Collision cascade
ಘನೀಕೃತ-ವಸ್ತುವಿನ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ, ಘರ್ಷಣೆ ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ (ಸ್ಥಳಾಂತರ ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ ಅಥವಾ ಸ್ಥಳಾಂತರ ಸ್ಪೈಕ್ ಎಂದೂ ಕರೆಯಲ್ಪಡುತ್ತದೆ) ಘನ ಅಥವಾ ದ್ರವದಲ್ಲಿನ ಶಕ್ತಿಯುತ ಕಣದಿಂದ ಪ್ರೇರೇಪಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಪರಮಾಣುಗಳ ಹತ್ತಿರದ ಶಕ್ತಿಯುತ (ಸಾಮಾನ್ಯ ಉಷ್ಣ ಶಕ್ತಿಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು) ಘರ್ಷಣೆಗಳ ಗುಂಪಾಗಿದೆ. ಘರ್ಷಣೆ ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ನಲ್ಲಿನ ಗರಿಷ್ಠ ಪರಮಾಣು ಅಥವಾ ಅಯಾನು ಶಕ್ತಿಗಳು ವಸ್ತುವಿನ ಮಿತಿ ಸ್ಥಳಾಂತರ ಶಕ್ತಿಗಿಂತ (ಹತ್ತಾರು ಇ. ವಿ. ಗಳು ಅಥವಾ ಅದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು) ಹೆಚ್ಚಿದ್ದರೆ, ಘರ್ಷಣೆಗಳು ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಅವುಗಳ ಜಾಲರಿ ತಾಣಗಳಿಂದ ಶಾಶ್ವತವಾಗಿ ಸ್ಥಳಾಂತರಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ದೋಷಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಬಹುದು. ಆರಂಭಿಕ ಶಕ್ತಿಯುತ ಪರಮಾಣು, ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಕಣ ವೇಗವರ್ಧಕದಿಂದ ಬರುವ ಅಯಾನು, ಹಾದುಹೋಗುವ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಅಥವಾ ಫೋಟಾನ್ನಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಪರಮಾಣು ಹಿಮ್ಮೆಟ್ಟುವಿಕೆ, ಅಥವಾ ವಿಕಿರಣಶೀಲ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ ಕ್ಷೀಣಿಸಿದಾಗ ಮತ್ತು ಪರಮಾಣುಗೆ ಹಿಮ್ಮೆಟ್ಟುವ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ನೀಡಿದಾಗ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗಬಹುದು. ಘರ್ಷಣೆ ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ಗಳ ಸ್ವರೂಪವು ಹಿಮ್ಮೆಟ್ಟುವಿಕೆ/ಒಳಬರುವ ಅಯಾನುಗಳ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಮತ್ತು ವಸ್ತುವಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು (ನಿಲ್ಲಿಸುವ ಶಕ್ತಿ) ಅವಲಂಬಿಸಿ ಬಲವಾಗಿ ಬದಲಾಗಬಹುದು. ಆರಂಭಿಕ ಹಿಮ್ಮೆಟ್ಟುವಿಕೆ/ಅಯಾನು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯು ಕಡಿಮೆಯಾದಾಗ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ ಸಂಭವಿಸುವ ವಸ್ತುವು ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವಾಗ (ಅಂದರೆ. ಹಿಮ್ಮೆಟ್ಟುವಿಕೆ-ವಸ್ತು ಸಂಯೋಜನೆಯು ಕಡಿಮೆ ನಿಲುಗಡೆ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ), ಆರಂಭಿಕ ಹಿಮ್ಮೆಟ್ಟುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಮಾದರಿ ಪರಮಾಣುಗಳ ನಡುವಿನ ಘರ್ಷಣೆಗಳು ವಿರಳವಾಗಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತವೆ, ಮತ್ತು ಪರಮಾಣುಗಳ ನಡುವಿನ ಸ್ವತಂತ್ರ ಬೈನರಿ ಘರ್ಷಣೆಗಳ ಅನುಕ್ರಮವಾಗಿ ಚೆನ್ನಾಗಿ ಅರ್ಥೈಸಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಬೈನರಿ ಕೊಲಿಷನ್ ಅಪ್ರಾಕ್ಸಿಮೇಷನ್ (ಬಿಸಿಎ) ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಈ ರೀತಿಯ ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ ಅನ್ನು ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕವಾಗಿ ಉತ್ತಮವಾಗಿ ಪರಿಗಣಿಸಬಹುದು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 10 ಕೆಇವಿಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯುಳ್ಳ ಎಚ್ ಮತ್ತು ಎಚ್ ಅಯಾನುಗಳು ಎಲ್ಲಾ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ರೇಖೀಯ ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತವೆ ಎಂದು ನಿರೀಕ್ಷಿಸಬಹುದು. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸುವ ಬಿ. ಸಿ. ಎ ಕೋಡ್ ಎಸ್. ಆರ್. ಐ. ಎಂ. ಅನ್ನು 1 ಜಿ. ಇ. ವಿ. ಯ ಅಯಾನು ಶಕ್ತಿಗಳವರೆಗಿನ ಎಲ್ಲಾ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿನ ಎಲ್ಲಾ ಅಯಾನುಗಳಿಗೆ ಅವ್ಯವಸ್ಥಿತ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ರೇಖೀಯ ಘರ್ಷಣೆ ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ಗಳನ್ನು ಅನುಕರಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ವಿದ್ಯುನ್ಮಾನ ಶಕ್ತಿಯ ಶೇಖರಣೆಯಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಹಾನಿ ಅಥವಾ ಉತ್ತೇಜಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಹಾನಿಯಂತಹ ಪರಿಣಾಮಗಳಿಗೆ ಎಸ್ಆರ್ಐಎಂ ಚಿಕಿತ್ಸೆ ನೀಡುವುದಿಲ್ಲ ಎಂಬುದನ್ನು ಗಮನಿಸಿ. ಬಳಸಿದ ಪರಮಾಣು ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ನಿಲುಗಡೆ ಶಕ್ತಿಗಳು ಪ್ರಯೋಗಗಳಿಗೆ ಸರಾಸರಿ ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಅವು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ನಿಖರವಾಗಿಲ್ಲ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ನಿಲುಗಡೆ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬೈನರಿ ಘರ್ಷಣೆ ಅಂದಾಜು ಅಥವಾ ಆಣ್ವಿಕ ಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್ (ಎಮ್ಡಿ) ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ಗಳಲ್ಲಿ ಸುಲಭವಾಗಿ ಸೇರಿಸಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಎಮ್ಡಿ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ಗಳಲ್ಲಿ ಅವುಗಳನ್ನು ಘರ್ಷಣಾತ್ಮಕ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಅಥವಾ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ತಾಪನವನ್ನು ಅನುಸರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಮತ್ತು ಪರಮಾಣು ಡಿಗ್ರಿಗಳ ಸ್ವಾತಂತ್ರ್ಯವನ್ನು ಜೋಡಿಸುವ ಮೂಲಕ ಹೆಚ್ಚು ಮುಂದುವರಿದ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಸೇರಿಸಬಹುದು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ನಿಲುಗಡೆ ಶಕ್ತಿ ಅಥವಾ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್-ಫೋನಾನ್ ಜೋಡಣೆಯ ಸೂಕ್ತವಾದ ಕಡಿಮೆ-ಶಕ್ತಿಯ ಮಿತಿ ಏನು ಎಂಬುದರ ಬಗ್ಗೆ ಅನಿಶ್ಚಿತತೆಗಳು ಉಳಿದಿವೆ. ರೇಖೀಯ ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ಗಳಲ್ಲಿ ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಹಿಮ್ಮೆಟ್ಟುವಿಕೆಗಳ ಗುಂಪನ್ನು ಮೂಲ ಘರ್ಷಣೆಯ ನಂತರ ಎಷ್ಟು ಘರ್ಷಣೆ ಹಂತಗಳು ಕಳೆದಿವೆ ಎಂಬುದರ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಹಿಮ್ಮೆಟ್ಟುವಿಕೆ ಪೀಳಿಗೆಯ ಅನುಕ್ರಮ ಎಂದು ವಿವರಿಸಬಹುದುಃ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ನಾಕ್-ಆನ್ ಪರಮಾಣುಗಳು (ಪಿಕೆಎ), ದ್ವಿತೀಯ ನಾಕ್-ಆನ್ ಪರಮಾಣುಗಳು (ಎಸ್ಕೆಎ), ತೃತೀಯ ನಾಕ್-ಆನ್ ಪರಮಾಣುಗಳು (ಟಿಕೆಎ), ಇತ್ಯಾದಿ. ಎಲ್ಲಾ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ನಾಕ್-ಆನ್ ಪರಮಾಣುಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸುವುದು ಅತ್ಯಂತ ಅಸಂಭವವಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ಪ್ರತಿ ಪೀಳಿಗೆಯ ಹಿಮ್ಮೆಟ್ಟುವಿಕೆಯ ಪರಮಾಣುಗಳು ಹಿಂದಿನದಕ್ಕಿಂತ ಸರಾಸರಿ ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ, ಮತ್ತು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ನಾಕ್-ಆನ್ ಪರಮಾಣು ಶಕ್ತಿಗಳು ಹಾನಿ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಮಿತಿ ಸ್ಥಳಾಂತರ ಶಕ್ತಿಗಿಂತ ಕೆಳಗೆ ಹೋಗುತ್ತವೆ, ಈ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ಹೆಚ್ಚಿನ ಹಾನಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಶಾಖದ ಸ್ಪೈಕ್ಗಳು (ಉಷ್ಣದ ಸ್ಪೈಕ್ಗಳು) ಅಯಾನು ಸಾಕಷ್ಟು ಭಾರವಾದಾಗ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯುತವಾಗಿದ್ದಾಗ, ಮತ್ತು ವಸ್ತುವು ದಟ್ಟವಾಗಿದ್ದಾಗ, ಅಯಾನುಗಳ ನಡುವಿನ ಘರ್ಷಣೆಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಎಷ್ಟು ಹತ್ತಿರದಲ್ಲಿವೆಯೆಂದರೆ ಅವುಗಳನ್ನು ಪರಸ್ಪರ ಸ್ವತಂತ್ರವೆಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ನೂರಾರು ಮತ್ತು ಹತ್ತಾರು ಸಾವಿರ ಪರಮಾಣುಗಳ ನಡುವಿನ ಬಹು-ದೇಹದ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗಳ ಸಂಕೀರ್ಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗುತ್ತದೆ, ಇದನ್ನು ಬಿಸಿಎಯೊಂದಿಗೆ ಸಂಸ್ಕರಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ, ಆದರೆ ಆಣ್ವಿಕ ಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ರೂಪಿಸಬಹುದು. ವಿಶಿಷ್ಟವಾಗಿ, ಶಾಖದ ಉಲ್ಬಣವು ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ನ ಮಧ್ಯಭಾಗದಲ್ಲಿ ಅಸ್ಥಿರವಾದ ದಟ್ಟವಾದ ಪ್ರದೇಶದ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಅದರ ಸುತ್ತಲೂ ಅತಿಯಾದ ದಟ್ಟವಾದ ಪ್ರದೇಶದಿಂದ ನಿರೂಪಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ. ಸೀಟ್ಜ್ |author2 = J. ಎಸ್. ಕೋಹ್ಲರ್ |year = 1956 |chapter = ವಿಕಿರಣದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಪರಮಾಣುಗಳ ಸ್ಥಳಾಂತರ |editor1 = F. ಸೀಟ್ಜ್ |editor2 = D. ಟರ್ನ್ಬುಲ್ |title = ಸಾಲಿಡ್ ಸ್ಟೇಟ್ ಫಿಸಿಕ್ಸ್ |volume = 2 |page = 307 |publisher = ಅಕಾಡೆಮಿಕ್ ಪ್ರೆಸ್ |oclc = |isbn =} ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ ನಂತರ, ಮಿತಿಮೀರಿದ ಪ್ರದೇಶವು ಮಧ್ಯಂತರ ದೋಷಗಳಾಗಿ ಪರಿಣಮಿಸುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ದಟ್ಟವಾದ ಪ್ರದೇಶವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಖಾಲಿ ಹುದ್ದೆಗಳ ಪ್ರದೇಶವಾಗುತ್ತದೆ. ದಟ್ಟವಾದ ಘರ್ಷಣೆಗಳ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿನ ಪರಮಾಣುಗಳ ಚಲನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ಮರು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಿದರೆ (ಮೂಲ ಸಮೀಕರಣ E = 3/2·N·kBT ಅನ್ನು ಬಳಸಿ), ತಾಪಮಾನದ ಘಟಕಗಳಲ್ಲಿನ ಚಲನ ಶಕ್ತಿಯು ಆರಂಭದಲ್ಲಿ 10,000 K ಕ್ರಮದಲ್ಲಿದೆ ಎಂದು ಒಬ್ಬರು ಕಂಡುಕೊಳ್ಳುತ್ತಾರೆ. ಈ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ, ಈ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ತುಂಬಾ ಬಿಸಿಯಾಗಿದೆ ಎಂದು ಪರಿಗಣಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಇದನ್ನು ಶಾಖದ ಸ್ಪೈಕ್ ಅಥವಾ ಉಷ್ಣದ ಸ್ಪೈಕ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ (ಎರಡು ಪದಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸಮಾನವೆಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ). ಶಾಖದ ಸ್ಪೈಕ್ 1-100 ps ನಲ್ಲಿ ಸುತ್ತುವರಿದ ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ತಣ್ಣಗಾಗುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಇಲ್ಲಿ "ತಾಪಮಾನ" ವು ಉಷ್ಣಬಲದ ಸಮತೋಲನ ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ಹೊಂದಿಕೆಯಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಸುಮಾರು 3 ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ಕಂಪನಗಳ ನಂತರ, ಶಾಖದ ಸ್ಪೈಕ್ನಲ್ಲಿ ಪರಮಾಣುಗಳ ಚಲನ ಶಕ್ತಿ ವಿತರಣೆಯು ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ವೆಲ್-ಬೋಲ್ಟ್ಜ್ಮನ್ ವಿತರಣೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇದು ತಾಪಮಾನದ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಸ್ವಲ್ಪಮಟ್ಟಿಗೆ ಸಮರ್ಥಿಸುತ್ತದೆ. ಇದಲ್ಲದೆ, ಶಾಖದ ಸ್ಪೈಕ್ ಅತ್ಯಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಹಂತದ ಪರಿವರ್ತನೆಯನ್ನು ಪ್ರಚೋದಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಪ್ರಯೋಗಗಳು ತೋರಿಸಿವೆ, ಇದು ಘರ್ಷಣೆ ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ಗಳನ್ನು ವಿವರಿಸುವಲ್ಲಿ (ಸಮತೋಲನವಲ್ಲದ) ತಾಪಮಾನದ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯು ನಿಜವಾಗಿಯೂ ಉಪಯುಕ್ತವಾಗಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಅನೇಕ ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ, ಅದೇ ವಿಕಿರಣ ಸ್ಥಿತಿಯು ರೇಖೀಯ ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ಗಳು ಮತ್ತು ಶಾಖದ ಸ್ಪೈಕ್ಗಳ ಸಂಯೋಜನೆಯಾಗಿದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯರ್ ನಿಲುಗಡೆ ಶಕ್ತಿಯು ಕಡಿಮೆಯಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ಕ್ಯೂ ಅನ್ನು ಸ್ಫೋಟಿಸುವ 10 ಮೀವಿ ಕ್ಯೂ ಅಯಾನುಗಳು ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ರೇಖೀಯ ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ ಆಡಳಿತದಲ್ಲಿ ಜಾಲರಿಯಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ. ಆದರೆ ಒಮ್ಮೆ ಕ್ಯೂ ಅಯಾನ್ ಸಾಕಷ್ಟು ನಿಧಾನವಾದಾಗ, ಪರಮಾಣು ನಿಲುಗಡೆ ಶಕ್ತಿಯು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಶಾಖದ ಸ್ಪೈಕ್ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ. ಇದಲ್ಲದೆ, ಒಳಬರುವ ಅಯಾನುಗಳ ಅನೇಕ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಮತ್ತು ದ್ವಿತೀಯಕ ಮರುಕಳಿಸುವಿಕೆಯು ಕೆಇವಿ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೀಗಾಗಿ ಶಾಖದ ಸ್ಪೈಕ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ತಾಮ್ರದ ತಾಮ್ರದ ವಿಕಿರಣಕ್ಕೆ, ಸುಮಾರು 5-20 KeV ಯ ಹಿಮ್ಮೆಟ್ಟುವ ಶಕ್ತಿಯು ಶಾಖದ ಸ್ಪೈಕ್ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಬಹುತೇಕ ಖಚಿತವಾಗಿದೆ. ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿ, ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ ಶಕ್ತಿಯು ದ್ರವದಂತಹ ವಲಯವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ತುಂಬಾ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಗಳಲ್ಲಿ, ಕ್ಯೂ ಅಯಾನುಗಳು ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ರೇಖೀಯ ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು, ಆದರೆ ಮರುಕಳಿಸುವಿಕೆಯು ಶಾಖದ ಸ್ಪೈಕ್ಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು, ಹಾಗೆಯೇ ಆರಂಭಿಕ ಅಯಾನು ಒಮ್ಮೆ ಸಾಕಷ್ಟು ನಿಧಾನಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಸಬ್ ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ ಬ್ರೇಕ್ಡೌನ್ ಥ್ರೆಶೋಲ್ಡ್ ಎನರ್ಜಿ ಎಂಬ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯು ಒಂದು ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿನ ಹಿಮ್ಮೆಟ್ಟುವಿಕೆಯು ಒಂದೇ ದಟ್ಟವಾದ ಶಕ್ತಿಯ ಬದಲು ಹಲವಾರು ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಶಾಖದ ಸ್ಪೈಕ್ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಹೀಟ್ ಸ್ಪೈಕ್ ಆಡಳಿತದಲ್ಲಿ ಘರ್ಷಣೆ ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ಗಳ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಆಧಾರಿತ ಅನಿಮೇಷನ್ಗಳು ಯೂಟ್ಯೂಬ್ನಲ್ಲಿ ಲಭ್ಯವಿವೆ. ಸ್ವಿಫ್ಟ್ ಹೆವಿ ಅಯಾನ್ ಥರ್ಮಲ್ ಸ್ಪೈಕ್ಗಳು ಸ್ವಿಫ್ಟ್ ಹೆವಿ ಅಯಾನುಗಳು, ಅಂದರೆ. ಅತ್ಯಂತ ಬಲವಾದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ನಿಲುಗಡೆಗಳಿಂದ ಹಾನಿಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುವ ಎಂಇವಿ ಮತ್ತು ಜಿಇವಿ ಭಾರೀ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು, ಅವು ಬಲವಾದ ಜಾಲರಿಯ ತಾಪನ ಮತ್ತು ಅಸ್ಥಿರವಾದ ಅಸ್ತವ್ಯಸ್ತಗೊಂಡ ಪರಮಾಣು ವಲಯಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತವೆ ಎಂಬ ಅರ್ಥದಲ್ಲಿ ಉಷ್ಣದ ಸ್ಪೈಕ್ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ಪರಿಗಣಿಸಬಹುದು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಕನಿಷ್ಠ ಹಾನಿಯ ಆರಂಭಿಕ ಹಂತವನ್ನು ಕೂಲಂಬ್ ಸ್ಫೋಟ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನದ ಪರಿಭಾಷೆಯಲ್ಲಿ ಚೆನ್ನಾಗಿ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ತಾಪನ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನ ಏನೇ ಇರಲಿ, ಅವಾಹಕಗಳಲ್ಲಿನ ತ್ವರಿತ ಭಾರೀ ಅಯಾನುಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ದೀರ್ಘ ಸಿಲಿಂಡರಾಕಾರದ ಹಾನಿ ವಲಯಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ಅಯಾನು ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತವೆ ಎಂಬುದು ಚೆನ್ನಾಗಿ ಸ್ಥಾಪಿತವಾಗಿದೆ. ಘರ್ಷಣೆ ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ನ ಸ್ವರೂಪವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು, ಸಂಬಂಧಿತ ಸಮಯದ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳುವುದು ಬಹಳ ಮುಖ್ಯ. ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ನ ಬ್ಯಾಲಿಸ್ಟಿಕ್ ಹಂತವು, ಆರಂಭಿಕ ಅಯಾನು/ಹಿಮ್ಮೆಟ್ಟುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಅದರ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಮತ್ತು ಕೆಳ ಕ್ರಮಾಂಕದ ಹಿಮ್ಮೆಟ್ಟುವಿಕೆಗಳು ಮಿತಿ ಸ್ಥಳಾಂತರ ಶಕ್ತಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವಾಗ, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 0.1-0.5 ps ಇರುತ್ತದೆ. ಶಾಖದ ಸ್ಪೈಕ್ ರೂಪುಗೊಂಡರೆ, ಸ್ಪೈಕ್ ತಾಪಮಾನವು ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ತಂಪಾಗುವವರೆಗೆ ಅದು ಕೆಲವು 1-100 ps ವರೆಗೆ ಬದುಕಬಲ್ಲದು. ಬಿಸಿ ಅಯಾನಿಕ್ ಉಪವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್-ಫೋನಾನ್ ಜೋಡಣೆಯ ಮೂಲಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಅನ್ನು ಬಿಸಿ ಮಾಡಿದ ನಂತರ ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ಶಾಖ ವಾಹಕತೆಯ ಮೂಲಕ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಶಾಖ ವಾಹಕತೆಯ ಮೂಲಕ ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ನ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆಯು ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ದುರದೃಷ್ಟವಶಾತ್, ಬಿಸಿ ಮತ್ತು ಅವ್ಯವಸ್ಥಿತ ಅಯಾನಿಕ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್-ಫೋನಾನ್ ಜೋಡಣೆಯ ದರವು ಚೆನ್ನಾಗಿ ತಿಳಿದಿಲ್ಲ, ಏಕೆಂದರೆ ಇದನ್ನು ಬಿಸಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳಿಂದ ಅಖಂಡವಾದ ಸ್ಫಟಿಕ ರಚನೆಗೆ ಶಾಖವನ್ನು ವರ್ಗಾಯಿಸುವ ಸಾಕಷ್ಟು ಪ್ರಸಿದ್ಧವಾದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಸಮಾನವಾಗಿ ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಅಂತಿಮವಾಗಿ, ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ನ ವಿಶ್ರಾಂತಿ ಹಂತವು, ದೋಷಗಳು ರೂಪುಗೊಂಡಾಗ ಬಹುಶಃ ಮರುಸಂಯೋಜಿಸಿ ವಲಸೆ ಹೋದಾಗ, ವಸ್ತು, ಅದರ ದೋಷ ವಲಸೆ ಮತ್ತು ಮರುಸಂಯೋಜನೆಯ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ಸುತ್ತುವರಿದ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ ಕೆಲವು ಪಿಎಸ್ನಿಂದ ಅನಂತ ಸಮಯದವರೆಗೆ ಇರುತ್ತದೆ. ಪರಿಣಾಮಗಳು ಹಾನಿ ಉತ್ಪಾದನೆ ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ನಲ್ಲಿನ ಚಲನ ಶಕ್ತಿಗಳು ತುಂಬಾ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ಇದು ವಸ್ತುವನ್ನು ಸ್ಥಳೀಯವಾಗಿ ಉಷ್ಣಬಲದ ಸಮತೋಲನದ ಹೊರಗೆ ಓಡಿಸಬಹುದು. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಇದು ದೋಷಯುಕ್ತ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ದೋಷಗಳು, ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಫ್ರೆಂಕೆಲ್ ಜೋಡಿಗಳಂತಹ ಬಿಂದು ದೋಷಗಳು, ಕ್ರಮಬದ್ಧ ಅಥವಾ ಅವ್ಯವಸ್ಥಿತ ಸ್ಥಳಾಂತರದ ಲೂಪ್ಗಳು, ಸ್ಟ್ಯಾಕಿಂಗ್ ದೋಷಗಳು ಅಥವಾ ಅಸ್ಫಾಟಿಕ ವಲಯಗಳಾಗಿರಬಹುದು. ಅನೇಕ ವಸ್ತುಗಳ ದೀರ್ಘಕಾಲದ ವಿಕಿರಣವು ಅವುಗಳ ಪೂರ್ಣ ಅಮೋರ್ಫಿಜೇಷನ್ಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು, ಇದು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಚಿಪ್ಗಳ ಅಯಾನು ಅಳವಡಿಕೆ ಡೋಪಿಂಗ್ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ನಿಯಮಿತವಾಗಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ದೋಷಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಯು ಹಾನಿಕಾರಕವಾಗಬಹುದು, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಪರಮಾಣು ವಿದಳನ ಮತ್ತು ಸಮ್ಮಿಳನ ರಿಯಾಕ್ಟರ್ಗಳಲ್ಲಿ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ಗಳು ವಸ್ತುಗಳ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ನಿಧಾನವಾಗಿ ಕ್ಷೀಣಿಸುತ್ತವೆ, ಅಥವಾ ಉಪಯುಕ್ತ ಮತ್ತು ಅಪೇಕ್ಷಿತ ವಸ್ತುಗಳ ಮಾರ್ಪಾಡು ಪರಿಣಾಮ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಲೇಸರ್ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯನ್ನು ವೇಗಗೊಳಿಸಲು ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಅರೆವಾಹಕ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಬಾವಿ ರಚನೆಗಳಿಗೆ ಪರಿಚಯಿಸಿದಾಗ. ಅಥವಾ ಇಂಗಾಲದ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್ಗಳನ್ನು ಬಲಪಡಿಸಲು. ಘರ್ಷಣೆ ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ಗಳ ಒಂದು ಕುತೂಹಲಕಾರಿ ಲಕ್ಷಣವೆಂದರೆ, ಉಂಟಾಗುವ ಹಾನಿಯ ಅಂತಿಮ ಪ್ರಮಾಣವು ಶಾಖದ ಸ್ಪೈಕ್ಗಳಿಂದ ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುವ ಪರಮಾಣುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಗಿಂತ ತುಂಬಾ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿರಬಹುದು. ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಶುದ್ಧ ಲೋಹಗಳಲ್ಲಿ, ಶಾಖದ ಸ್ಪೈಕ್ ಹಂತದ ನಂತರ ಅಂತಿಮ ಹಾನಿ ಉತ್ಪಾದನೆಯು ಸ್ಪೈಕ್ನಲ್ಲಿ ಸ್ಥಳಾಂತರಗೊಂಡ ಪರಮಾಣುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಗಿಂತ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ. ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ, ಅರೆವಾಹಕಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ಕೋವೆಲೆಂಟ್ ಬಾಂಡೆಡ್ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಹಾನಿ ಉತ್ಪಾದನೆಯು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸ್ಥಳಾಂತರಗೊಂಡ ಪರಮಾಣುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಹೋಲುತ್ತದೆ. ಅಯಾನಿಕ್ ವಸ್ತುಗಳು ಮರುಸಂಯೋಜಿಸಿದ ಹಾನಿಯ ಭಾಗಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ಲೋಹಗಳು ಅಥವಾ ಅರೆವಾಹಕಗಳಂತೆ ವರ್ತಿಸಬಹುದು. ಇತರ ಪರಿಣಾಮಗಳು ಮೇಲ್ಮೈಯ ಸಮೀಪದಲ್ಲಿ ಘರ್ಷಣೆ ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ರೇಖೀಯ ಸ್ಪೈಕ್ ಮತ್ತು ಶಾಖ ಸ್ಪೈಕ್ ಆಡಳಿತಗಳೆರಡರಲ್ಲೂ ಚಿಮ್ಮುವಿಕೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತವೆ. ಮೇಲ್ಮೈಗಳ ಬಳಿ ಶಾಖದ ಸ್ಪೈಕ್ಗಳು ಆಗಾಗ್ಗೆ ಕುಳಿ ರಚನೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತವೆ. ಈ ಕುಹರವು ಪರಮಾಣುಗಳ ದ್ರವ ಹರಿವಿನಿಂದ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಸರಿಸುಮಾರು 100,000 ಪರಮಾಣುಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಉತ್ಕ್ಷೇಪಕ ಗಾತ್ರದಲ್ಲಿದ್ದರೆ, ಕುಳಿಯ ಉತ್ಪಾದನಾ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವು ಗುಂಡುಗಳು ಅಥವಾ ಕ್ಷುದ್ರಗ್ರಹಗಳಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಸ್ಥೂಲ ಕುಹರಗಳ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಕ್ಕೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅನೇಕ ಪರಮಾಣುಗಳು ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ನಿಂದ ಸ್ಥಳಾಂತರಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಎಂದರೆ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಉದ್ದೇಶಪೂರ್ವಕವಾಗಿ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಮಿಶ್ರಣ ಮಾಡಲು ಬಳಸಬಹುದು, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕಲ್ ಆಗಿ ಕರಗಿಸಲಾಗದ ವಸ್ತುಗಳಿಗೂ ಸಹ. ಈ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಅಯಾನು ಕಿರಣದ ಮಿಶ್ರಣ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಿಕಿರಣದ ಸಮತೋಲನವಲ್ಲದ ಸ್ವರೂಪವನ್ನು ಉಷ್ಣಬಲದ ಸಮತೋಲನದಿಂದ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಹೊರಹಾಕಲು ಸಹ ಬಳಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಹೀಗೆ ಹೊಸ ರೀತಿಯ ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಬಹುದು. ಕಣ ಶವರ್ ಅನ್ನು ಸಹ ನೋಡಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ-ಶಕ್ತಿಯ ಕಣಗಳ ನಡುವಿನ ಅವಳಿ ಘರ್ಷಣೆಗಳ ಒಂದು ಗುಂಪು, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಪರಮಾಣು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ ವಿಕಿರಣ ವಸ್ತು ವಿಜ್ಞಾನ COSIRES ಸಮ್ಮೇಳನ ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ಬಾಹ್ಯ ಕೊಂಡಿಗಳು ಮಂದಗೊಳಿಸಿದ ವಸ್ತು ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ ವಿಕಿರಣ ಪರಿಣಾಮಗಳು