செறி பருப் பொருளில் பாசிட்ரான் அழிப்பு
ceṟi parup poruḷil pāciṭrāṉ aḻippu
பொருள்கள் பாசிட்ரானை உட்கவர்வதைப் பற்றிய ஆய்வுகள் தொடக்கத்தில் பாசிட்ரானுக்கும், எலெக்ட்ரானுக்கும் இடையிலுள்ள ஒற்றுமையை நிறுவுவதற்காகவே செய்யப் பட்டன.
பொருள்கள் பாசிட்ரானை உட்கவர்வதைப் பற்றிய ஆய்வுகள் தொடக்கத்தில் பாசிட்ரானுக்கும், எலெக்ட்ரானுக்கும் இடையிலுள்ள ஒற்றுமையை நிறுவுவதற்காகவே செய்யப் பட்டன. இவற்றின் மூலம், திபாடு என்பார் பாசிட்ரான்கள், சம ஆற்றலுள்ள எலெக்ட்ரான்களைப் போலவே, பருப் பொருள்களுக்குள் ஊடுருவுகின்றன என்று கண்டு பிடித்தார். பருப் பொருள்கள் பாசிட்ரானை உட்கவர்வதைப் பற்றிய ஆய்வுகளிலிருந்து துகள் அழிந்து, ஃபோட்டானாக மாறுகிறது என்ற கருத்து, சரிதானா என்பதை ஆய்வு செய்யும் வாய்ப்புக் கிட்டியது. அதிலிருந்து, பாசிட்ரான்களின் இறுதி முடிவையும் தெரிந்து கொள்ளலாம். எலெக்ட்ரான் கூட்டங்கள் நிறைந்துள்ள பொருள்களுக்குள் நுழைகிற பாசிட்ரான் நெடு நேரத்துக்கு இருக்காது. ஏனெனில், எலெக்ட்ரான்களைப் போல மின் கடத்தலிலோ, வளிம நிலைக் கடத்தலிலோ, உலோகவியல் அல்லது மின்னாற் பகு பொருள் கடத்தலிலோ, பாசிட்ரான்களின் பங்கு எதுவும் இல்லை. அத்துடன் ஒன்றுக்கொன்று நெருங்கி வரும் எலெக்ட்ரானும், பாசிட்ரானும் ஒன்றையொன்று ஈர்த்து மோதிக் கொண்டு அழிந்து விடும். ஒரு வேளை, எதிர்ப் புரோட்டான் என ஒன்று இருந்தால், பாசிட்ரான் அதனுடன் சேர்ந்து, ஓர் எதிர் ஹைட்ரஜன் அணுவை உருவாக்கக் கூடும். ஆனால், இது வரை, எதிர்ப் புரோட்டான் இருப்பதாகக் கண்டு பிடிக்கப் படவில்லை. எனவே, பாசிட்ரான் எலெக்ட்ரானுடன் மோதி அழிவதே ஒரு வழியாகத் தெரிகிறது.
இத்தகைய பிணைவு காரணமாகக் கதிர் ஆற்றல் வெளிப் பட வேண்டும் என ஐன்ஸ்டீனின் சார்பியல் கொள்கை கூறுகிறது. E= mc² என்னும் சமன்பாட்டில் m–ஐ ஒத்த நிலை ஆற்றல்கள் இரண்டு துகள்களும் அழியும் போது, கதிர்களாக வெளிப்பட்டே ஆக வேண்டும். இரண்டு அழிந்து போன துகள்களின் ஓய்வு நிறைகள் ஏறத் தாழ, ஒரு மில்லியன் எலெக்ட்ரான் வோல்ட்டுக்குச் சமமாக இருப்பதால், வெளிப் படும் கதிரின் ஆற்றலும், அதே அளவில் இருக்கும். துகள்களுக்கு இயக்க ஆற்றல் ஏறத் தாழ இல்லை எனவே வைத்துக் கொள்ளலாம். இந்தப் பொருள் அழிவு நிகழ்ச்சியில் ஆற்றல் மற்றும் உந்தத்தின் அழியாத் தன்மை விதிகளைப் பொருத்திப் பார்க்கும் போது வெளிப் படும் கதிர்களின் தன்மை, ஆற்றல் அளவு ஆகியவற்றைப் பற்றி இரண்டு இயலக் கூடிய கூறுகள் அறியப் பட்டுள்ளன. சுற்றுப் புறத்தில், வேறு துகள்கள் எதுவுமில்லாத வெற்றிடத்தில் எலெக்ட்ரானும், பாசிட்ரானும் கூடுமானால், ஒவ்வொன்றும் அரை மில்லியன் எலெக்ட்ரான் வோல்ட் ஆற்றலுள்ள இரண்டு ஃபோட்டான்கள் எதிரான திசைகளில் வெளிப் படும். அப்போதுதான், ஆற்றல், உந்தம் ஆகிய இரண்டுமே அழியாமலிருக்கும். இதற்குப் பதிலாக ஓர் அணுக் கருவுடன் பிணைந்திருக்கும் எலெக்ட்ரானுடன் பாசிட்ரான் கூடுமானால், ஏறத் தாழ ஒரு மில்லியன் எலெக்ட்ரான் வோல்ட் ஆற்றலுள்ள ஒரே ஒரு ஃபோட்டான் வெளிப் படும். எலெக்ட்ரான் மற்றும் பாசிட்ரானின் உந்தத்தை அணுக் கரு எடுத்துக் கொண்டு விடும். இதனால், மீண்டும் ஆற்றலும், உந்தமும் அழியாமல் காக்கப் படுகின்றன.
பாசிட்ரான்–எலெக்ட்ரான் மோதலின் போது, அரை மி.எ. வோல்ட் ஆற்றலும், ஒரு மி எ. வோல்ட் ஆற்றலும் கொண்ட இரு வகை ஃபோட்டான்கள் வெளிப் படும் என எதிர் பார்க்கலாம். ஆனால், பருப் பொருளுக்குள் நுழைகிற பாசிட்ரான்கள் அழிவதற்கு முன்னால், ஏறத் தாழ தம் இயக்க ஆற்றல் முழுதையும் இழந்து விடுவதால், அணுக் கருவின் உள்ளே ஊடுருவ முடிவதில்லை. எனவே, அரை மி.எ. வோல்ட் அளவில் ஆற்றலுள்ள இரண்டு ஃபோட்டான்கள் வெளிப் படுவதற்கான நிகழ் வாய்ப்பே மிகுதியாக இருக்கிறது. இந்த ஊகங்களை ஆய்வுகள் உறுதிப் படுத்தியுள்ளன. தோரியத்தின் கதிரியக்க ஐசோடோப்பிலிருந்து பெறப் பட்ட உயர் ஆற்றல் காமாக் கதிர்களைக் காரீயத்திற்குள் செலுத்தினால், அதற்குள்ளேயே பாசிட்ரான்கள் உண்டாக்கப் படுகின்றன. அவை உடனடியாக ஏனைய எலெக்ட்ரான்களுடன் கூடி அழிந்து, அரை மி.எ. வோல்ட், ஒரு மி.எ. வோல்ட் ஆகிய ஆற்றல் அளவுகள் கொண்ட காமாக் கதிர்களை வெளியிடுகின்றன. இந்தத் துணைக் காமாக் கதிர்களின் ஆற்றல் படு காமாக் கதிர்களின் ஆற்றலையோ, உட்கவர் பொருளின் தன்மையையோ பொறுத்திருக்கவில்லை.உட்கவர் பொருள் வெளியிடக் கூடிய சிறப்பியல்புக் காமாக் கதிர்களுக்கும், துணைக் காமாக் கதிர்களுக்கும் எந்த வித ஒற்றுமையும் இல்லை. அவற்றின் அலை நீளங்கள் சிதறல் கோணத்தைப் பொறுத்திருக்கவில்லை. எனவே, அவை காம்ப்டன் சிதறலால் தோற்றுவிக்கப் பட்டவையல்ல, படு காமாக் கதிரின் ஆற்றல் 1.5 அல்லது 2 மி.எ. வோல்ட்டுக்கு மேற்பட்டதாக இருக்கும் போது, மட்டுமே துணைக் காமாக் கதிர்கள் தோன்றின. இப்பண்புகளிலிருந்து படு காமாக் கதிர்கள் காரியத்துக்குள் உண்டாக்கிய பாசிட்ரான்கள் அழிவிலிருந்தே நுணைக் காமாக் கதிர்கள் தோன்றின என்பது உறுதிப் பட்டது.
இத்தகைய ஆய்வுகள் பாசிட்ரான்கள் தம் இயக்க ஆற்றலில் பெரும் பகுதியை இழக்கும் வரையே தன்னிச்சையாக இருக்க முடியும் என்பதையும், அதன் பிறகு, அவை எலெக்ட்ரான்களுடன் கூடி, அழிந்து விடுகின்றன என்பதையும் காட்டுகின்றன. ஒரு பாசிட்ரானின் சராசரி வாழ் நேரம், அதைச் சுற்றியுள்ள. எலெக்ட்ரான்க௧ளின் எண்ணிக்கையைப் பொறுத்து அமையும், இயல்பாகவே எலெக்ட்ரான்கள் மிகுதியாக உள்ளமையால், பாசிட்ரான்௧ள் 10-13 நொடி அளவுக்கு மேல் நிலைப்பதில்லை. பாசிட்ரான்கள் இது வரை கண்டு பிடிக்கப் படாமலிருந்ததற்கு இதுவே காரணம், காஸ்மிக் கதிர் ஆய்வுகள், இயற்கையில் கடல் மட்டத்தில உள்ள எலெக்ட்ரான்களுக்குச் சமமான அளவுகளில் பாசிட்ரான்களும் உள்ளன என்று காட்டுகின்றன. அறிவியலார் சிலர் அனைத்து அணுக் கருக்களும் நியூட்ரான், பாசிட்ரான் ஆகியவற்றின் கூட்டமைப்பே என்ற கருத்தை வெளியிட்டுள்ளனர். ஆனால், அது பரவலாக ஏற்றுக் கொள்ளப்படவில்லை.
பாசிட்ரான் என்பது எலெக்ட்ரானின் எதிர்த் துகள். சாதாரணமான பருப் பொருளுக்குள் அதைப் புகுத்தினால், அது முதலில் சுற்றியுள்ள அமைப்புடன் மின் காந்தத் தன்மையில் இடை வினை செய்து, அதன் பிறகு, ஓர் எலெக்ட்ரானுடன் மோதும். அப்போது, இரண்டும் அழிந்து, காமாக் கதிர்களாக மாறி விடுகின்றன. அவ்வாறு அழிவதற்கு முன், பாசிட்ரானின் வாழ் நேரம், அதைச் சுற்றியுள்ள எலெக்ட்ரான் அடர்த்தியைப் பொறுத்தது. எலெக்ட்ரான்–பாசிட்ரான் அழிவிலிருந்து தோன்றும் காமாக் கதிர்களில் அத்துகள்களின் ஆற்றல், உந்தம், சார்புத் தற்சுழற்சி ஆகியவற்றைப் பற்றிய தகவல்கள் அடங்கியுள்ளன. கடந்த நாற்பதாண்டுகளில் மெதுவான பாசிட்ரான்கள் பருப் பொருளுடன் செய்யும் இடை வினைகளைப் பற்றி ஆய்வு முறைகளிலும், கொள்கை முறைகளிலும், தீவிரமான ஆய்வுகள் நடைபெற்றுள்ளன. அவற்றின் மூலம், இயற்பியலிலும், வேதியியலிலும் உள்ள பல சிக்கல்களுக்கு விடை காணப் பாசிட்ரான் அழிவு உத்தியை வெற்றிகரமாகப் பயன் படுத்தும் வழி முறைகள் வளர்ந்துள்ளன. பாசிட்ரான் வாழ் நேரம், ஆற்றல் பரவீடு, அழிவுக் காமாக் கதிர்களின் கோணத் தொடர்புகள் ஆகியவற்றை அளவிட்டு அழிவுக்கு முன் எலெக்ட்ரானும், பாசிட்ரானும் நடந்து கொண்ட விதத்தைப் பற்றி, மிகவும் மதிப்பு வாய்ந்த தகவல்களைப் பெற முடியும். அவற்றிலிருந்து ஆய்வு செய்யப் படும் பொருள்களின் பண்புகளைப் பற்றி ஊகித்தறியவும் முடியும்.
நீர்மங்களிலும், திண்மங்களிலும் பாசிட்ரானின் வாழ்நேரம் 10-10 10-8 நொடி அளவிலேயே உள்ளது. அதை மின்னணு முறையில், துல்லியமாக அளந்து விடலாம். இதற்குச் சோடியம்–22 போன்ற பாசிட்ரான் தோற்றுவாய்கள் பயன் படுகின்றன. சோடியம்–22 ஒரு பாசிட்ரானை உமிழும் போது, கூடவே ஓர் அணுக் கருக் காமாக் கதிரையும் உமிழ்கிறது. இந்தக் காமாக் கதிர் பதிவாகும் நேரம், பாசிட்ரான் பிறந்த நேரம் ஆகும். அடுத்து, பாசிட்ரான் ஏதாவது ஓர் எலெக்ட்ரானுடன் மோதி அழியும் போது, அழிவு மூலக் காமாக் கதிர் வெளிப் பட்டுப் பதிவாகிறது. இவ்விரு பதிவுகளுக்கும், இடைப்பட்ட நேர இடைவெளி பாசிட்ரானின் வாழ் நேரம் ஆகும். இரட்டைக் காமாக் கதிர்கள் வெளிப்படும் வினைகளில், அவற்றுக்கிடையிலுள்ள கோணத் தொடர்பு பாசிட்ரான்–எலெக்ட்ரான் இரட்டை உந்தப் பரவீட்டை எதிர்பலிக்கிறது. திண்ம நிலை இயற்பியல் ஆய்வுகளில், பாசிட்ரான் அழிவைப் பயன்படுத்தும் போது, இந்தக் கோணத் தொடர்பைக் கண்டு பிடிக்கும் உத்தி பரவலாகப் பயன் படுகிறது. இரண்டு காமாக் கதிர்களின் திசைகளுக்கிடையிலான கோணம், சில மில்லி ரேடியன்கள் அளவிலேயே இருக்கும். இரட்டைக் காமாக் கதிர் உமிழ்வு வகையில் ஒரு காமாக் கதிரின் ஆற்றல் பரவீடு அழிவடைகிற இரட்டை உந்த அடர்த்தியையும் பொறுத்திருக்கிறது. இதற்கு டாப்ளர் விளைவு காரணமாகும்.
வழக்கமான பாசிட்ரான் ஆய்வுகளில், சோடியம்–22 அல்லது கோபால்ட்–58 போன்ற பெரும் வாழ்நாளுள்ள கதிரியக்கத் தோற்றுவாய்களிலிருந்து வெளிப் படும் உயர் ஆற்றல் பாசிட்ரான் கற்றை ஆய்வு செய்யப் படும் அமைப்புக்குள் புகுத்தப் படுகிறது. அழிவுக்கான நிகழ் வாய்ப்பை விட, அயனியாக்கத்திற்கும், கிளர்வூட்டலுக்குமான நிகழ் வாய்ப்புகள் மிகவும் அதிகமாகையால், படு கற்றையிலுள்ள பாசிட்ரான்கள் தம் இயக்க ஆற்றலை விரைவாக இழந்து விடுகின்றன. சில எலெக்ட்ரான் வோல்ட்டுகளுக்கும், குறைவான ஆற்றல் உள்ள போதே, அழிவு மேம்படுகிறது. இத்தகைய மெது பாசிட்ரானின் முடிவு, அதன் சுற்றுப் புறத்தைப் பொறுத்தது. வளிமங்களிலும், நீர்மங்களிலும், சில மின் கடவாத் திண்மங்களிலும், சில பாசிட்ரான்கள் எலெக்ட்ரான்களைப் பிடித்துக் கொண்டு, பாசிட்ரோனியமாக மாறி விடும். பாசிட்ரோனியம் என்பது 6.8 எலெக்ட்ரான் வோல்ட் பிணைப்பு ஆற்றலுள்ள இரு துகள் அமைப்பு ஆகும். பாசிட்ரான் அணு பாசிட்ரான் மூலக் கூறு போன்ற ஏனைய கட்டுண்ட நிலைகளும் தோன்ற முடியும், ஆனால், அவை மிகுதியாகக் காணப் படுவதில்லை. ஒரு குறிக்கோள் தன்மையான உலோகப் படிகத்தில் பாசிட்ரோனியம் தோன்றாது. அதில், வெப்பச் சமநிலையை எட்டியவுடன், பாசிட்ரான் அழிந்து விடும்.
சமமான சீர்மைக் கருத்துகளின் அடிப்படையில் உருவாக்கப் பட்டு, நன்கு தெரிந்திருக்கும் தேர்வு விதிகள் வலிமையான தற்சுழற்சிச் சார்ந்த அழிவுப் பண்புகளைக் கண்டு பிடிக்க உதவியதன் காரணமாகவே மேற்காணும் விளக்கத்தை உருவாக்க முடிந்தது. பாசிட்ரான் எலெக்ட்ரான் அமைப்பு ஒற்றைத் தற்சுழற்சி நிலையிலிருக்குமானால், அழிவின் போது இரண்டு காமாக் கதிர்களும், அது மூன்று தற்சுழற்சி நிலையிலிருக்கும் போது, மூன்று காமாக் கதிர்களும் வெளிப் படும். ஒற்றைக் காமாக் கதிர் வெளிப் படுவது அணுக் கருப் பின் வாங்கலுடன் மட்டுமே நடைபெறும். அதற்கான திகழ் வாய்ப்பு மிகவும் குறைவு. மூன்று காமாக் கதிர் வெளிப்படும் அழிவு ஏற்படுவதற்கான நிகழ் வாய்ப்பு இரட்டைக் காமாக் கதிர் வெளிப்படும் அழிவுக்கான நிகழ் வாய்ப்பை விட ஏறத் தாழ ஆயிரம் மடங்கு குறைவு. எனவே, மூன்று காமாக் கதிர்கள் வெளிப் படும் நிகழ்வுகளின் எண்ணிக்கைக்கும், இரட்டைக் காமாக் கதிர்கள் வெளிப் படும் நிகழ்வுகளின் எண்ணிக்கைக்கும் இடையிலான தகவு, பாசிட்ரானைச் சூழ்ந்துள்ள எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கையை மிக நுட்பமாகப் பொறுத்திருக்கிறது.
பாசிட்ரோனியம் உருவாகி, அதன் பின்னர், மோதல்கள் எதுவும் ஏற்படாமலிருந்தால், மேற்காணும் தகவு 3:1 ஆக இருக்கும். உலோகம் போன்ற ஒரு தற்சுழற்சிச் சராசரியாக்கப் பட்டஊடகத்தில், பாசிட்ரோனியம் உருவாகாமல், பாசிட்ரான் ஒரு சிதறல் நிலையிலிருந்து அழியுமானால், இந்தத் தகவு ஆயிரம் மடங்கு சிறியதாகி விடுகிறது. அழிவு வாழ் நேரம் தற்சுழற்சிச் சார்ந்த நிகழ் வாய்ப்பை எதிர்பலிக்கிறது. வெற்றிடத்தில் சிறும ஆற்றல் நிலையிலுள்ள ஒற்றைத் தற்சுழற்சிப் பாசிட்ரோனியம் 1.25 X 10-10 நொடியில் அழிந்து, இரண்டு காமாக் கதிர்களை வெளியிடுகிறது. மூன்று தற்சுழற்சியுள்ள பாசிட்ரோனியம் 1.4 X 10-7 நொடி வரை நீடிக்கிறது. செறிவுள்ள ஓர் ஊடகத்தில், இந்நீண்ட வாழ்நாள் உள்ள பாசிட்ரோனியம், அடுத்துள்ள எலெக்ட்ரான்களுடன் இடை வினை செய்கிறது. அப்போது, வெளியிலிருந்து வரும் ஓர் எலெக்ட்ரான், அதிலுள்ள பாசிட்ரானுடன் மோதி, இரட்டைக் காமாக் கதிர் வெளிப்படும் முறையில், அழிவு ஏற்படுத்துவதால், அந்தப் பாசிட்ரோனியத்தின் வாழ் நேரம் பெரிதும் குறைந்து விடக் கூடும். இவ்வாறு, ஒரு சிக்கலான வகையில், பல விதமான வாழ் நேரங்கள் காணப் படுகின்றன.
இரட்டைக் காமாக் கதிர் கோணத் தொடர்பும், ஒரு சிக்கலான வாழ் நேரப் பரவீடு இருப்பதைக் காட்டுகிறது. ஊடகத்தின் அணுக்களில் கட்டுண்ட எலெக்ட்ரான்களுடன் மோதிப் பாசிட்ரான்கள் அழிவடையும் போது, வாழ் நேரப் பரவீடு அகன்றிருக்கும். பாசிட்ரோனியம் உருவாகும் சமயங்களில், அது தன் நிறை மைய உந்தத்திற்கு நேரிணையாக ஒரு குறுகிய முகட்டுப் பட்டையைத் தோற்றுவிக்கிறது.
ஆய்வுகள் மூலமாக, வெவ்வேறு சிதைவு வகைகளைப் பிரித்தறிய முடிகிறது. இதன் அடிப்படையில், பாசிட்ரோனியத்தின் உள்ளார்ந்த பண்புகளை ஆராய்வதற்கும், பாசிட்ரோனியமும், பாசிட்ரான்களும், அணுக்களுடனும், மூலக் கூறுகளுடனும் செய்யும் இடை வினைகளைக் கண்டு பிடிப்பதற்கும் பல முக்கியமான ஆய்வு உத்திகள் உருவாக்கப் பட்டுள்ளன. வளிமங்களில், மெது பாசிட்ரான்கள் சிதறும் முறைகள், பாசிட்ரோனியம் உருவாவது, பாசிட்ரோனியம் சிதறப் படுவது ஆகியவை முக்கியமாக, ஆய்வு செய்யப் படுகின்றன. கூட்டு மூலக் கூறுகளுடன் குறிப்பாக நீர்மங்களில் உள்ளவற்றுடன் பாசிட்ரானும், பாசிட்ரோனியமும் செய்யும் இடை வினைகளைப் பற்றிய ஆய்வுகள் ஒரு புதிய வேதியியல் துறையே உருவாக வழி செய்துள்ளன.
எளிய நீர்மங்களில், குறிப்பாக, நீர்ம ஹீலியத்தில் பாசிட்ரான் அழிவு ஏற்படும் போது, வியக்கத் தக்க அளவில் மிகுதியான நிகழ்வுகள் தோன்றுகின்றன. நீர்ம ஹீலியத்தில் தன்னிச்சையான எலெக்ட்ரான்கள் உண்டாக்கும் குமிழ்களைப் போலவே, பாசிட்ரோனியமும் தான் அழிவதற்கு முன்னால், ஒரு தன் நிலைப்புள்ள குவாண்டம் குமிழியை உண்டாக்குவதாக, ஆய்வுகளிலிருந்து உறுதியான சான்றுகள் கிடைத்திருக்கின்றன. இரட்டைக் காமாக் கதிர்களின் கோணத் தொடர்பைப் பயன் படுத்தி, இத்தகைய குமிழில் சிக்கிக் கொண்டிருக்கிற பாசிட்ரோனியத்தின் சுழிப் புள்ளி ஆற்றலை அளவிட முடியும். அதன் மூலம், குமிழின் ஆரத்தையும், கணக்கிட்டுக் கொள்கையடிப்படையில் பெறப் பட்ட மதிப்புடன் ஒப்பிட்டுப் பார்க்கலாம்.
கரிமத் திண்மங்களில் பாசிட்ரான் அழிவு ஆய்வுகளிலிருந்து தெரிய வரும் பல வகையான வாழ் நேர அளவுகளும், குறுகிய கோணத் தொடர்பு ஆக்கக் கூறுகளும், அவற்றில் ஓரளவுக்குப் பாசிட்ரோனியங்கள் தோன்றும் நிகழ் வாய்ப்புகள் இருப்பதாகத் தெரிவிக்கின்றன. பல வகையான வாழ் நேர ஆக்கக் கூறுகள் வெப்ப நிலை, அழுத்தம், படிகவியல் தன்மை ஆகியவற்றைப் பொறுத்திருப்பதிலிருந்து, இத்தகைய திண்மங்களில் பாசிட்ரோனியத்தின் நடத்தை பற்றிய தன்னிச்சைப் பருமக் (free volume) கொள்கை உருவாக்கப் பட்டது. குறைந்த அணு அடர்த்தியுள்ள பகுதிகளில் தோன்றுவதற்குப் பாசிட்ரான்கள் காட்டும் நாட்டத்தைப் பயன் படுத்தி, நீர்மப் படிகங்களிலும், பல்லுறுப்பிகளிலும் நிகழும் கட்ட மாற்றங்கள் (phase changes) ஆராயப் பட்டுள்ளன. அயனி நிலைப் படிகங்களில் பாசிட்ரான்கள் தலம் பெயர்ந்த நிலைகளிலிருந்து அழிவதுடன் சில, படிகத்தின் வெவ்வேறு பிழை மையங்களிலும் சிக்கிக் கொள்ளக் கூடும். பாசிட்ரோனியம் உருவாவதற்கான அறிகுறிகளும், ஒரு பாசிட்ரானும், எதிரின அயனிகளும் இணைந்த கட்டுண்ட நிலைகள் தோன்றுவதற்கான அறிகுறிகளும் காணப் படுகின்றன. ஆக்சைடுகளிலும், நிலைமை மிகவும் சிக்கலானதாகவே உள்ளது. ஆக்சைடு தூள்களை வைத்துச் செய்யப்பட்ட ஆய்வுகள், பாசிட்ரோனியம் உருவாவதற்கான பெரும் நிகழ் வாய்ப்பு இருப்பதையும், தூள்களிலிருந்து பாசிட்ரோனியம் விரவி, வெளிப் படுவதையும் காட்டுகின்றன. குவார்ட்ஸ் போன்ற சில ஒற்றைப் படிகங்களில் களர் துகள்களை ஓத்துள்ள ஒரு தலம் பெயர்ந்த பாசிட்ரோனியம் போன்ற நிலை காணப் பட்டு, ஆய்வு செய்யப்பட்டுள்ளது. உலோக இயற்பியலில், பாசிட்ரான் அழிவு உத்திகள் பலவிதமாகப் பயன் பட்டுள்ளன. உயர் தரமான ஒற்றைப் படிகங்களில், பாசிட்ரான்கள் தலம் பெயர்ந்த நிலைகளிலிருந்து அழிவுறுகின்றன. அவற்றின் நேர் மின் காரணமாக, அவை நேர் மின்னுள்ள அயனி மையங்களால் விலக்கப் படுகின்றன. அவை கடத்தல் எலெக்ட்ரான்களுடன் கூடி, இரட்டைக் காமாக் கதிர் உமிழ்வு முறையில் அழிகின்றன. இவ்விரு காமாக் கதிர்களின் திசைகளுக்கிடையிலான கோண வேறுபாட்டை நுட்பமாக அளவிட்டால், பாசிட்ரான் சந்திக்கும் எலெக்ட்ரான்களின் உந்த அடர்த்தியைப் பற்றிய விவரம் தெரிய வரும். உலோகங்களில் இந்தக் கோணத் தொடர்புகளில் ஏற்படும் கூரிய முறிவுகள், கடத்தல் பட்டை எலெக்ட்ரான்களின் ஃபெர்மி பரப்பின் நிலைக்கு நேரிணையானவை. ஒழுங்கு பிறழ்ந்த பதிலீட்டு உலோகக் கலவைகள் போன்ற பொருள்களில், வேறு எந்த முறையாலும் ஃபெர்மி பரப்பின் வடிவத்தையும், பரிமாணத்தையும் கண்டு பிடிக்க முடியாத போது, உயர் பிரிகைத் திறனுள்ள கோணத் தொடர் ஆய்வுகள் பயன் படுகின்றன.
சமம் (parity) பேணப் படாத கதிரியக்கப் பாசிட்ரான் சிதைவிலிருந்து வெளிப்படும் ஒரு திசைப் பட்ட தற்சுழற்சிகள் உள்ள பாசிட்ரான்களைப் பயன் படுத்தி, அயக் காந்த எலெக்ட்ரான்களின் உந்த அடர்த்தியைப் பற்றி விவரம் அறிய முடிகிறது. கடத்தல் எலெக்ட்ரான்கள் ஏறக் குறைய, தன்னிச்சையாக உள்ள அலுமினியம், கார உலோகங்கள் போன்றவற்றில் பாசிட்ரானின் வாழ் நேரம், காமாக் கதிர்களின் கோணத் தொடர்பு ஆகியவற்றை அளவிடுவதன் மூலம், பல பன்பொருள் இயற்பியல் கொள்கை ஆய்வு உத்திகள் சரியானவையா என்பதைக் கண்டறிய முடிந்திருக்கிறது. பல உலோக அமைப்புகளில், பாசிட்ரானின் நடத்தை தெளிவாகப் புரிந்து கொள்ளப் பட்டிருப்பதாலும், பாசிட்ரான்–எலெக்ட்ரான் இடை வினைகள் நன்கு விளக்கப் பட்டிருப்பதாலும், எலெக்ட்ரான் பட்டைக் கட்டமைப்பின் அடிப்படையில், இரட்டைக் காமாக் கதிர்க் கோணத் தொடர்பைப் பகுப்பாய்வு செய்து, எலெக்ட்ரான் அலைச் சார்பெண்களின் தன்மையை ஆய்ந்து பார்க்க முடிகிறது.
பாசிட்ரான்களின் வாழ் நேரங்களைக் கவனத்துடன் அளவிட்டதிலிருந்து, அவை அணுக் காலியிடங்கள், இடப் பெயர்ச்சிகள், நுண் துளைகள் போன்ற அணிக் கோவைப் பிழைகளில் சிக்கி விட முடியும் என்பது தெரிய வந்திருக்கிறது. தலமாக்கப் பட்ட நிலையில், பாசிட்ரான் ஒரு குறைந்த மின்னடர்த்தியைச் சந்திக்கும் காரணத்தால், அதன் வாழ் நேரம் மிகுதியாகிறது. அழிவு மூலக் காமாக் கதிர்களின் ஆற்றலும், இரட்டைக் காமாக் கதிர்க் கோணத் தொடர்பும், உந்த அடர்த்தியிலும், ஒப்பான ஒரு மாற்றத்தைக் காட்டுகின்றன. இவ்விளைவுகளைப் பயன் படுத்தி, உலோகவியல் சிக்கல்களை நுணுக்கமாக ஆய்வு செய்ய முடிகிறது. எடுத்துக் காட்டாக, ஓர் உலோகத்தின் வெப்ப நிலை உயரும் போது, வெற்றிடங்களின் எண்ணிக்கை மிகுந்து கொண்டே போகிறது. அதன் காரணமாகப் பாசிட்ரான் வாழ் நேரப் பரவீட்டில் ஏற்படும் மாற்றங்களை ஆய்வதன் மூலம், வெற்றிட உருவாக்க ஆற்றலைக் கண்டு பிடிக்க முடிகிறது. சூடாக்கி மெல்லக் குளிர்விப்பது, சூடாக்கித் திடீரெனக் குளிர்விப்பது போன்ற பல ஆய்வுகள் உலோகங்களிலும், உலோகக் கலவைகளிலும் செய்யப் பட்டுள்ளன. எலெக்ட்ரான்களாலும், நியூட்ரான்களாலும் ஏற்படுத்தப் படுகிற கதிரியக்க அழிவினால் வெற்றிடக் கொத்துகள், நுண் துளைகள் ஆகியவை தோன்றுவதையும், பாசிட்ரான் அழிவு அளவீட்டு முறைகளால் கண்டு பிடிக்கலாம். பொருள்களைச் சிதையாமல் சோதிக்கும் உத்திகளில் இவற்றைப் பயன் படுத்த, பல ஆய்வுக் குழுக்கள் முயன்று வருகின்றன. —கே. என். ராமச்சந்திரன் நூலோதி. A.T Stewart and L.O. Roelling, Position Annhilation, Academic Press, New York, 1967.
மூலம் · source: அறிவியல் களஞ்சியம் — தமிழ்ப் பல்கலைக்கழகம் — CC BY-SA 4.0 (தொகுதி 10, பக். 917)
திருத்து / பொருள் சேர் · Edit or add a sense
வரலாறு · History (பதிப்பு 1)
JSON
⚑ புகார் · Report a problem
மேற்கோள் காட்ட · Cite this entry
நிலையான முகவரி · Permanent address: https://nigandu.oliyonresearch.com/e/476sxacd/
தமிழ்“செறி பருப் பொருளில் பாசிட்ரான் அழிப்பு”, ஒளியோன் நிகண்டு, Oliyon Research, பதிப்பு 1, 2026-10-26, https://nigandu.oliyonresearch.com/e/476sxacd/APA
Oliyon Research. (2026). செறி பருப் பொருளில் பாசிட்ரான் அழிப்பு. In Oliyon Nigandu (rev. 1). https://nigandu.oliyonresearch.com/e/476sxacd/MLA
"செறி பருப் பொருளில் பாசிட்ரான் அழிப்பு." Oliyon Nigandu, Oliyon Research, rev. 1, 2026-10-26, https://nigandu.oliyonresearch.com/e/476sxacd/.
கருத்துரை · Discussion
இன்னும் கருத்துகள் இல்லை · No comments yet.
உள்நுழைந்து கருத்து தெரிவிக்கலாம் · Sign in to comment