परमाणु फव्वारा
एक परमाणु फाउंटेन परमाणुओं का बादल है जो लेज़रों द्वारा पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में ऊपर की ओर उछाला जाता है। यदि यह दिखाई देता तो यह एक फाउंटेन में पानी जैसा होता है। टॉस में भारहीन रहते हुए, परमाणुओं को परमाणु क्लॉक की आवृत्ति सेट करने के लिए मापा जाता है।[1]
परमाणु फाउंटेन के विकास के पीछे प्राथमिक प्रेरणा रैमसे इंटरफेरोमेट्री या परमाणु संक्रमण की आवृत्ति को मापने की रैमसे विधि से प्राप्त होती है।[2] व्यापक स्ट्रोक में, रैमसे पद्धति में परमाणुओं के बादल को संक्षिप्त रेडियोफ्रीक्वेंसी (आरएफ) विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में उजागर करना सम्मिलित है; एक समय टी प्रतीक्षा कर रहा है; संक्षेप में आरएफ क्षेत्र में बादल को फिर से उजागर करना; और फिर मापना कि बादल में परमाणुओं का कितना अंश संक्रमित हुआ है।[2] यदि आरएफ क्षेत्र की आवृत्ति परमाणु संक्रमण आवृत्ति के समान है, तो 100% परमाणुओं का संक्रमण हो जाएगा; यदि क्षेत्र की आवृत्ति संक्रमण आवृत्ति से थोड़ी भिन्न होती है, तो कुछ परमाणुओं में संक्रमण नहीं होगा।[2] इस तरह के उपकरण के माध्यम से परमाणुओं के बादलों को बार-बार भेजकर, क्षेत्र की आवृत्ति को परमाणु संक्रमण आवृत्ति से मेल खाने के लिए समायोजित किया जा सकता है।[3]
क्लाउड के प्रतीक्षा समय टी को बढ़ाकर रैमसे पद्धति की स्पष्टता को बढ़ाया जा सकता है।[2] लेजर शीतलन परमाणु बादल के साथ परमाणु फाउंटेन का उपयोग एक सेकंड के क्रम में प्रतीक्षा समय की अनुमति देता है जो कि गर्म परमाणु बीम पर रैमसे विधि का प्रदर्शन करके प्राप्त किया जा सकता है।[2] यह कारण है कि NIST-F1, सीज़ियम फाउंटेन क्लॉक, NIST-7, एक सीज़ियम बीम क्लॉक की तुलना में अधिक स्पष्ट समय रख सकती है।[1]
इतिहास
परमाणु फाउंटेन का विचार पहली बार 1950 के दशक में जेरोल्ड ज़ाचरिआस द्वारा प्रस्तावित किया गया था।[4] ज़ाचरिआस ने परमाणुओं के थर्मल बीम का उपयोग करके परमाणु फाउंटेन को प्रयुक्त करने का प्रयास किया इस धारणा के अनुसार कि मैक्सवेल-बोल्ट्ज़मैन वितरण के कम-वेग अंत में परमाणु उचित आकार के परवलयिक प्रक्षेपवक्र को निष्पादित करने के लिए पर्याप्त रूप से कम ऊर्जा वाले होंगे।[5] चूँकि यह प्रयास सफल नहीं हुआ क्योंकि थर्मल बीम में तेज़ परमाणुओं ने कम-वेग वाले परमाणुओं पर प्रहार किया और उन्हें प्रसारित कर दिया।[5]
संदर्भ
- ↑ 1.0 1.1 https://www.nist.gov/public_affairs/releases/n99-22.cfm How the NIST-F1 Caesium Fountain Clock Works
- ↑ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 C. J. Foot (2005). परमाणु भौतिकी. p. 212.
- ↑ "NIST Launches a New U.S. Time Standard: NIST-F2 Atomic Clock" on YouTube
- ↑ M. A. Kasevich; et al. (1989). "परमाणु फव्वारे और घड़ियां". Optics News. 15 (12): 31–32. doi:10.1364/ON.15.12.000031.
- ↑ 5.0 5.1 S. Chu (1998). "तटस्थ कणों का हेरफेर" (PDF). Rev. Mod. Phys. 70 (3): 685–706. Bibcode:1998RvMP...70..685C. doi:10.1103/RevModPhys.70.685.
