம் அணுக்களின் கூட்டம் சில நொடிகள் அதிகமாக இருக்குமாறு செய்யப்படுகிறது.

இந்தக் காரணத்தால் NIST-F1 என்ற அணுக் கடிகாரம் சீசியம் நீரூற்று கடிகாரம், NIST-7 என்ற சீசியம் wikt:கற்றை கடிகாரத்தை விட மிகத் துல்லியமானது.

வரலாறு
1950 ஆம் ஆண்டு செரால்டு சக்காரியசு (Jerrold Zacharias) என்ற அணுக்கரு இயற்பியலாளர் அணுவினுடைய நீரூற்று பற்றி முதலில் எடுத்துக் கூறினார்.

சக்காரியசு சூடேற்றப்பட்ட அணுக் கற்றைகளை பயன்படுத்தி அணுவினுடைய நீரூற்றை உருவாக்க முயற்சித்தார். குறைந்த வேகமுள்ள அணுக்களை, சூடேற்றப்பட்ட அணுக் கற்றைகள் சிதறடித்தன. அதனால் சக்காரியசுவின் முயற்சி வெற்றியடையவில்லை.

மேற்கோள்கள்

மேலும் பார்க்க
அணுக் கடிகாரம்

வெளியிணைப்புகள்
http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0026-1394/42/3/S08

அணுக்கள்
அணு இயற்பியல்
அணுவியல்
அணுக்கருத் தொழில்நுட்பம்
துப்புரவு முடிந்த விருதுநகர் மாவட்ட ஆசிரியர்கள் தொடங்கிய கட்டுரைகள்