डेबोराह नंबर

परमाणुओं या अणुओं की प्रणाली में जनसंख्या व्युत्क्रमण एक ऐसी अवस्था है जहाँ निम्न ऊर्जा अवस्था की तुलना में उच्च, उत्तेजित ऊर्जा अवस्था में अधिक सदस्य होते हैं। यह असंतुलन अवस्था उत्तेजित उत्सर्जन द्वारा प्रकाश प्रवर्धन के लिए एक पूर्वापेक्षा है। इसके बिना, अवशोषण हावी हो जाएगा और कोई शुद्ध लाभ प्राप्त नहीं होगा, जिससे लेजर क्रिया असंभव हो जाएगी।

जॉन बार्डीन, लियोन कूपर और रॉबर्ट श्राइफर द्वारा 1957 में विकसित बीसीएस सिद्धांत, पारंपरिक अतिचालकता की सूक्ष्म व्याख्या प्रदान करता है। यह सिद्धांत बताता है कि क्रांतिक तापमान (T_c) से नीचे, इलेक्ट्रॉन अपने स्थिरवैद्युत प्रतिकर्षण को पार कर क्रिस्टल जाली (फोनोन) के साथ अंतःक्रियाओं के माध्यम से बंधित युग्म बना सकते हैं, जिन्हें कूपर युग्म कहा जाता है। ये युग्म बोसोन के समान व्यवहार करते हैं और एक स्थूल क्वांटम अवस्था में संघनित हो सकते हैं।

ऑप्टिकल रेज़ोनेटर या ऑप्टिकल कैविटी, दर्पणों की एक ऐसी व्यवस्था है जो प्रकाश तरंगों के लिए एक स्थिर तरंग गुहा बनाती है। लेज़र में, यह गेन माध्यम को घेरता है और सकारात्मक प्रतिक्रिया प्रदान करता है। उत्तेजित उत्सर्जन से उत्पन्न प्रकाश बार-बार परावर्तित होता है और गेन माध्यम से कई बार गुजरता है, जिससे महत्वपूर्ण प्रवर्धन होता है और एक सुसंगत आउटपुट किरण उत्पन्न होती है।

विफलताओं के बीच औसत समय (MTBF) एक विश्वसनीयता मापक है जो मरम्मत योग्य प्रणाली की अंतर्निहित विफलताओं के बीच अनुमानित समय को दर्शाता है। स्थिर विफलता दर [λ] वाली प्रणालियों के लिए, MTBF इसका व्युत्क्रम होता है: [MTBF = 1/λ]। यह सरल संबंध विश्वसनीयता अभियांत्रिकी में प्रणाली के संचालन समय का अनुमान लगाने और रखरखाव कार्यक्रम की योजना बनाने के लिए मूलभूत है, यह मानते हुए कि विफलताएं घातीय वितरण का अनुसरण करती हैं।

श्रृंखला में जुड़े घटकों की एक प्रणाली के लिए, जहाँ किसी एक घटक की विफलता से प्रणाली विफल हो जाती है, समग्र विफलता दर व्यक्तिगत दरों का योग होती है। प्रणाली का MTBF इस योग का व्युत्क्रम होता है: [latex]MTBF_{system} = (sum_{i=1}^{n} lambda_i)^{-1} = (1/MTBF_1 + 1/MTBF_2 + ... + 1/MTBF_n)^{-1}[/latex]। इसका तात्पर्य यह है कि प्रणाली का MTBF हमेशा सबसे कम व्यक्तिगत घटक के MTBF से कम होता है।

इस विधि में रेडियोआइसोटोप स्रोत, आमतौर पर कोबाल्ट-60 से उत्सर्जित उच्च-ऊर्जा वाले फोटॉनों का उपयोग उत्पादों को कीटाणुरहित करने के लिए किया जाता है। गामा किरणें पदार्थों से गुजरती हैं, जिससे मुक्त कण उत्पन्न होते हैं और सूक्ष्मजीवों के डीएनए को अपरिवर्तनीय क्षति पहुँचती है, जिसके परिणामस्वरूप कोशिका मृत्यु हो जाती है। यह एक 'शीत' प्रक्रिया है जो ऊष्मा-संवेदनशील वस्तुओं के लिए उपयुक्त है और इसे अंतिम सीलबंद पैकेजिंग में पहले से ही मौजूद उत्पादों पर किया जा सकता है।

ईंधन सेल की अधिकतम सैद्धांतिक दक्षता विद्युत रासायनिक अभिक्रिया की गिब्स मुक्त ऊर्जा (ΔG) में परिवर्तन और एन्थैल्पी (ΔH) में परिवर्तन के अनुपात द्वारा निर्धारित होती है। इसे Δथर्मो = ΔG/ΔH के रूप में व्यक्त किया जाता है। महत्वपूर्ण बात यह है कि ईंधन सेल ऊष्मा इंजन नहीं होते हैं और इसलिए कार्नोट दक्षता सीमा से बाधित नहीं होते हैं, जिससे सैद्धांतिक रूपांतरण दक्षता काफी अधिक हो सकती है।

एक विद्युत द्वि-परत संधारित्र (ईडीएलसी), जिसे सुपरकैपेसिटर भी कहा जाता है, इलेक्ट्रोलाइटिक विलयन को ध्रुवीकृत करके विद्युतस्थैतिक रूप से ऊर्जा संग्रहित करता है। पारंपरिक बैटरी के विपरीत, इसमें कोई रासायनिक अभिक्रिया शामिल नहीं होती है। यह उच्च सतह क्षेत्र वाले इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोलाइट के बीच बनने वाली विद्युत द्वि-परत (हेल्महोल्ट्ज़ द्वि-परत) में ऊर्जा संग्रहित करता है। इससे अत्यंत तीव्र आवेशण और निर्वहन तथा बहुत लंबी चक्रीय जीवन संभव हो पाती है।

1957 में एलेक्सी अब्रिकोसोव द्वारा गिन्ज़बर्ग-लैंडौ सिद्धांत के आधार पर सैद्धांतिक रूप से अनुमानित, टाइप II सुपरकंडक्टर्स दो क्रांतिक चुंबकीय क्षेत्रों, Hc1 और Hc2 द्वारा विशेषता रखते हैं। इन क्षेत्रों के बीच, वे एक मिश्रित या "भंवर" अवस्था में प्रवेश करते हैं, जिससे अब्रिकोसोव भंवर नामक परिमाणित प्रवाह नलिकाओं के माध्यम से आंशिक चुंबकीय क्षेत्र प्रवेश संभव होता है। यह उन्हें टाइप I सुपरकंडक्टर्स की तुलना में कहीं अधिक चुंबकीय क्षेत्रों में भी सुपरकंडक्टिंग बने रहने में सक्षम बनाता है।

आधुनिक डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स का मूलभूत घटक ट्रांजिस्टर है, विशेष रूप से MOSFET (मेटल-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर)। यह एक इलेक्ट्रॉनिक रूप से नियंत्रित स्विच की तरह कार्य करता है। इसके गेट टर्मिनल पर वोल्टेज लगाने से, इसके सोर्स और ड्रेन टर्मिनलों के बीच करंट का प्रवाह चालू ('1' का प्रतिनिधित्व) या बंद ('0' का प्रतिनिधित्व) किया जा सकता है, जिससे लॉजिक गेट्स को कार्यान्वित करना संभव हो जाता है।

पुनरावृत्ति क्षमता समान परिस्थितियों में परिशुद्धता का आकलन करती है, जबकि पुनरुत्पादकता एक या अधिक परिस्थितियों में परिवर्तन होने पर परिशुद्धता का आकलन करती है, जैसे कि संचालक, उपकरण या स्थान। पुनरुत्पादकता भिन्नता हमेशा पुनरावृत्ति क्षमता भिन्नता से अधिक या उसके बराबर होती है। यह अंतर माप में भिन्नता को समझने के लिए महत्वपूर्ण है, विशेष रूप से अंतर-प्रयोगशाला तुलनाओं में जहां परिस्थितियां स्वाभाविक रूप से भिन्न होती हैं।

मरम्मत योग्य प्रणालियों के लिए, विफलताओं के बीच का औसत समय (MTBF) विफलता तक पहुंचने के औसत समय (MTTF) और मरम्मत तक पहुंचने के औसत समय (MTTR) का योग होता है। सूत्र है: [latex]MTBF = MTTF + MTTR[/latex]। MTTF विफलता से पहले के औसत परिचालन समय को दर्शाता है, जबकि MTTR प्रणाली की मरम्मत में लगने वाले औसत समय को दर्शाता है। प्रणाली की उपलब्धता को समझने के लिए यह अंतर अत्यंत महत्वपूर्ण है।

क्लीनरूम संदूषण को नियंत्रित करने के लिए वायु प्रवाह के दो प्राथमिक सिद्धांतों का उपयोग करते हैं। अशांत (या गैर-एकदिशीय) प्रवाह में मिश्रित वायु धाराएँ शामिल होती हैं, जो कम सख्त श्रेणियों (आईएसओ 6-9) के लिए उपयुक्त है। लैमिनर (या एकदिशीय) प्रवाह समानांतर, स्थिर-वेग वाली वायु धाराओं का उपयोग करके वातावरण से कणों को बाहर निकालता है, जो आईएसओ 1-5 जैसे उच्च-शुद्धता अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक है, जिससे क्रॉस-संदूषण को रोका जा सके और कणों को तेजी से हटाया जा सके।