भौतिकविदों ने पहली बार "ठोस" क्वांटम वस्तु देखी

भौतिकविदों ने पहली बार "ठोस" क्वांटम वस्तु देखी
भौतिकविदों ने पहली बार "ठोस" क्वांटम वस्तु देखी
Anonim

ऑस्ट्रियाई और अमेरिकी भौतिक विज्ञानी पहली बार एक "ठोस" क्वांटम वस्तु, एक ग्लास नैनोपार्टिकल की तस्वीर लेने में सक्षम थे, जिसमें एक बार में 100 मिलियन परमाणु शामिल थे। यह उपलब्धि शोधकर्ताओं के डेटा का हवाला देते हुए, साइंस जर्नल में रिपोर्ट की गई क्वांटम यांत्रिकी के नियमों की सीमाओं का काफी विस्तार करती है।

"हम जानते हैं कि क्वांटम भौतिकी के नियम परमाणुओं और अणुओं पर लागू होते हैं, लेकिन हम नहीं जानते कि क्वांटम गुण प्रदर्शित करने वाली वस्तु कितनी बड़ी हो सकती है। एक नैनोकण को पकड़कर और इसे एक फोटोनिक क्रिस्टल से जोड़कर, हम ऐसे मैक्रो को अलग करने में सक्षम थे -ऑब्जेक्ट और इसके क्वांटम गुणों का अध्ययन किया।" विएना विश्वविद्यालय (ऑस्ट्रिया) के प्रोफेसर मार्कस एस्पेलमेयर और सहयोगियों द्वारा रिपोर्ट किया गया।

वैज्ञानिक लंबे समय से इस बात में रुचि रखते हैं कि हम क्वांटम उलझाव की घटना का निरीक्षण क्यों नहीं कर सकते हैं - प्रकाश, परमाणुओं या अन्य वस्तुओं के दो या दो से अधिक कणों के क्वांटम राज्यों का अंतर्संबंध, जिसमें उनमें से एक की स्थिति में परिवर्तन तुरंत राज्य को प्रभावित करता है। दूसरों की, उन वस्तुओं की दुनिया में जिन्हें हम नग्न आंखों से या कम से कम एक माइक्रोस्कोप के माध्यम से देख सकते हैं।

वैज्ञानिक आज बताते हैं कि क्यों दो सेब और अन्य दृश्यमान वस्तुओं को ऐसे "अजीब कनेक्शन" द्वारा एकजुट नहीं किया जा सकता है, जैसा कि आइंस्टीन ने उन्हें बुलाया था, इस कारण से कि वे तथाकथित decoherence के परिणामस्वरूप नष्ट हो जाते हैं। इसी तरह, शोधकर्ता क्वांटम स्तर पर परमाणुओं, अणुओं, पदार्थ के अन्य समूहों और पर्यावरण की ताकतों के साथ "उलझी हुई" वस्तुओं की बातचीत के परिणामों को कहते हैं।

इस तर्क के अनुसार, वस्तु जितनी बड़ी होती है, उतनी ही अधिक बार यह पर्यावरण से संपर्क करती है और अन्य कणों और निकायों के साथ जुड़ने वाले क्वांटम बांड तेजी से विघटित होते हैं। इस विचार ने इस बारे में चर्चा को जन्म दिया कि क्वांटम यांत्रिकी कहाँ से शुरू होती है और समाप्त होती है, क्या यह सामान्य रूप से बड़ी वस्तुओं के व्यवहार को प्रभावित करती है, और क्या क्वांटम सूक्ष्म जगत और साधारण स्थूल जगत के बीच की सीमा को खोजना संभव है।

क्वांटम रेफ्रिजरेटर

एस्पेलमेयर और उनके सहयोगियों ने क्वांटम दुनिया की सीमाओं का विस्तार करने की दिशा में एक बड़ा कदम उठाया है, नैनोकणों और एक ऑप्टिकल जाल के साथ प्रयोग किया है, कई लेजर और लेंस का एक सेट जो वैक्यूम में पदार्थ के छोटे टुकड़े रख सकता है और उन्हें तापमान के करीब ठंडा कर सकता है परम शुन्य।

ऑप्टिकल ट्रैप की यह संपत्ति, जैसा कि वैज्ञानिक बताते हैं, सभी प्रकार के पदार्थों के क्वांटम गुणों का अध्ययन करने के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है। यह इस तथ्य के कारण है कि ऐसे तापमान पर परमाणु, अणु और कण गर्मी के प्रभाव में अव्यवस्थित रूप से चलना बंद कर देते हैं और एक विशेष अवस्था में चले जाते हैं जिसमें केवल क्वांटम दुनिया के नियम ही उन पर कार्य करते हैं।

यह एकल परमाणुओं और अणुओं के साथ-साथ उनके गैसीय समूहों के लिए हासिल करना काफी आसान है, लेकिन पहले भौतिक विज्ञानी इस बिंदु तक पदार्थ के ठोस रूपों को ठंडा नहीं कर सके। पिछले साल की शुरुआत में, एस्पेलमेयर और उनकी टीम ने ऑप्टिकल ट्रैप को "पंप" करने के लिए उपयोग किए जाने वाले लेज़रों की तरंग दैर्ध्य को चुनकर इस समस्या को हल किया, जिस पर नैनोपार्टिकल ऊर्जा खोना शुरू कर देता है, जिससे उनका विकिरण बिखर जाता है, जिससे इसकी गति धीमी हो जाती है और ठंडा हो जाता है।.

इस सफलता को प्राप्त करने के बाद, ऑस्ट्रियाई और अमेरिकी भौतिकविदों ने शुद्ध सिलिका ग्लास का एक नैनोकण तैयार किया, इसे इस उपकरण में रखा, इसे पूर्ण शून्य के करीब तापमान पर ठंडा किया, और इसके क्वांटम गुणों को मापा। इन मापों ने पुष्टि की कि उसने उन्हें एक माइक्रोसेकंड के कई अंशों के लिए विकसित किया है।

अब तक, जैसा कि भौतिक विज्ञानी मानते हैं, यह क्वांटम प्रयोगों के संचालन के लिए पर्याप्त नहीं है, लेकिन भविष्य में, यदि आप लेजर विकिरण में शोर के स्तर को कम करते हैं और समग्र रूप से जाल के संचालन में सुधार करते हैं, तो नैनोपार्टिकल क्वांटम अवस्था में रहेगा लगभग सात माइक्रोसेकंड।

वैज्ञानिकों के अनुसार, यह समय यह देखने के लिए पर्याप्त होगा कि क्वांटम मैक्रो-ऑब्जेक्ट कैसे "गिरता है" जिस पर गुरुत्वाकर्षण बल कार्य करता है। इससे गुरुत्वाकर्षण तरंगों का अध्ययन करने और क्वांटम सूक्ष्म जगत के साथ गुरुत्वाकर्षण के "संबंध" की प्रकृति को प्रकट करने के लिए ऐसे कई कणों का उपयोग करना संभव हो जाएगा, जिसे प्रसिद्ध अमेरिकी भौतिक विज्ञानी रिचर्ड फेनमैन ने 1957 में वापस करने का प्रस्ताव दिया था।

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