जब आप यह कहानी पढ़ेंगे तो आप यहां क्या सीखेंगे:
- सुपरपोज़िशन की क्वांटम संपत्ति आमतौर पर छोटे फोटॉनों और छोटे परमाणुओं में देखी जाती है, लेकिन वैज्ञानिक अभी तक क्वांटम कण के अधिकतम संभव आकार को नहीं जानते हैं।
- पदार्थ-तरंग इंटरफेरोमेट्री का उपयोग करते हुए एक नए प्रयोग में पाया गया कि 7,000 सोडियम परमाणुओं का एक अपेक्षाकृत बड़ा समूह सुपरपोज़िशन प्रदर्शित करता है।
- कण का आकार, जो सबसे छोटे आधुनिक ट्रांजिस्टर के करीब है, इसे इस क्वांटम संपत्ति को प्रदर्शित करने वाली अब तक की सबसे बड़ी वस्तु बनाता है।
यह कहानी एक सहयोग है जीवनी.कॉम.
ब्रह्मांड के बारे में हमारी सर्वोत्तम समझ के अनुसार, जीवन दो व्यापक क्षेत्रों में विभाजित दिखाई देता है। पहला शास्त्रीय भौतिकी का क्षेत्र और सहज ज्ञान युक्त नियम हैं जो हमारे रोजमर्रा के जीवन को नियंत्रित करते हैं। फिर, क्वांटम क्षेत्र है – अत्यंत छोटे का क्षेत्र जहां वे शास्त्रीय नियम टूटते दिखाई देते हैं। सबसे बड़े सिर खुजलाने वालों में से एक, कम से कम शास्त्रीय दृष्टिकोण से, सुपरपोजिशन का विचार है, जिसमें परमाणु (साथ ही फोटॉन और अन्य छोटे कण) कण और तरंग दोनों के रूप में मौजूद हो सकते हैं।
सुपरपोज़िशन की सबसे प्रसिद्ध अभिव्यक्ति 1935 की है जब ऑस्ट्रियाई भौतिक विज्ञानी एडविन श्रोडिंगर ने एक विचार प्रयोग तैयार किया था जिसमें एक सीलबंद बॉक्स में एक बिल्ली और एक रेडियोधर्मी तत्व होता है जिसके क्षय की दर से बिल्ली को मारने की 50% संभावना होती है। उन परिस्थितियों में, सैद्धांतिक बिल्ली एक साथ जीवित और मृत दोनों है – यानी, जब तक कि बॉक्स खोला नहीं जाता है और बिल्ली को देखा जा सकता है। हालांकि, हम मैक्रोस्कोपिक स्तर पर इस अजीब “वहां और वहां नहीं” अनिश्चितता का निरीक्षण नहीं करते हैं क्योंकि कुछ आकार सीमा पर, ऐसी क्वांटम सुपरपोजिशन अब नहीं रहती है। इसलिए, उस सीमा की खोज में, वैज्ञानिकों ने “वहां और वहां नहीं” को खोजने के लिए प्रयोग तैयार किए हैं।सबसे मोटी श्रोडिंगर की बिल्लीयह शास्त्रीय स्थूल अंतरिक्ष में मौजूद हो सकता है।
अब, वियना विश्वविद्यालय के भौतिकविदों के नेतृत्व में एक नए अध्ययन से पता चला है कि आठ नैनोमीटर (लगभग आधुनिक ट्रांजिस्टर के आकार) मापने वाला एक विशाल नैनोकण अभी भी क्वांटम सुपरपोजिशन का स्तर प्रदर्शित करता है। जबकि एक “विशाल नैनोकण” एक ऑक्सीमोरोन की तरह लगता है, वैज्ञानिकों ने सोडियम परमाणुओं के विभिन्न समूहों का निर्माण किया, जिनका आकार 5,000 से 10,000 परमाणुओं तक था, और पाया कि लगभग 170,000 परमाणु द्रव्यमान इकाइयों को मापने वाले एक क्लस्टर ने क्वांटम सुपरपोजिशन बनाए रखा। यह आज तक के किसी भी अन्य समान प्रयोग की तुलना में μ = 15.5-दस गुना अधिक की मैक्रोस्कोपिसिटी (विभिन्न क्वांटम प्रयोगों में एक एकीकृत माप) है। अध्ययन के परिणाम जर्नल में प्रकाशित हुए थे प्रकृति.
वियना विश्वविद्यालय के डॉक्टरेट छात्र और मुख्य लेखक सेबेस्टियन पेडालिनो ने एक प्रेस बयान में कहा, “सहज रूप से, कोई यह उम्मीद कर सकता है कि धातु की इतनी बड़ी गांठ एक शास्त्रीय कण की तरह व्यवहार करेगी।” “तथ्य यह है कि यह अभी भी हस्तक्षेप करता है, यह दर्शाता है कि क्वांटम यांत्रिकी इस पैमाने पर भी मान्य है और इसके लिए वैकल्पिक मॉडल की आवश्यकता नहीं है।”
धातु के इतने बड़े झुरमुट में क्वांटम सुपरपोजिशन के इस सबूत को खोजने के लिए, वैज्ञानिकों ने वियना विश्वविद्यालय में मल्टी-स्केल क्लस्टर इंटरफेरेंस एक्सपेरिमेंट (MUSCLE) इंटरफेरोमीटर पर भरोसा किया, जो पराबैंगनी लेजर किरणों से बनी तीन विवर्तन झंझरी के माध्यम से सोडियम क्लस्टर भेजता है। पहली किरण को पार करते समय, प्रत्येक क्लस्टर का स्थान एक मिलीमीटर के दस-हजारवें हिस्से की अवधि के भीतर पूर्व निर्धारित किया जा सकता है। लेकिन अविश्वसनीय सटीकता के साथ इस छोटे से उद्घाटन के माध्यम से क्लस्टर को निचोड़ने के आधार पर, शोधकर्ता यह भी माप सकते हैं कि क्या क्लस्टर बाद में लहर की तरह पहली किरण से फैलकर अपनी “ठोस” पहचान खो देता है। यदि ऐसा है, तो जो एक कण के रूप में शुरू हुआ वह लेजर-लाइट ग्रेटिंग में एक साथ कई अंतरालों से गुजरेगा, प्रभावी रूप से एक ही समय में कई स्थानों पर रहेगा जब तक कि इसे मापा न जाए। यदि सोडियम नैनोकण वास्तव में एक लहर की तरह फैलता है, तो यह इंटरफेरोमीटर के माध्यम से अपनी यात्रा के अंत में एक हस्तक्षेप पैटर्न उत्पन्न करेगा – सुपरपोजिशन का एक स्पष्ट संकेत।
“वह क्षण अविश्वसनीय था,” पेडलिनो ने बताया सजीव विज्ञान. “बहुत रात हो चुकी थी और मैंने अपने प्रोफेसर को फोन किया। और वह प्रयोगशाला में वापस आया, और हमने सुबह 3 बजे तक माप लिया, जब हमारा सोडियम खत्म हो गया।”
पेडालिनो और उनकी टीम यह पता लगाने के लिए निकली कि क्यों क्वांटम दुनिया अचूक विचित्रता से भरी हुई है, जबकि शास्त्रीय दुनिया बिल्कुल “सामान्य” है, और किस बिंदु पर बहुत छोटी दुनिया हमारी रोजमर्रा की, स्थूल दुनिया में बदल जाती है। यह समझना कि क्वांटम सुपरपोजिशन आधुनिक समय के ट्रांजिस्टर के तुलनीय आकार में हो सकता है, क्वांटम गुणों के साथ और भी बड़े नैनोकणों की खोज का द्वार खोल सकता है, साथ ही वर्तमान नैनो प्रौद्योगिकियों में सुधार भी कर सकता है।
डैरेन पोर्टलैंड में रहता है, उसके पास एक बिल्ली है, और वह विज्ञान कथा और हमारी दुनिया कैसे काम करती है, इसके बारे में लिखता/संपादित करता है। यदि आप काफी ध्यान से देखें तो आप उसका पिछला सामान गिज़मोडो और पेस्ट पर पा सकते हैं
