POMPALAMA

Tarih 04 Haziran 2009

POMPALAMA i. (pompalamak’tan pom-pala-ma). Pompalamak eylemi: Kanalizas­yon sularını pompalama.
— Atom fiz. Optik pompalama, özellik­lerinin incelenmesini kolaylaştırmak için atomların durumunu değiştirmeğe imkân veren deneyleme metodu; belirli bir ışık ışıması, çeşitli enerji seviyelerindeki, atom yığışmalarını değiştirir ve böylece Hertz rezonanslarının, gözlenmesine imkân verir. (Bu usul 1950 yılında bulunmuş ve bulucu­su fransız fizikçisi Alfred Kastler’e 1966 Nobel Fizik ödülünü kazandırmıştır.) Bk.ansikl.

— Petr. İşletilen petrol tabakasının basın­cı ham petrolün kuyudan fışkırmasına ye­terli olmadığı zaman, petrol kuyularına uy­gulanan bir işletme metodu. (Kuyunun di­bine salınan pompanın pistonu, kuyunun ağzındaki bir terazi koluna asılan çubuk­larla çalıştırılır.)
— Teknol. Bir akışkanı bir veya birçok” pompa ile nakletme işlemi: Bir su haznesi­ni pompalama.

— Ansıkl. Atom fiz. Optik pompalama, atomun yapısı hakkında bilgi veren çeşitli de­ney türleri arasında, elektromagnetik dal­gaların etkisiyle meydana gelen rezonans deneylerine ve özellikle Hertz rezonansı de­neylerine çok önem vermek gerekir. Fakat söz konusu iki enerji seviyesindeki atom sayılarının normal şartlarda hemen hemen eşit olması, Hertz rezonanslarının gözle­minde karşılaşılan başlıca güçlüklerden bi­ridir. Bu gözlemi, kolaylaştırmak, hattâ mümkün kılmak için birçok durumda Boltzman kanununa göre zorunlu olan ısısal den­geyi bozarak her enerji seviyesindeki atom sayısını (bu seviyedeki toplaşmayı) değiş­tirebilecek metotlar kullanılır. Bu amaçla tasarlanmış çeşitli metotlar arasında, optik pompalama en çok kullanılan metotlardan biridir.
Optik pompalamanın ana fikri, elektromag­netik dalgalar ve madde arasındaki alışve­rişte kinetik momentin korunması ilkesin­den faydalanmağa dayanır. Bilindiği gibi, mekanikte tanımlandığı şekliyle kinetik moment vektörü, bir dönme hareketini ni­teler. Dairesel olarak polarılmış bir ışık dalgası, elektrik vektörü yayılma doğrul­tusu etrafında bir dönme hareketi yapan bir dalgadır; bu ışık dalgasına bir kinetik mo­ment bağlıdır. Daha açık bir deyişle her

hv enerjili foton, büyüklüğü h = __h__ , ye
2n
eşit (h Planck sabitidir) ve yayılma doğrul­tusuna paralel olan kinetik moment vektörüyle belirlenir. Elektrik vektörünün şu veya bu yönde (sağ veya sol dairesel po­larma denir) dönmesine göre, moment vek­törü yayılma doğrultusuna veya ters doğ­rultuya yöneltilebilir. Elektrik vektörünün sabit doğrultuda olduğu doğrusal polarıl­mış ışık dalgasında ise biç bir kinetik moment yoktur.
Bir atomun içinde meydana gelen çeşitli dönme hareketlerinin, atoma, aynı zamanda bir kinetik moment ve bu momente bağlı aynı doğrultuda bir magnetik moment ka­zandırdığı bilinir.
(Bk. cayromagnetik.) Bir H magnetik alanı uygulanırsa, moment vektörleri, H’ye göre ancak belirli yönler alabilir; uzay kuvantalaşma kurallarıyle be­lirlenen bu yönlere Zeeman alt seviyeleri denilen çeşitli enerji değerleri tekabül eder. Demek ki, çeşitli Zeeman alt seviyelerine, atom kinetik momentinin H alanı üzerin­deki izdüşümünün çeşitli değerleri tekabül eder (art arda gelen değerler birbirlerini daima h miktarı kadar bir ara ile takip eder).
Normal olarak, temel halin çeşitli Zeeman alt seviyeleri arasında atomlar hemen he­men eşit sayıda dağılır. Fakat, dairesel bir polarmadan geçirilmiş ve kinetik moment vektörleri H alanına doğru yöneltilmiş bir optik rezonans ışığıyle atomları ışınlandı-rırsak durum tamamıyle değişir. Bu ışık dalgasının bir fotonunu yakalayan ve uya­rılmış hale geçen bir atom, aynı zamanda fotonun kinetik momentini de alır; yani atomun H alanı üzerindeki kinetik mo­mentinin izdüşümü artar. Atomlar uyarıl­mış halden temel hale kendiliklerinden dön­düğü zaman (kendiliğinden yayılım), bütün polarmaların fotonlarını yayar ve ortala­ma olarak alman kinetik momenti korur; yani kinetik moment izdüşümünün yüksek değerlerine tekabül eden Zeeman alt seviye­lerinde sayıları artar.
Sonuç olarak görürüz ki, tıpkı bir pom­panın su damlalarını kuyunun dibinden toprağın yüzeyine çekmesi gibi, ışıkla ışınlandırmada, temel halin bir Zeeman alt seviyesindeki atomları başka bir seviyeye geçirir. Bu işlem defalarca tekrarlanabilir, sonunda bütün atomlar kinetik momentin en büyük izdüşümüne tekabül eden alt se­viyede yığılmalıdır, yani bütün atomların kinetik momentleri alanın yönünü alma­lıdır. Gerçekte, bu yöneltme hiç bir zaman tam olamaz, çünkü termik dengeyi sürekli olarak yeniden kurmağa çalışan gevşeme olayı, optik pompalamayı engeller. Pom­palayan ışığın şiddeti zayıf ve gevşeme sü­resi kısa ise, yönlendirilmiş atom miktarı çok düşük olur. Fakat ışık şiddeti yük­sek ve gevşeme zamanı uzunsa, atomların yüzde 90′ından çoğu aynı yönü alabilir. Yukarıda anlatılan optik pompalama sü­recinin daha değişik şekilleri de vardır. Fakat her ne olursa olsun, bu optik pom­palama teknikleri, Hertz rezonansı ve gev­şeme olayları üstünde çok sayıda deney yapılmasına imkân vermiştir. Ayrıca, bu tek­nikler sayesinde atom yapısıyle ilgili çok hassas ölçmeler yapılabilmiş ve atomlarla elektromagnetik dalgalar arasındaki etki­leşme olayları üstüne önemli buluşlara va­rılmıştır (birçok kuvanta rezonansı, bağda­şım olayları, enerji seviyelerinin yer değiştirmesi v.b.). Bunlardan başka, magnetik alanları ölçmek (bk. magnetometre) ve atom saatlerinin yapımında kul­lanılan örnek frekanslar üretmek için de bu tekniklerden yararlanılır. (L)