ಗ್ಯಾಮಕ್ಷಯ

ಗ್ಯಾಮಕ್ಷಯ ಎಂದರೆ ಆಲ್ಫ ಅಥವಾ ಬೀಟ ಕ್ಷಯದ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಉದ್ದೀಪ್ತ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿರುವ ಒಂದು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಗ್ಯಾಮಕಿರಣವನ್ನು ಹೊರದೂಡಿ ಕೆಳಗಿನ ಒಂದು ಉದ್ದೀಪ್ತ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಇಲ್ಲವೆ ಭೂಮಟ್ಟಕ್ಕೆ ಬರುವ ಕ್ರಿಯೆ (ಗ್ಯಾಮ ಡಿಕೆ). ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸಿನ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಸ್ತರಕ್ಕೂ ಅಂದರೆ ಪ್ರಾವಸ್ಥೆಗೂ (ಫೇಸ್) ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಶಕ್ತಿ, ಕೋನ ಸಂವೇಗ (ಆ್ಯಂಗ್ಯುಲರ್ ಮೊಮೆಂಟಮ್) ಮತ್ತು ಪ್ಯಾರಿಟಿಗಳಿರುತ್ತವೆ. ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸಿನ ಪ್ರಾವಸ್ಥಾ ಪರಿವರ್ತನೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ವಿಶಿಷ್ಟ ಗುಣಗಳಿವು.

ಗ್ಯಾಮಕ್ಷಯವನ್ನು ಅರ್ಥ ಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸನ್ನು ವೈದ್ಯುತ ಮತ್ತು ಕಾಂತೀಯ ಬಹುಧ್ರುವಗಳ ಸಂಯೋಜನೆ ಎಂದು ಭಾವಿಸಬಹುದು. ಪ್ರೋಟಾನುಗಳ ಹಂಚಿಕೆಯಿಂದ ವೈದ್ಯುತ ಬಹುಧ್ರುವಗಳನ್ನೂ, ಅವುಗಳ ಚಲನೆಯಿಂದುಂಟಾದ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹಗಳಿಂದ ಕಾಂತೀಯ ಬಹುಧ್ರುವಗಳನ್ನೂ ಚಿತ್ರಿಸಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಈ ಬಹುಧ್ರುವಗಳ ಸರಳ ಸಂಗತ ಆಂದೋಳನಗಳಿಂದ ಗ್ಯಾಮಕಿರಣಗಳು ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತವೆ.

ಗ್ಯಾಮಕ್ಷಯದಲ್ಲಿ ಒಟ್ಟು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಶಕ್ತಿ, ಕೋನಸಂವೇಗ ಮತ್ತು ಪ್ಯಾರಿಟಿಗಳು ನಿಯತವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಹೊರದೂಡಿದ ಗ್ಯಾಮ ಕಿರಣದ ಶಕ್ತಿ ΔE ಮತ್ತು ಕೋನ ಸಂವೇಗ L ಇವೆ ಎಂದುಕೊಳ್ಳೋಣ. ಆಗ ಅದರ ಪ್ಯಾರಿಟಿ (-1)^L ಆಗಿರುತ್ತವೆ. ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸಿನ ಆರಂಭಶಕ್ತಿ, ಕೋನ ಸಂವೇಗ ಮತ್ತು ಪ್ಯಾರಿಟಿಗಳು ಅನುಕ್ರಮವಾಗಿ E_i, J_i ಮತ್ತು π_a ಆಗಿರಲಿ. ಗ್ಯಾಮ ಕ್ಷಯವಾದ ಬಳಿಕ ಈ ಪ್ರಾಚಲಗಳ ಮೌಲ್ಯಗಳು E_f, J_f ಮತ್ತು π_b ಆಗಿದ್ದರೆ ಆಗ

ΔE = E_i - E_f ..................…(1)

|J_i - J_f| ≤ L ≤ J_i + J_f ........................…(2)

π_a = π_bπ_γ ..............................…(3)

ಎಂದು ಬರೆಯಬಹುದು. ಇಲ್ಲಿ π_γ ಗ್ಯಾಮಕಿರಣದ ಪ್ಯಾರಿಟಿ. ವೈದ್ಯುತ ಮತ್ತು ಕಾಂತೀಯ ಬಹುಧ್ರುವ ಪ್ರಾವಸ್ಥಾ ಪರಿವರ್ತನೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ಯಾರಿಟಿ ಚಿಹ್ನೆಯನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಲೂಬಹುದು; ಅಥವಾ ಬದಲಾಯಿಸದೆಯೂ ಇರಬಹುದು. ಪ್ಯಾರಿಟಿ ಬದಲಾವಣೆ (-1)^L ಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ನಡೆದರೆ ಅಂಥ ಪ್ರಾವಸ್ಥಾ ಪರಿವರ್ತನೆಯನ್ನು ವೈದ್ಯುತ ಬಹುಧ್ರುವ ಪ್ರಾವಸ್ಥಾಪರಿವರ್ತನೆಯೆಂದೂ, (-1)^L+1 ಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ನಡೆದರೆ ಅಂಥ ಪ್ರಾವಸ್ಥಾ ಪರಿವರ್ತನೆಯನ್ನು ಕಾಂತೀಯ ಬಹುಧ್ರುವ ಪ್ರಾವಸ್ಥಾ ಪರಿವರ್ತನೆಯೆಂದೂ ಕರೆಯುತ್ತೇವೆ. ಇದಕ್ಕೆ ಕಾರಣ ತತ್ಸಂಬಂಧವಾದ ಅಲೆಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಗುಣಗಳೇ. ಪ್ರಾವಸ್ಥಾ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಬಹುಧ್ರುವೀಯತೆಯನ್ನು 2^L ತಿಳಿಸುತ್ತದೆ. L=1 ಆಗಿದ್ದರೆ ಅಂಥ ಪ್ರಾವಸ್ಥಾ ಪರಿವರ್ತನೆಗೆ ದ್ವಿಧ್ರುವ ಪ್ರಾವಸ್ಥಾ ಪರಿವರ್ತನೆಯೆಂದು ಹೆಸರು. L=2 ಮತ್ತು 3 ಆಗಿದ್ದರೆ ಅಂಥವುಗಳಿಗೆ ಚತುಧ್ರುವ ಮತ್ತು ಅಷ್ಟಧ್ರುವ ಪ್ರಾವಸ್ಥಾ ಪರಿವರ್ತನೆಗಳೆಂದು ಹೆಸರು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಈ ಕೆಳಗಿನ ಕೆಲವು ಪ್ರಾವಸ್ಥಾ ಪರಿವರ್ತನೆಗಳನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಬಹುದು.

J_i = 1⁺ → J^f = 0⁺ ................................…(4)

ತತ್ಸಂಬಂಧವಾದ ಸ್ಥಿತಿ ಸಮಪ್ಯಾರಿಟಿಯನ್ನು (even parity) ಹೊಂದಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಚಿಹ್ನೆ + ತಿಳಿಸುತ್ತದೆ. ಇಲ್ಲಿ ಪ್ಯಾರಿಟಿಯಲ್ಲಿ ಬದಲಾವಣೆಯಾಗಿಲ್ಲ. L=1 ಪ್ಯಾರಿಟಿ ಬದಲಾವಣೆ ಆಗದಿರಬೇಕಾದರೆ ಈ ಪ್ರಾವಸ್ಥಾಪರಿವರ್ತನೆ (-1)^L+1 ನಿಯಮದಂತೆ ಆಗಿರಬೇಕು. ಅಂದರೆ ಇದನ್ನು ಕಾಂತೀಯ ದ್ವಿಧ್ರುವ ಪ್ರಾವಸ್ಥಾಪರಿವರ್ತನೆಯೆಂದು ಕರೆಯಬಹುದು. ಇದನ್ನು M1 (ಎಮ್ ಒಂದು) ಪ್ರಾವಸ್ಥಾಪರಿವರ್ತನೆಯೆಂದು ಸಹ ಕರೆಯುತ್ತೇವೆ. ಹೀಗೆಯೇ ಕಾಂತೀಯ ಚತುರ್ಧ್ರುವ ಮತ್ತು ಅಷ್ಟಧ್ರುವ ಪ್ರಾವಸ್ಥಾಪರಿವರ್ತನೆಗಳನ್ನು M2 ಮತ್ತು M3 ಪ್ರಾವಸ್ಥಾಪರಿವರ್ತನೆಗಳೆಂದು ಕರೆಯುತ್ತೇವೆ.

J_i = 1^- → J_f = 0⁺ ............................(5)

ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸಿನ ಆರಂಭಸ್ಥಿತಿ ಅಸಮಪ್ಯಾರಿಟಿಯನ್ನು (odd parity) ಹೊಂದಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಚಿಹ್ನೆ - ತೋರಿಸಿದರೆ ಅದರ ಅಂತಿಮ ಸ್ಥಿತಿ ಸಮಪ್ಯಾರಿಟಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಚಿಹ್ನೆ + ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಇಲ್ಲಿ ಪ್ಯಾರಿಟಿ ಬದಲಾವಣೆ ಆಗಿದೆ. L=1 ಪ್ಯಾರಿಟಿ ಬದಲಾವಣೆ ಆಗಬೇಕಾದರೆ ಈ ಪ್ರಾವಸ್ಥಾಪರಿವರ್ತನೆ (-1)^L ನಿಯಮದಂತೆ ಆಗಿರಬೇಕು. ಅಂದರೆ ಇದನ್ನು ವೈದ್ಯುತ ದ್ವಿಧ್ರುವ ಪ್ರಾವಸ್ಥಾಪರಿವರ್ತನೆ ಎಂದು ಕರೆಯಬಹುದು. ಇದನ್ನು E1 ಪ್ರಾವಸ್ಥಾಪರಿವರ್ತನೆ ಎಂದು ಸಹ ಕರೆಯುತ್ತೇವೆ. ಹೀಗೆಯೇ ವೈದ್ಯುತ ಚತುರ್ಧ್ರುವ ಮತ್ತು ಅಷ್ಟಧ್ರುವ ಪ್ರಾವಸ್ಥಾಪರಿವರ್ತನೆಗಳನ್ನು E2 ಮತ್ತು E3 ಪ್ರಾವಸ್ಥಾಪರಿವರ್ತನೆಗಳೆಂದು ಕರೆಯುತ್ತೇವೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಧ್ರುವ ಪ್ರಾವಸ್ಥಾಪರಿವರ್ತನೆಗಳನ್ನು 16, 32 ಇತ್ಯಾದಿ ಧ್ರುವ ಪ್ರಾವಸ್ಥಾಪರಿವರ್ತನೆಗಳೆಂದು ಕರೆಯಬಹುದು.

$J_{i}={\frac {3}{2}}^{+}\to J_{f}={\frac {1}{2}}^{+}$.............................…(6)

ಈಗ 1 ≤ L ≤ 2 ಮತ್ತು ಪ್ಯಾರಿಟಿ ಬದಲಾವಣೆಯಾಗಿಲ್ಲ. ಆದ್ದರಿಂದ M1 ಮತ್ತು E2 ಪ್ರಾವಸ್ಥಾಪರಿವರ್ತನೆಗಳೆರಡೂ ಇಲ್ಲಿ ಸಾಧ್ಯ. ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸಿನ ಪ್ರಾವಸ್ಥಾಪರಿವರ್ತನೆ M1 ಮತ್ತು E2 ಪ್ರಾವಸ್ಥಾ ಪರಿವರ್ತನೆಗಳೆರಡರ ಮಿಶ್ರಣವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ವೈದ್ಯುತ ಬಹುಧ್ರುವ ಪ್ರಾವಸ್ಥಾಪರಿವರ್ತನೆಗಳ ಸಂಭಾವ್ಯತೆ ಕಾಂತೀಯ ಬಹುಧ್ರುವ ವಪ್ರಾವಸ್ಥಾಪರಿವರ್ತನೆಗಳ ಸಂಭಾವ್ಯತೆಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು. ಯಾವುದೇ ಬಗೆಯ ಪ್ರಾವಸ್ಥಾಪರಿವರ್ತನೆಯೂ ತತ್ಸಂಬಂಧವಾದ ಬಹುಧ್ರುವೀಯತೆ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ.