डबल इलेक्ट्रॉन कैप्चर: Difference between revisions
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डबल इलेक्ट्रॉन कैप्चर [[परमाणु नाभिक]] का [[क्षय मोड]] है।<ref>{{cite journal |journal=Zeitschrift für Physik A |year=1994 |volume=347 |issue=3 |pages=151–160 |author1=Hirsch, M. |display-authors=etal |title=Nuclear structure calculation of β<sup>+</sup>β<sup>+</sup>, β<sup>+</sup>/EC and EC/EC decay matrix elements |doi=10.1007/BF01292371|bibcode=1994ZPhyA.347..151H |s2cid=120191487 }}</ref> | '''डबल इलेक्ट्रॉन कैप्चर''' [[परमाणु नाभिक]] का [[क्षय मोड]] है।<ref>{{cite journal |journal=Zeitschrift für Physik A |year=1994 |volume=347 |issue=3 |pages=151–160 |author1=Hirsch, M. |display-authors=etal |title=Nuclear structure calculation of β<sup>+</sup>β<sup>+</sup>, β<sup>+</sup>/EC and EC/EC decay matrix elements |doi=10.1007/BF01292371|bibcode=1994ZPhyA.347..151H |s2cid=120191487 }}</ref> अनेक [[न्यूक्लियॉन]] ए और [[परमाणु संख्या]] जेड वाले [[न्यूक्लाइड]] (''A'', ''Z'') के लिए, जब न्यूक्लाइड का द्रव्यमान (''A'', ''Z''−2) कम हो तभी डबल [[इलेक्ट्रॉन]] कैप्चर केवल संभव है। | ||
क्षय की इस विधा में, दो कक्षीय इलेक्ट्रॉनों को नाभिक में दो [[प्रोटोन]] द्वारा [[कमजोर अंतःक्रिया]] के माध्यम से | इस प्रकार से क्षय की इस विधा में, दो कक्षीय इलेक्ट्रॉनों को नाभिक में दो [[प्रोटोन]] द्वारा [[कमजोर अंतःक्रिया|निर्बल अंतःक्रिया]] के माध्यम से अधिकृत लिया जाता है, जिससे दो [[न्यूट्रॉन]] बनते हैं (इस प्रक्रिया में दो [[ न्युट्रीनो |न्युट्रीनो]] उत्सर्जित होते हैं)। चूँकि प्रोटॉन न्यूट्रॉन में परिवर्तित हो जाते हैं, अतः न्यूट्रॉन की संख्या दो बढ़ जाती है, जबकि प्रोटॉन ''Z'' की संख्या दो घट जाती है, और परमाणु द्रव्यमान संख्या A अपरिवर्तित रहती है। परिणामस्वरूप, परमाणु संख्या को दो से कम करके, डबल इलेक्ट्रॉन कैप्चर न्यूक्लाइड को अलग [[रासायनिक तत्व]] में परिवर्तित कर देता है।<ref>{{Cite journal|last1=Abe|first1=K.|last2=Hiraide|first2=K.|last3=Ichimura|first3=K.|last4=Kishimoto|first4=Y.|last5=Kobayashi|first5=K.|last6=Kobayashi|first6=M.|last7=Moriyama|first7=S.|last8=Nakahata|first8=M.|last9=Norita|first9=T.|last10=Ogawa|first10=H.|last11=Sato|first11=K.|date=2018-05-01|title=Improved search for two-neutrino double electron capture on 124Xe and 126Xe using particle identification in XMASS-I|url=https://academic.oup.com/ptep/article/2018/5/053D03/5021518|journal=Progress of Theoretical and Experimental Physics|language=en|volume=2018|issue=5|doi=10.1093/ptep/pty053|doi-access=free}}</ref> | ||
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इस प्रकार से अधिकतर स्तिथियों में यह क्षय मोड अन्य, अधिक संभावित मोड, जैसे एकल [[ इलेक्ट्रॉन पर कब्जा |इलेक्ट्रॉन पर अधिकृत]] द्वारा छिपा हुआ होता है। जिसमें कम कण सम्मिलित होते हैं। जब अन्य सभी मोड "निषिद्ध" होते हैं तब (दृढ़ता से दबा दिए जाते हैं) तो डबल इलेक्ट्रॉन कैप्चर क्षय का मुख्य मोड बन जाता है। इस प्रकार से प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले 34 नाभिक उपस्तिथ हैं जिनके बारे में माना जाता है कि वे दोहरे इलेक्ट्रॉन कैप्चर से निकलते हैं, किन्तु इस प्रक्रिया की पुष्टि केवल तीन न्यूक्लाइड के क्षय में अवलोकन द्वारा की गई है: | |||
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एक कारण यह है कि दोहरे इलेक्ट्रॉन कैप्चर की संभावना बहुत कम है; इस विधा के लिए अर्ध-जीवन 10{{sup|20}} वर्ष से अधिक ऊपर है। इस प्रकार से दूसरा कारण यह है कि इस प्रक्रिया में बनाए गए एकमात्र पता लगाने योग्य कण [[एक्स-रे]] और बरमा इलेक्ट्रॉन हैं जो उत्तेजित परमाणु खोल द्वारा उत्सर्जित होते हैं। और उनकी ऊर्जा की सीमा (~1-10 [[ कीव |keV]] ) में, पृष्ठभूमि सामान्यतः उच्च होती है। इस प्रकार, डबल इलेक्ट्रॉन कैप्चर का प्रायोगिक पता लगाना डबल बीटा क्षय की तुलना में अधिक कठिन है। | |||
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डबल इलेक्ट्रॉन कैप्चर के साथ-साथ बेटी नाभिक की उत्तेजना भी हो सकती है। | इस प्रकार से डबल इलेक्ट्रॉन कैप्चर के साथ-साथ बेटी नाभिक की उत्तेजना भी हो सकती है। और परिवर्तन में, इसका डी-एक्सिटेशन, सैकड़ों केवी की ऊर्जा वाले फोटॉन के उत्सर्जन के साथ होता है। | ||
== पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन के साथ मोड == | == पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन के साथ मोड == | ||
यदि माँ और बेटी परमाणुओं के | यदि माँ और बेटी परमाणुओं के मध्य द्रव्यमान का अंतर इलेक्ट्रॉन के दो द्रव्यमान (1.022 [[MeV]]) से अधिक है, तो प्रक्रिया में जारी ऊर्जा क्षय के अन्य विधि की अनुमति देने के लिए पर्याप्त है, जिसे पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन के साथ इलेक्ट्रॉन कैप्चर कहा जाता है। यह दोहरे इलेक्ट्रॉन कैप्चर के साथ होता है, परमाणु गुणों के आधार पर उनका [[शाखा अनुपात]] होता है। | ||
जब द्रव्यमान अंतर चार इलेक्ट्रॉन द्रव्यमान (2.044 MeV) से अधिक होता है, | जब द्रव्यमान अंतर चार इलेक्ट्रॉन द्रव्यमान (2.044 MeV) से अधिक होता है, तब तृतीय मोड, जिसे [[दोहरा पॉज़िट्रॉन क्षय|डबल पॉज़िट्रॉन क्षय]] कहा जाता है, की अनुमति है। केवल छह प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले न्यूक्लाइड इन तीन विधियों से साथ क्षय हो सकता है। | ||
== न्यूट्रिनोलेस डबल इलेक्ट्रॉन कैप्चर == | == न्यूट्रिनोलेस डबल इलेक्ट्रॉन कैप्चर == | ||
दो इलेक्ट्रॉनों को | दो इलेक्ट्रॉनों को अधिकृत और दो न्यूट्रिनो (दो-न्यूट्रिनो डबल इलेक्ट्रॉन कैप्चर) के उत्सर्जन के साथ ऊपर वर्णित प्रक्रिया को [[कण भौतिकी]] के [[मानक मॉडल]] द्वारा अनुमति दी गई है: कोई संरक्षण नियम ([[लेप्टान संख्या]] संरक्षण सहित) का उल्लंघन नहीं किया जाता है। चूंकि, यदि लेप्टान संख्या संरक्षित नहीं है, या न्यूट्रिनो [[मेजराना फर्मियन]] है, तो अन्य प्रकार की प्रक्रिया हो सकती है: तथाकथित न्यूट्रिनोलेस डबल इलेक्ट्रॉन कैप्चर। इस स्तिथि में, दो इलेक्ट्रॉनों को नाभिक द्वारा अधिकृत लिया जाता है, किन्तु न्यूट्रिनो उत्सर्जित नहीं होते हैं।<ref>{{cite journal |journal=Nuclear Physics B |volume=223 |issue=1 |date=1985-08-15 |df=dmy-all |pages=15–28 |title=इलेक्ट्रॉन न्यूट्रिनो द्रव्यमान को मापने के लिए एक उपकरण के रूप में न्यूट्रिनोलेस डबल इलेक्ट्रॉन कैप्चर|author1=Bernabeu, J. |author2=de Rujula, A. |author3=Jarlskog, C. |doi=10.1016/0550-3213(83)90089-5 |bibcode=1983NuPhB.223...15B|url=https://cds.cern.ch/record/143368/files/198303194.pdf }}</ref> इस प्रक्रिया में निकलने वाली ऊर्जा को आंतरिक [[ब्रेक लगाना विकिरण|ब्रेकिंग विकिरण गामा क्वांटम]] किरणों द्वारा ले जाया जाता है। | ||
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क्षय की इस पद्धति को प्रयोगात्मक रूप से कभी नहीं देखा गया है, और यदि इसे देखा गया तो यह मानक मॉडल के विपरीत होगा। | इस प्रकार से क्षय की इस पद्धति को प्रयोगात्मक रूप से कभी नहीं देखा गया है, और यदि इसे देखा गया तो यह मानक मॉडल के विपरीत होगा। | ||
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* {{cite journal |url=https://arstechnica.com/science/2019/04/dark-matter-detector-identifies-extraordinarily-rare-radioactive-decay/ |title=Radioactivity detected from a half-life of once every trillion universes |date=April 2019 |journal=[[Ars Technica]] |department=Science |doi=10.1038/s41586-019-1124-4|arxiv=1904.11002 |last1=Aprile |first1=E. |last2=Aalbers |first2=J. |last3=Agostini |first3=F. |last4=Alfonsi |first4=M. |last5=Althueser |first5=L. |last6=Amaro |first6=F. D. |last7=Anthony |first7=M. |last8=Antochi |first8=V. C. |last9=Arneodo |first9=F. |last10=Baudis |first10=L. |last11=Bauermeister |first11=B. |last12=Benabderrahmane |first12=M. L. |last13=Berger |first13=T. |last14=Breur |first14=P. A. |last15=Brown |first15=A. |last16=Brown |first16=A. |last17=Brown |first17=E. |last18=Bruenner |first18=S. |last19=Bruno |first19=G. |last20=Budnik |first20=R. |last21=Capelli |first21=C. |last22=Cardoso |first22=J. M. R. |last23=Cichon |first23=D. |last24=Coderre |first24=D. |last25=Colijn |first25=A. P. |last26=Conrad |first26=J. |last27=Cussonneau |first27=J. P. |last28=Decowski |first28=M. P. |last29=de Perio |first29=P. |last30=Di Gangi |first30=P. |volume=568 |issue=7753 |pages=532–535 |pmid=31019319 |s2cid=186243086 |display-authors=1 }} | * {{cite journal |url=https://arstechnica.com/science/2019/04/dark-matter-detector-identifies-extraordinarily-rare-radioactive-decay/ |title=Radioactivity detected from a half-life of once every trillion universes |date=April 2019 |journal=[[Ars Technica]] |department=Science |doi=10.1038/s41586-019-1124-4|arxiv=1904.11002 |last1=Aprile |first1=E. |last2=Aalbers |first2=J. |last3=Agostini |first3=F. |last4=Alfonsi |first4=M. |last5=Althueser |first5=L. |last6=Amaro |first6=F. D. |last7=Anthony |first7=M. |last8=Antochi |first8=V. C. |last9=Arneodo |first9=F. |last10=Baudis |first10=L. |last11=Bauermeister |first11=B. |last12=Benabderrahmane |first12=M. L. |last13=Berger |first13=T. |last14=Breur |first14=P. A. |last15=Brown |first15=A. |last16=Brown |first16=A. |last17=Brown |first17=E. |last18=Bruenner |first18=S. |last19=Bruno |first19=G. |last20=Budnik |first20=R. |last21=Capelli |first21=C. |last22=Cardoso |first22=J. M. R. |last23=Cichon |first23=D. |last24=Coderre |first24=D. |last25=Colijn |first25=A. P. |last26=Conrad |first26=J. |last27=Cussonneau |first27=J. P. |last28=Decowski |first28=M. P. |last29=de Perio |first29=P. |last30=Di Gangi |first30=P. |volume=568 |issue=7753 |pages=532–535 |pmid=31019319 |s2cid=186243086 |display-authors=1 }} | ||
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Latest revision as of 07:27, 27 September 2023
| परमाणु भौतिकी |
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| नाभिक · न्यूक्लियन s ( p, n) · परमाणु मामला · परमाणु बल · परमाणु संरचना · परमाणु प्रतिक्रिया |
डबल इलेक्ट्रॉन कैप्चर परमाणु नाभिक का क्षय मोड है।[1] अनेक न्यूक्लियॉन ए और परमाणु संख्या जेड वाले न्यूक्लाइड (A, Z) के लिए, जब न्यूक्लाइड का द्रव्यमान (A, Z−2) कम हो तभी डबल इलेक्ट्रॉन कैप्चर केवल संभव है।
इस प्रकार से क्षय की इस विधा में, दो कक्षीय इलेक्ट्रॉनों को नाभिक में दो प्रोटोन द्वारा निर्बल अंतःक्रिया के माध्यम से अधिकृत लिया जाता है, जिससे दो न्यूट्रॉन बनते हैं (इस प्रक्रिया में दो न्युट्रीनो उत्सर्जित होते हैं)। चूँकि प्रोटॉन न्यूट्रॉन में परिवर्तित हो जाते हैं, अतः न्यूट्रॉन की संख्या दो बढ़ जाती है, जबकि प्रोटॉन Z की संख्या दो घट जाती है, और परमाणु द्रव्यमान संख्या A अपरिवर्तित रहती है। परिणामस्वरूप, परमाणु संख्या को दो से कम करके, डबल इलेक्ट्रॉन कैप्चर न्यूक्लाइड को अलग रासायनिक तत्व में परिवर्तित कर देता है।[2]
उदाहरण:
दुर्लभता
इस प्रकार से अधिकतर स्तिथियों में यह क्षय मोड अन्य, अधिक संभावित मोड, जैसे एकल इलेक्ट्रॉन पर अधिकृत द्वारा छिपा हुआ होता है। जिसमें कम कण सम्मिलित होते हैं। जब अन्य सभी मोड "निषिद्ध" होते हैं तब (दृढ़ता से दबा दिए जाते हैं) तो डबल इलेक्ट्रॉन कैप्चर क्षय का मुख्य मोड बन जाता है। इस प्रकार से प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले 34 नाभिक उपस्तिथ हैं जिनके बारे में माना जाता है कि वे दोहरे इलेक्ट्रॉन कैप्चर से निकलते हैं, किन्तु इस प्रक्रिया की पुष्टि केवल तीन न्यूक्लाइड के क्षय में अवलोकन द्वारा की गई है:
78
36Kr, 130
56Ba, और 124
54Xe.[3]
एक कारण यह है कि दोहरे इलेक्ट्रॉन कैप्चर की संभावना बहुत कम है; इस विधा के लिए अर्ध-जीवन 1020 वर्ष से अधिक ऊपर है। इस प्रकार से दूसरा कारण यह है कि इस प्रक्रिया में बनाए गए एकमात्र पता लगाने योग्य कण एक्स-रे और बरमा इलेक्ट्रॉन हैं जो उत्तेजित परमाणु खोल द्वारा उत्सर्जित होते हैं। और उनकी ऊर्जा की सीमा (~1-10 keV ) में, पृष्ठभूमि सामान्यतः उच्च होती है। इस प्रकार, डबल इलेक्ट्रॉन कैप्चर का प्रायोगिक पता लगाना डबल बीटा क्षय की तुलना में अधिक कठिन है।
इस प्रकार से डबल इलेक्ट्रॉन कैप्चर के साथ-साथ बेटी नाभिक की उत्तेजना भी हो सकती है। और परिवर्तन में, इसका डी-एक्सिटेशन, सैकड़ों केवी की ऊर्जा वाले फोटॉन के उत्सर्जन के साथ होता है।
पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन के साथ मोड
यदि माँ और बेटी परमाणुओं के मध्य द्रव्यमान का अंतर इलेक्ट्रॉन के दो द्रव्यमान (1.022 MeV) से अधिक है, तो प्रक्रिया में जारी ऊर्जा क्षय के अन्य विधि की अनुमति देने के लिए पर्याप्त है, जिसे पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन के साथ इलेक्ट्रॉन कैप्चर कहा जाता है। यह दोहरे इलेक्ट्रॉन कैप्चर के साथ होता है, परमाणु गुणों के आधार पर उनका शाखा अनुपात होता है।
जब द्रव्यमान अंतर चार इलेक्ट्रॉन द्रव्यमान (2.044 MeV) से अधिक होता है, तब तृतीय मोड, जिसे डबल पॉज़िट्रॉन क्षय कहा जाता है, की अनुमति है। केवल छह प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले न्यूक्लाइड इन तीन विधियों से साथ क्षय हो सकता है।
न्यूट्रिनोलेस डबल इलेक्ट्रॉन कैप्चर
दो इलेक्ट्रॉनों को अधिकृत और दो न्यूट्रिनो (दो-न्यूट्रिनो डबल इलेक्ट्रॉन कैप्चर) के उत्सर्जन के साथ ऊपर वर्णित प्रक्रिया को कण भौतिकी के मानक मॉडल द्वारा अनुमति दी गई है: कोई संरक्षण नियम (लेप्टान संख्या संरक्षण सहित) का उल्लंघन नहीं किया जाता है। चूंकि, यदि लेप्टान संख्या संरक्षित नहीं है, या न्यूट्रिनो मेजराना फर्मियन है, तो अन्य प्रकार की प्रक्रिया हो सकती है: तथाकथित न्यूट्रिनोलेस डबल इलेक्ट्रॉन कैप्चर। इस स्तिथि में, दो इलेक्ट्रॉनों को नाभिक द्वारा अधिकृत लिया जाता है, किन्तु न्यूट्रिनो उत्सर्जित नहीं होते हैं।[4] इस प्रक्रिया में निकलने वाली ऊर्जा को आंतरिक ब्रेकिंग विकिरण गामा क्वांटम किरणों द्वारा ले जाया जाता है।
उदाहरण:
इस प्रकार से क्षय की इस पद्धति को प्रयोगात्मक रूप से कभी नहीं देखा गया है, और यदि इसे देखा गया तो यह मानक मॉडल के विपरीत होगा।
यह भी देखें
संदर्भ
- ↑ Hirsch, M.; et al. (1994). "Nuclear structure calculation of β+β+, β+/EC and EC/EC decay matrix elements". Zeitschrift für Physik A. 347 (3): 151–160. Bibcode:1994ZPhyA.347..151H. doi:10.1007/BF01292371. S2CID 120191487.
- ↑ Abe, K.; Hiraide, K.; Ichimura, K.; Kishimoto, Y.; Kobayashi, K.; Kobayashi, M.; Moriyama, S.; Nakahata, M.; Norita, T.; Ogawa, H.; Sato, K. (2018-05-01). "Improved search for two-neutrino double electron capture on 124Xe and 126Xe using particle identification in XMASS-I". Progress of Theoretical and Experimental Physics (in English). 2018 (5). doi:10.1093/ptep/pty053.
- ↑ Audi, G.; Kondev, F. G.; Wang, M.; Huang, W. J.; Naimi, S. (2017). "The NUBASE2016 evaluation of nuclear properties" (PDF). Chinese Physics C. 41 (3): 030001. Bibcode:2017ChPhC..41c0001A. doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001.
- ↑ Bernabeu, J.; de Rujula, A.; Jarlskog, C. (15 August 1985). "इलेक्ट्रॉन न्यूट्रिनो द्रव्यमान को मापने के लिए एक उपकरण के रूप में न्यूट्रिनोलेस डबल इलेक्ट्रॉन कैप्चर" (PDF). Nuclear Physics B. 223 (1): 15–28. Bibcode:1983NuPhB.223...15B. doi:10.1016/0550-3213(83)90089-5.
बाहरी संबंध
- Aprile, E.; et al. (April 2019). "Radioactivity detected from a half-life of once every trillion universes". Science. Ars Technica. 568 (7753): 532–535. arXiv:1904.11002. doi:10.1038/s41586-019-1124-4. PMID 31019319. S2CID 186243086.
