ടെസ്‌ല (ഏകകം)

അന്താരാഷ്ട്ര ഏകകവ്യവസ്ഥ പ്രകാരം മാഗ്നറ്റിക് ബി-ഫീൽഡ് ശക്തിയുടെ (കൂടാതെ, മാഗ്നറ്റിക് ഫ്ലക്സ് ഡെൻസിറ്റി) ഡിറൈവ്ഡ് യൂണിറ്റാണ് ടെസ്‍ല (ചിഹ്നം: T).

ടെസ്‌ല
ഏകകവ്യവസ്ഥ	SI derived unit
അളവ്	Magnetic B-field Magnetic flux density
ചിഹ്നം	T
Named after	നിക്കോള ടെസ്‍ല
Derivation:	1 T = 1 Wb/m2
1 T ...	... സമം ...
SI base units	1 kg⋅s−2⋅A−1
Gaussian units	1×104 G

ഒരു ടെസ്‌ല ഒരു ചതുരശ്ര മീറ്ററിന് ഒരു വെബറിന് തുല്യമാണ്. സ്ലൊവേനിയൻ ഇലക്ട്രിക്കൽ എഞ്ചിനീയർ ഫ്രാൻസ് അവീന്റെ നിർദ്ദേശപ്രകാരം 1960 ൽ അളവുതൂക്കങ്ങൾക്കായുള്ള അന്താരാഷ്ട്രയോഗത്തിലാണ് ഈ യൂണിറ്റ് പ്രഖ്യാപിച്ചത്.^[1] ശാസ്ത്രജ്ഞൻ നിക്കോള ടെസ്‌ലയുടെ ബഹുമാനാർത്ഥം ആണ് ഈ പേര് നൽകിയത്.

ഭൂമിയിലെ സ്ഥിര കാന്തങ്ങളിൽ ഏറ്റവും ശക്തമായ ഫീൽഡുകൾ ഹാൽബാക്ക് ഗോളങ്ങളിൽ നിന്നുള്ളതാണ്, അവയ്ക്ക് 4.5 T-ൽ കൂടുതൽ ആകാം. ഏറ്റവും ഉയർന്ന സസ്റ്റൈൻഡ് പൾസ്ഡ് കാന്തികക്ഷേത്രത്തിനുള്ള റെക്കോർഡ് നേടിയ, ലോകത്തിലെ ആദ്യത്തെ 100-ടെസ്‌ല നോൺ-ഡിസ്ട്രക്റ്റീവ് കാന്തികക്ഷേത്രം നാഷണൽ ഹൈ മാഗ്നെറ്റിക് ഫീൽഡ് ലബോറട്ടറിയുടെ ലോസ് അലാമോസ് നാഷണൽ ലബോറട്ടറി കാമ്പസിലെ ശാസ്ത്രജ്ഞരാണ് നിർമ്മിച്ചത്.^[2] 2018 സെപ്റ്റംബറിൽ ടോക്കിയോ സർവകലാശാലയിലെ ഗവേഷകർ സൃഷ്ടിച്ച 1200 T ഫീൽഡ് ഇലക്ട്രോമാഗ്നറ്റിക് ഫ്ലക്സ്-കംപ്രഷൻ ടെക്നിക് ഉപയോഗിച്ച് 100 മൈക്രോസെക്കൻഡ് നീണ്ടുനിന്നു.^[3]

നിർവചനം

ലോറന്റ്സ് ഫോഴ്‌സ് നിയമമനുസരിച്ച് ഒരു കൂളമ്പിന്റെ ചാർജ് വഹിക്കുകയും ഒരു ടെസ്‌ലയുടെ കാന്തികക്ഷേത്രത്തിലൂടെ സെക്കൻഡിൽ ഒരു മീറ്റർ വേഗതയിൽ ലംബമായി നീങ്ങുകയും ചെയ്യുന്ന ഒരു പാർട്ടിക്കിൾ ഒരു ന്യൂട്ടൺ മാഗ്‌നിറ്റ്യൂഡ് ഉള്ള ഒരു ശക്തി അനുഭവിക്കുന്നു. ഒരു എസ്‌ഐ ഡെറിവേഡ് യൂണിറ്റ് എന്ന നിലയിൽ, ടെസ്‌ലയെ ഇതുപോലെയും പരാമർശിക്കാം.

${\displaystyle {\text{T}}={\dfrac {{\text{V}}{\cdot }{\text{s}}}{{\text{m}}^{2}}}={\dfrac {\text{N}}{{\text{A}}{\cdot }{\text{m}}}}={\dfrac {\text{J}}{{\text{A}}{\cdot }{\text{m}}^{2}}}={\dfrac {{\text{H}}{\cdot }{\text{A}}}{{\text{m}}^{2}}}={\dfrac {\text{Wb}}{{\text{m}}^{2}}}={\dfrac {\text{kg}}{{\text{C}}{\cdot }{\text{s}}}}={\dfrac {{\text{N}}{\cdot }{\text{s}}}{{\text{C}}{\cdot }{\text{m}}}}={\dfrac {\text{kg}}{{\text{A}}{\cdot }{\text{s}}^{2}}}}$

(ലാസ്റ്റ് ഇക്വലന്റ് അന്താരാഷ്ട്ര ഏകകവ്യവസ്ഥ - മൗലിക ഏകകങ്ങളിലാണ് ).

ഇവിടെ A = ആമ്പിയർ, C = കൂലോംബ്, kg = കിലോഗ്രാം, m = മീറ്റർ, N = ന്യൂട്ടൺ, s = സെക്കൻഡ്, H = ഹെൻറി, V = വോൾട്ട്, J = ജൂൾ, Wb = വെബർ എന്നിങ്ങനെയാണ്

ഇലക്ട്രിക് വേഴ്സസ് മാഗ്നറ്റിക് ഫീൾഡ്

ലോറന്റ്സ് ഫോഴ്സിന്റെ ഉൽ‌പാദനത്തിൽ, വൈദ്യുത മണ്ഡലങ്ങളും കാന്തികക്ഷേത്രങ്ങളും തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം, ചാർജ്ജ് ചെയ്ത ഒരു കണികയിലെ കാന്തികക്ഷേത്രത്തിൽ നിന്നുള്ള ഒരു ശക്തി സാധാരണയായി ചാർജ്ജ് ചെയ്യപ്പെട്ട കണങ്ങളുടെ ചലനം മൂലമാണ്,^[4] അതേസമയം ചാർജ്ഡ് കണത്തിൽ ഒരു വൈദ്യുത മണ്ഡലം നൽകുന്ന ശക്തി കണങ്ങളുടെ ചലനം മൂലമല്ല. എം‌കെ‌എസ് സിസ്റ്റത്തിലെ ഇലക്ട്രിക് ഫീൽഡിന്റെ യൂണിറ്റ് ന്യൂട്ടൺ പെർ കൂളമ്പാണ് (N/C), കാന്തികക്ഷേത്രം (ടെസ്‌ലയിൽ) N / (C⋅m / s) എന്ന് എഴുതാം. രണ്ട് തരം ഫീൽഡുകൾ തമ്മിലുള്ള ഡിവൈഡിങ് ഫാക്റ്റർ മീറ്റർ പെർ സെക്കൻഡ് (m / s) ആണ്, ഇത് വേഗതയാണ്. ഒരു സ്റ്റാറ്റിക് വൈദ്യുതകാന്തികമണ്ഡലം പൂർണ്ണമായും കാന്തികമാണോ അതോ പൂർണ്ണമായും വൈദ്യുതമാണോ അല്ലെങ്കിൽ ഇവയുടെ ചില സംയോജനമാണോ എന്നത് റഫറൻസ് ഫ്രെയിമിനെ (അതായത്, ഫീൽഡുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ഉള്ള വേഗത) ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.^[5][6]

ഫെറോമാഗ്നറ്റുകളിൽ, കാന്തികക്ഷേത്രം സൃഷ്ടിക്കുന്ന ചലനം ഇലക്ട്രോൺ സ്പിൻ^[7] (കുറച്ച് ഇലക്ട്രോൺ ഓർബിറ്റൽ ആംഗുലാർ മൊമെന്റവും) ആണ്. കറണ്ട് കാരിയിങ്ങ് വയറിൽ (വൈദ്യുതകാന്തങ്ങൾ) ചലനം സംഭവിക്കുന്നത് വയർ വഴി നീങ്ങുന്ന ഇലക്ട്രോണുകളിലൂടെയാണ് (വയർ നേരായോ വൃത്താകൃതിയിലോ ആകട്ടെ).

പരിവർത്തനങ്ങൾ

ഒരു ടെസ്‌ല ഇതിന് തുല്യമാണ്:^[8] 

സിജിഎസ് സിസ്റ്റത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന 10,000 (അല്ലെങ്കിൽ 10 ⁴ ) G (ഗോസ്). അങ്ങനെ, 10kG = 1T (ടെസ്‌ല), 1G = 10 ⁻⁴ T= 100 μT (മൈക്രോടെസ്ല).

ജിയോഫിസിക്‌സിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന 1,000,000,000 (അല്ലെങ്കിൽ 10 ⁹ ) γ (ഗാമാ).^[9] അങ്ങനെ, 1γ= 1nT (നാനോടെസ്ല).

¹H ന്യൂക്ലിയസ് ആവൃത്തിയുടെ 42.6 മെഗാഹെർട്സ്, എൻ.എം.ആർ. ൽ. അങ്ങനെ, എൻ‌എം‌ആറുമായി ബന്ധപ്പെട്ട കാന്തികക്ഷേത്രം 1GHz ന് 23.5 T ആണ്.

ഒരു ടെസ്‌ല 1 V⋅s / m ^{2 ന്} തുല്യമാണ്. ശൂന്യതയിലെ പ്രകാശത്തിന്റെ വേഗത^[10] c = (ε₀μ₀)^−1/2 എസ്.ഐ മൂല്യങ്ങൾ c (2.998×10⁸ m/s), വാക്വം പെർമിറ്റിവിറ്റി ε₀ (8.85×10⁻¹² A⋅s/(V⋅m)), വാക്വം പെർമിയബിലിറ്റി μ₀ (12.566×10⁻⁷ T⋅m/A) എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് ഇത് കാണിക്കാൻ കഴിയും. അക്കങ്ങളുടെയും യൂണിറ്റുകളുടെയും ക്യാന്സലേഷൻ ഈ ബന്ധം സൃഷ്ടിക്കുന്നു.

ഉദാഹരണങ്ങൾ

ആരോഹണ ക്രമത്തിൽ ഫീൽഡ് ശക്തിയുടെ ഇനിപ്പറയുന്ന ഉദാഹരണങ്ങൾ പട്ടികപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു.

• 3.2×10⁻⁵T (31.869&μT) - 0 ° അക്ഷാംശം, 0 ° രേഖാംശത്തിൽ ഭൂമിയുടെ ഭൂകാന്തശക്തി
• 5×10⁻³T (5mT) - ഒരു സാധാരണ റഫ്രിജറേറ്റർ കാന്തത്തിന്റെ ശക്തി
• 0.3T - സൗരോർജ്ജ സൂര്യപ്രകാശത്തിന്റെ ശക്തി
• 1.25T - ഒരു നിയോഡീമിയം കാന്തത്തിന്റെ ഉപരിതലത്തിലെ മാഗ്നറ്റിക് ഫ്ലക്സ് ഡെൻസിറ്റി
• 1T മുതൽ 2.4T വരെ- ഒരു സാധാരണ ഉച്ചഭാഷിണി കാന്തത്തിന്റെ കോയിൽ ഗ്യാപ്പ്
• 1.5T മുതൽ 3T വരെ - പ്രായോഗിക മെഡിക്കൽ മാഗ്നറ്റിക് റെസൊണൻസ് ഇമേജിംഗ് സിസ്റ്റങ്ങളുടെ ശക്തി, പരീക്ഷണാത്മകമായി ഇത് 17 ടി വരെ വരാം^[11]
• 4T - സി‌ആർ‌എൻ‌ ലെ സി‌എം‌എസ് ഡിറ്റക്ടറിന് ചുറ്റും നിർമ്മിച്ച സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിംഗ് കാന്തത്തിന്റെ ശക്തി^[12]
• 5.16T - പ്രത്യേകം രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത റൂം ടെമ്പറേച്ചർ ഹാൽബാക്ക് അറേ ശക്തി^[13]
• 8T - ലാർജ് ഹാഡ്രോൺ കൊളൈഡർ കാന്തങ്ങളുടെ ശക്തി
• 11.75T - INUMAC കാന്തങ്ങളുടെ ശക്തി, ഏറ്റവും വലിയ MRI സ്കാനർ^[14]
• 13T - സൂപ്പർകണ്ടക്ടിംഗ് ഐടിഇആർ മാഗ്നറ്റ് സിസ്റ്റത്തിന്റെ ശക്തി^[15]
• 14.5T - ഫെർമിലാബിലെ ആക്സിലറേറ്റർ സ്റ്റിയറിംഗ് മാഗ്നറ്റിനായി രേഖപ്പെടുത്തിയ ഏറ്റവും ഉയർന്ന കാന്തികക്ഷേത്ര ശക്തി^[16]
• 16T - ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിനുള്ള 2000 ഇഗ് നൊബേൽ സമ്മാനം അനുസരിച്ച് ഒരു തവളയെ ഉയർത്താൻ^[17] (അതിന്റെ ശരീര കോശങ്ങളിലെ ജലത്തിന്റെ ഡയമാഗ്നറ്റിക് ലെവിറ്റേഷൻ വഴി) ആവശ്യമായ കാന്തികക്ഷേത്ര ശക്തി^[18]
• 17.6T - 2014 ജൂലൈയിലെ ഒരു ലാബിലെ സൂപ്പർകണ്ടക്ടറിലെ ഏറ്റവും ശക്തമായ ഫീൽഡ്^[19]
• 27T - ക്രയോജനിക് താപനിലയിൽ സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിംഗ് വൈദ്യുതകാന്തികങ്ങളുടെ പരമാവധി ഫീൽഡ് ശക്തി
• 35.4T - ഒരു ബാഗ്രൌണ്ട് മാഗ്നറ്റിക് ഫീൾഡിൽ ഒരു സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിംഗ് വൈദ്യുതകാന്തികതയുടെ നിലവിലെ (2009) ലോക റെക്കോർഡ്^[20]
• 45T - കണ്ടിന്യുവസ് ഫീൽഡ് മാഗ്നറ്റുകൾക്കായുള്ള നിലവിലെ (2015) ലോക റെക്കോർഡ്
• 100T - ഒരു സാധാരണ വെളുത്ത കുള്ളൻ നക്ഷത്രത്തിന്റെ ഏകദേശ കാന്തികക്ഷേത്ര ശക്തി
• 10⁸ - 10¹¹T (100MT - 100GT) - മാഗ്നെറ്റാർ ന്യൂട്രോൺ നക്ഷത്രങ്ങളുടെ കാന്തിക ശക്തി പരിധി