HomeTechnologyक्वांटम 'Fifth State of Matter' ने पहली बार अंतरिक्ष में अवलोकन किया

क्वांटम ‘Fifth State of Matter’ ने पहली बार अंतरिक्ष में अवलोकन किया

वैज्ञानिकों ने पहली बार अंतरिक्ष में पांचवें पदार्थ की स्थिति (‘Fifth State of Matter’) देखी है, जो अभूतपूर्व अंतर्दृष्टि (unprecedented) प्रदान करता है जो क्वांटम ब्रह्मांड के कुछ सबसे अधिक अंतरंग कण्डराओं (conundrums) को हल करने में मदद कर सकता है।

बोस-आइंस्टीन कंडेंसटेस (Bose-Einstein condensates (BEC)) – जिसके अस्तित्व की भविष्यवाणी अल्बर्ट आइंस्टीन और भारतीय गणितज्ञ सत्येंद्र नाथ बोस ने लगभग एक शताब्दी पहले की थी – जब कुछ तत्वों के परमाणु निरपेक्ष शून्य (0 केल्विन, माइनस 273.15 सेल्सियस) के करीब ठंडा हो जाते हैं।)

इस बिंदु पर, परमाणु क्वांटम गुणों के साथ एक एकल इकाई बन जाते हैं, जिसमें प्रत्येक कण पदार्थ की एक लहर के रूप में भी कार्य करता है।

BECs गुरुत्वाकर्षण और सूक्ष्म विमान, जैसे क्वांटम यांत्रिकी द्वारा शासित मैक्रोस्कोपिक दुनिया के बीच की रेखा को फैलाते हैं।

वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि BECs में रहस्यमयी घटनाओं जैसे कि डार्क एनर्जी के महत्वपूर्ण सुराग हैं – अज्ञात ऊर्जा ने यूनिवर्स के त्वरित विस्तार के पीछे माना है।

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लेकिन बीईसी बेहद नाजुक हैं। बाहरी दुनिया के साथ थोड़ी सी भी बातचीत उनके संक्षेपण दहलीज को गर्म करने के लिए पर्याप्त है।

यह उन्हें पृथ्वी पर अध्ययन करने के लिए वैज्ञानिकों के लिए लगभग असंभव बना देता है, जहां गुरुत्वाकर्षण चुंबकीय क्षेत्रों के साथ हस्तक्षेप करता है ताकि उन्हें अवलोकन के लिए जगह में रखा जा सके।

गुरुवार को नासा के वैज्ञानिकों की एक टीम ने अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर सवार बीईसी प्रयोगों से पहले परिणामों का अनावरण किया, जहां कणों को पृथ्वी की बाधाओं से मुक्त किया जा सकता है।

कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट फॉर टेक्नोलॉजी, पसाडेना के रॉबर्ट थॉम्पसन ने एएफपी को बताया, “माइक्रोग्रैविटी हमें बहुत कमजोर ताकतों के साथ परमाणुओं को परिभाषित करने की अनुमति देती है, क्योंकि हमें गुरुत्वाकर्षण के खिलाफ उनका समर्थन नहीं करना है।”

जर्नल नेचर में प्रकाशित शोध में पृथ्वी पर निर्मित BECs के गुणों और ISS पर सवार लोगों के बीच कई चौंकाने वाले अंतर का उल्लेख किया गया है।

एक बात के लिए, स्थलीय प्रयोगशाला में BECs आमतौर पर फैलने से पहले मुट्ठी भर मिलीसेकंड में रहते हैं।

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ISS BECs एक सेकंड से अधिक समय तक चला, टीम को अपनी संपत्तियों का अध्ययन करने का अभूतपूर्व मौका प्रदान करता है।

माइक्रोग्रैविटी ने परमाणुओं को कमजोर चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा हेरफेर करने की अनुमति दी, जिससे उनके शीतलन में तेजी आई और स्पष्ट इमेजिंग की अनुमति मिली।

‘उल्लेखनीय’ सफलता

विशेष रूप से एक अंतरिक्ष स्टेशन की भौतिक परिधि के भीतर पदार्थ की fifth state of matter, कोई मतलब नहीं है।

सबसे पहले, बोसॉन – परमाणुओं में प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों की एक समान संख्या होती है – उन्हें जगह में जकड़ने के लिए लेजर का उपयोग करके पूर्ण शून्य तक ठंडा किया जाता है।

धीमी गति से परमाणुओं के चारों ओर घूमते हैं, जो कूलर बन जाते हैं।

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जैसा कि वे गर्मी खो देते हैं, उन्हें चलने से रखने के लिए एक चुंबकीय क्षेत्र पेश किया जाता है और प्रत्येक कण की तरंग फैलती है। एक सूक्ष्म “जाल” में कई बोसॉन की आलोचना करना, जो उनकी तरंगों को एक एकल पदार्थ तरंग में ओवरलैप करने का कारण बनता है – एक संपत्ति जिसे क्वांटम अध: पतन के रूप में जाना जाता है।

वैज्ञानिकों द्वारा संघनन का अध्ययन करने के लिए दूसरा चुंबकीय जाल जारी किया गया है, हालांकि, परमाणु एक दूसरे को पीछे हटाना शुरू कर देते हैं, जिससे बादल अलग हो जाते हैं और बीईसी का पता लगाने के लिए बहुत पतला हो जाता है।

थॉम्पसन और टीम ने महसूस किया कि आईएसएस पर लगे माइक्रोग्रैविटी ने उन्हें पृथ्वी पर की तुलना में दूर के जाल पर – पोटेशियम के समान एक नरम धातु – BECs को रुबिडियम से बनाने की अनुमति दी। यह व्यापक रूप से बढ़े हुए समय के लिए जिम्मेदार है, फैलाने से पहले घनीभूत का अध्ययन किया जा सकता है।

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थॉम्पसन ने कहा, “सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि हम परमाणुओं का निरीक्षण कर सकते हैं क्योंकि वे बाहरी बलों द्वारा पूरी तरह से अपरिवर्तित (और इसलिए अपरंपरागत) तैरते हैं।”

पिछले अध्ययनों ने बीईसी पर भारहीनता के प्रभाव का अनुकरण करने की कोशिश की, जिसमें हवाई जहाज का इस्तेमाल फ्री फॉल, रॉकेट और यहां तक ​​कि विभिन्न ऊंचाइयों से गिराए गए उपकरण में किया गया।

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शोध दल के नेता डेविड एवलिन ने एएफपी को बताया कि माइक्रोग्रैविटी में बीईसी का अध्ययन करने से अनुसंधान के अवसरों का एक मेजबान खुल गया।

उन्होंने कहा, “अनुप्रयोग सामान्य सापेक्षता के परीक्षणों से लेकर अंतरिक्ष यान नेविगेशन के लिए डार्क एनर्जी और गुरुत्वाकर्षण तरंगों की खोज करते हैं और चंद्रमा और अन्य ग्रह पिंडों पर उप-खनिज के लिए पूर्वेक्षण करते हैं,”

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