प्लाज्मा दोलन इलेक्ट्रॉनों को गर्म करता है

शोधकर्ताओं ने कम तापमान वाले प्लाज़मा में इलेक्ट्रॉन हीटिंग के रहस्य को सुलझाया

Capacitively प्रयोग में उच्च आवृत्ति प्लाज्मा युग्मित © आरयूबी
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बोचुम शोधकर्ताओं ने अब कम तापमान वाले प्लाज़मा में इलेक्ट्रॉन हीटिंग के रहस्य की खोज की है - और इस तरह दशकों के सवाल का जवाब मिल गया है कि इन प्लास्मा में इलेक्ट्रॉन इतने गर्म क्यों होते हैं: सतह परत के अरेखीय व्यवहार के कारण, प्लाज्मा में विद्युत प्रवाहित होने वाला प्रवाह, प्रत्यक्ष रूप से इससे जुड़ी विद्युत शक्ति में वृद्धि होती है और इस प्रकार प्लाज्मा के ताप में भी वृद्धि होती है।

इस अज्ञात अज्ञात तंत्र के बारे में, तथाकथित "गैर-रैखिक इलेक्ट्रॉन प्रतिध्वनि ताप", शोधकर्ताओं ने रुहर विश्वविद्यालय बोचुम (आरयूबी) के उत्कृष्टता केंद्र "प्लाज्मा साइंस एंड टेक्नोलॉजी" (सीपीएसटी) से पत्रिका के वर्तमान अंक में रिपोर्ट की "भौतिक पत्रों की समीक्षा करें ”।

30 साल के बाद समझना

अपने शोध परिणामों के साथ, बोचम के इलेक्ट्रिकल इंजीनियर थॉमस मुसेनब्रोक और प्रोफेसर राल्फ पीटर ब्रिंकमैन, बर्कले में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के सहयोगियों और प्रोफेसर माइक लिबरमैन के साथ मिलकर 30 से अधिक वर्षों के लिए औद्योगिक तथाकथित कैपेसिटिव कम तापमान वाले प्लास्मास को मौलिक रूप से समझने में मदद कर रहे हैं।

“1970 के दशक से, प्लास्मा के कामकाज पर एक जीवंत तकनीकी बहस हुई है, लेकिन इससे कोई निर्णायक नतीजा नहीं निकला है। विशेष रूप से, ऊर्जा युग्मन का सटीक तंत्र पूरी तरह से समझा नहीं गया है, "मुसेनब्रोक कहते हैं। "प्लास्मा की खोज और शोषण के बाद से, प्लाज्मा व्यवहार और वास्तविक माप की सैद्धांतिक भविष्यवाणियों के बीच स्पष्ट अंतर हैं।" आरयूबी पर खोजा गया तंत्र पहली बार कम तापमान वाले प्लाज़मा में हीटिंग तंत्र की पूरी तरह से व्याख्या करने के लिए एक नया दृष्टिकोण प्रदान करता है।

विभिन्न प्रकार के प्लास्म

प्लाज्मा के बिना, कोई पेंटियम नहीं: विद्युत रूप से उत्साहित गैसों की मदद से, माइक्रोचिप्स पर संरचनाओं, उदाहरण के लिए, नैनोमीटर रेंज में वाष्प-जमा करने वाली सामग्री को हटाकर छापा जा सकता है। प्लाज्मा आधारित प्रक्रियाएं आज पहले से ही माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक में सभी प्रक्रिया चरणों का लगभग आधा हिस्सा हैं। न केवल यहां, प्लास्मा अपरिहार्य हैं, बल्कि प्रकाश, पर्यावरण और चिकित्सा प्रौद्योगिकी में भी हैं। प्रदर्शन

उपयोग किए जाने वाले कम तापमान वाले प्लाज़मा के विशेष गुणों में से एक में कई 10, 000 डिग्री सेल्सियस के तापमान वाले इलेक्ट्रॉन होते हैं - मौजूदा आयनों और तटस्थ परमाणुओं और अणुओं के विपरीत जो कमरे के तापमान पर अपेक्षाकृत ठंडे होते हैं - सूर्य के विपरीत उच्च तापमान वाले प्लाज्मा के साथ। केवल यह थर्मल असंतुलन रासायनिक प्रतिक्रियाओं और अन्य प्रक्रियाओं की अनुमति देता है, जो कम तापमान प्लाज़्मा को इतना बहुमुखी बनाता है।

लक्षित उपयोग के लिए कुंजी

इलेक्ट्रान क्यों इतना गर्म हो सकता है, विशेष रूप से बहुत कम गैस के दबाव पर, यह सवाल अभी पूरी तरह से स्पष्ट नहीं हो पाया है। सैद्धांतिक रूप से और प्रयोगात्मक रूप से, CPST के शोधकर्ता नॉनलाइनियर इलेक्ट्रॉन अनुनाद ताप को प्रदर्शित करने में सक्षम थे। तंत्र का आधार प्लाज्मा को कंपन करने की प्रवृत्ति है। रोमांचक एक निश्चित कंपन द्वारा - तथाकथित प्लाज्मा किनारे परत के गैर-रैखिक व्यवहार के आधार पर - प्लाज्मा में विद्युत प्रवाह को फेंक दिया जाता है।

सैद्धांतिक अध्ययनों से पता चला है कि इलेक्ट्रॉन अनुनाद ताप ऊर्जा युग्मन की क्षमता से दोगुना से अधिक हो सकता है। प्रोफेसर Uwe Czarnetzki और प्रोफेसर पीटर Awakowicz द्वारा CPST में प्रयोगशाला प्रयोगों ने इस परिणाम की पुष्टि की।

इसी समय, आरयूबी शोधकर्ता यह समझने के लिए एक नया प्रारंभिक बिंदु प्रदान कर रहे हैं कि कैसे उन्हें यथासंभव कुशलता से उत्पन्न करने के लिए विद्युत उत्तेजनाओं को उत्तेजित करना है। "इलेक्ट्रान प्रतिध्वनि को तंत्र को गति में स्थापित करने के लिए चुनिंदा रूप से नियंत्रित किया जा सकता है", मुसेनब्रोक का कहना है।

(idw - रुहर-यूनिवर्सिटी बोचुम, 29.08.2008 - डीएलओ)