रिडबर्ग द्रव्य

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रिडबर्ग द्रव्य[1] रिडबर्ग परमाणुओं द्वारा गठित एक विजातीय चरण (पदार्थ) है; इसकी भविष्यवाणी 1980 के आसपास इ.ए. मैनकिन, एम.आई. ओझोवन और पी.पी. पोलुएक्टोव द्वारा की गई थी।[2][3] यह सीज़ियम, जैसे विभिन्न तत्वों से बना है।[4] पोटैशियम,[5] हाइड्रोजन[6][7] नाइट्रोजन;[8] सोडियम, बेरिलियम, मैगनीशियम और कैल्शियम जैसी सैद्धांतिक संभावनाओं पर अध्ययन किए गए हैं।[9] यह एक ऐसी सामग्री होने का सुझाव दिया गया है जो फैलाने वाले अंतरातारकीय पट्ट से उत्पन्न हो सकता है।[10] [11] रिडबर्ग कहते हैं, जहां सबसे बाहरी इलेक्ट्रॉन (अतिसूक्ष्म परमाणु) एक समतलीय वृत्ताकार कक्षा में पाए जाते हैं, वे कई घंटों तक के जीवनकाल के साथ सबसे लंबे समय तक जीवित रहते हैं[12] और सबसे सामान्य हैं।[13][14][15]


भौतिक

File:RMclusterW.jpg
एक 19-परमाणु तलीय रिडबर्ग पदार्थ समूह। सातवें उत्तेजना स्तर पर, K19 पर स्पेक्ट्रोमिकी समूहों ने बंधन दूरी को 5.525 एनएम दिखाया।[16]
File:WS unit cell.jpg
उत्तेजित (n = 10) Cs परमाणुओं से बने एक रिडबर्ग पदार्थ में संयोजी इलेक्ट्रॉन वितरण का आरेख।[citation needed]

रिडबर्ग पदार्थ में सामान्यतः [17] षट्कोणीय[18][16] समतल[19] स्तवक (भौतिकी) होते हैं; प्रकाश की गति के परिमित वेग के कारण होने वाले मंदता प्रभाव के कारण ये बहुत बड़े नहीं हो सकते।[19] इसलिए, वे गैस या प्लाविक नहीं हैं; न ही वे ठोस या तरल हैं; वे एक गैस में छोटे समूहों के साथ धूल भरे प्लाविक के समान हैं। हालांकि रिडबर्ग पदार्थ का अध्ययन प्रयोगशाला में लेसर जांच द्वारा किया जा सकता है,[20] प्रतिवेदन किए गए सबसे बड़े स्तवक में केवल 91 परमाणु होते हैं,[7] लेकिन इसे अंतरिक्ष में विस्तारित बादलों के पीछे[10][21] और ग्रहों का ऊपरी वातावरण पर दिखाया गया है।[22] रिडबर्ग स्तिथि में संबंध उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों के निरूपण के कारण समग्र निम्न ऊर्जा अवस्था का निर्माण होता है।[3] जिस तरह से इलेक्ट्रॉनों का निरूपण नाभिक के आसपास के छोरों पर स्थायी तरंगें बनाने के लिए होता है, जिससे परिमाणित कोणीय गति उत्पन्न होती है और रिडबर्ग पदार्थ की परिभाषित विशेषताएं होती हैं। यह विपाश आकार को प्रभावित करने वाली परिमाण संख्याओं के माध्यम से एक सामान्यीकृत धातु है लेकिन मजबूत इलेक्ट्रॉन सहसंबंध के लिए बंधन आवश्यकता से प्रतिबंधित है;[19] यह सहसंयोजक बंधन के समान विनिमय-सहसंबंध गुण दिखाता है।[23] रमन स्पेक्ट्रोमिकी द्वारा इन आबंध की इलेक्ट्रॉनिक उत्तेजना और कंपन गति का अध्ययन किया जा सकता है।[24]


जीवनकाल

File:Decay schematic.jpg
उत्तेजित (n = 10) Cs परमाणुओं से बने एक रिडबर्ग पदार्थ के विग्नेर-सीट्ज़ कोशिका के भीतर एक प्रभावी क्षमता का आरेख।[25][26]

समूहों को देखने के तरीकों की कमी के कारण भौतिकी समुदाय द्वारा अभी भी तर्क वितर्क किए जाने के कारण,[27] रिडबर्ग पदार्थ विकिरण के उत्सर्जन द्वारा विघटन के विरुद्ध अत्यधिक स्थिर है; n = 12 पर स्तवक का विशिष्ट जीवनकाल 25 सेकंड है।[26][28] दिए गए कारणों में उत्साहित और जमीनी स्थितियों के बीच अतिव्याप्ति की कमी, उनके बीच संक्रमणों की अप्रीतिकर और आवश्यक सुरंग के माध्यम से उत्सर्जन में बाधा डालने वाले विनिमय-सहसंबंध प्रभाव सम्मिलित हैं।[23] जो उत्तेजना क्षय में एक लंबी देरी का कारण बनता है।[25] उत्तेजना जीवन काल को निर्धारित करने में एक भूमिका निभाती है, एक उच्च उत्तेजना के साथ एक लंबा जीवनकाल देता है;[26] n = 80 ब्रह्मांड की आयु के बराबर जीवनकाल देता है।[29]


उत्तेजना

n d (nm) D (cm−3)
1 0.153 2.8×1023
4 2.45
5 3.84
6 5.52
10 15.3 2.8×1017
40 245
80 983
100 1534 2.8×1011

साधारण धातुओं में, तापमान और दबावों की एक विस्तृत श्रृंखला के माध्यम से अंतर-दूरी लगभग स्थिर होती है; रिडबर्ग पदार्थ के साथ ऐसा नहीं है, जिसकी दूरियां और इस प्रकार गुण उत्तेजना के साथ बहुत भिन्न होते हैं। इन गुणों को निर्धारित करने में एक प्रमुख चर मुख्य परिमाण संख्या n है जो 1 से बड़ा कोई भी पूर्णांक हो सकता है; इसके लिए प्रतिवेदन किए गए उच्चतम मान लगभग 100 हैं।[29][30] रिडबर्ग द्रव्य में आबंध दूरी d निम्न द्वारा दिया जाता है

जहाँ a0 बोह्र त्रिज्या है। अनुमानित कारक 2.9 पहले प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया गया था, फिर विभिन्न समूहों में घूर्णी स्पेक्ट्रोमिकी से मापा गया।[16] घनत्व D के चयनित मूल्यों के साथ, इस तरह से गणना किए गए d के उदाहरण आसन्न तालिका में दिए गए हैं।

संक्षेपण

बोसोन की तरह जिसे बोस-आइंस्टीन संघनन बनाने के लिए संघनित किया जा सकता है, रिडबर्ग पदार्थ को संघनित किया जा सकता है, लेकिन बोसॉन की तरह नहीं। इसका कारण यह है कि रिडबर्ग पदार्थ गैस के समान व्यवहार करता है, जिसका अर्थ है कि इसे संघनन ऊर्जा को हटाए बिना संघनित नहीं किया जा सकता है; यदि ऐसा नहीं किया जाता है तो आयनीकरण होता है। इस समस्या के अब तक के सभी समाधानों में किसी न किसी तरह से आसन्न सतह का उपयोग करना सम्मिलित है, सबसे अच्छा उन परमाणुओं को वाष्पित करना है जिनसे रिडबर्ग पदार्थ बनना है और सतह पर संघनन ऊर्जा छोड़ना है।[31] सीज़ियम परमाणुओं, ग्रेफाइट से ढकी सतहों और तापयानी परिवर्तक को रोकथाम के रूप में उपयोग करते हुए, सतह का कार्य कार्य 0.5 eV मापा गया है,[32] यह दर्शाता है कि स्तवक नौवें और चौदहवें उत्तेजना स्तरों के बीच है।[25]


यह भी देखें

समीक्षा [33] रिडबर्ग पदार्थ और स्वच्छ ऊर्जा, उत्प्रेरक, अंतरिक्ष घटनाओं पर शोध करने और संवेदक में उपयोग के संभावित अनुप्रयोगों के बारे में जानकारी प्रदान करता है।

विवादित

अल्ट्राडेंस हाइड्रोजन रिडबर्ग मैटर बनाने का दावा करने वाला शोध (~2.3pm की अंतर-परमाणु दूरी के साथ: अधिकांश ठोस पदार्थों की तुलना में कम परिमाण के कई आदेश) विवादित है:[34] "होल्मलिड और जेनर-गुंडर्सन का पेपर दावा करता है कि अगर वास्तव में क्रांतिकारी होगा वे सच थे। हमने दिखाया है कि वे कुछ मौलिक और बहुत अच्छी तरह से स्थापित का उल्लंघन करते हैं बल्कि सीधे तरीके से कानून। हम मानते हैं कि हम इस संदेह को अधिकांश वैज्ञानिक के साथ साझा करते हैं समुदाय। होल्मलिड के सिद्धांतों की प्रतिक्रिया शायद सबसे स्पष्ट रूप से परिलक्षित होती है उनके लेख की संदर्भ सूची। 114 संदर्भों में से 36 को होल्म्लिड द्वारा सहलेखित नहीं किया गया है। और इन 36 में से कोई भी उनके और उनके सह-लेखकों द्वारा किए गए दावों को संबोधित नहीं करता है। यह बहुत अधिक है उल्लेखनीय है क्योंकि दावे, यदि सही हैं, तो परिमाण विज्ञान में क्रांति ला देंगे, कम से कम जोड़ें हाइड्रोजन के दो नए रूप, जिनमें से एक को तत्व की जमीनी स्थिति माना जाता है, पदार्थ के अत्यधिक सघन रूप की खोज करना, उन प्रक्रियाओं की खोज करना जो बेरिऑन संख्या का उल्लंघन करती हैं संरक्षण, व्यावहारिक रूप से शाश्वत रूप से ऊर्जा के लिए मानवता की आवश्यकता को हल करने के अलावा।″

संदर्भ

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