वाह—भौतिकविदों ने स्टायरोफोम और ध्वनि से एक टाइम क्रिस्टल बनाया है

जब आप यह कहानी पढ़ेंगे तो आप यहां क्या सीखेंगे:

• NYU के भौतिकविदों ने गलती से ध्वनि तरंगों और छोटे पॉलीस्टीरीन मोतियों के अलावा किसी और चीज का उपयोग करके टाइम क्रिस्टल बनाने का एक तरीका ढूंढ लिया।
• टाइम क्रिस्टल को ऐसे कणों के रूप में परिभाषित किया जाता है जो एक नियमित पैटर्न में दोलन करते हैं, जिसमें कोई बाहरी ताकत हस्तक्षेप नहीं करती है, जो भौतिकी के नियमों की अवहेलना करती प्रतीत होती है।
• टाइम क्रिस्टल के भविष्य के अनुप्रयोगों में क्वांटम सेंसर और क्वांटम कंप्यूटर के लिए मेमोरी शामिल हो सकते हैं।

टाइम क्रिस्टल सीधे विज्ञान कथा से निकली हुई चीज़ की तरह लगते हैं। लेकिन हालांकि वे कोई जादुई समय यात्रा पोर्टल नहीं हो सकते हैं जिन्हें आप अपनी गर्दन के चारों ओर पहन सकते हैं, वे भौतिकी के नियमों को इस तरह से मोड़ते हैं जो एक अति सक्रिय कल्पना से कुछ भी पारित करने के लिए पर्याप्त विचित्र है।

टाइम क्रिस्टल परमाणुओं का संग्रह है जो एक प्रकार का व्यवहार प्रदर्शित करता है जो दोहराए जाने वाले क्रिस्टल की भग्न गुणवत्ता को प्रतिबिंबित करता है। एक साधारण क्रिस्टल में उच्च संगठित पैटर्न बनाने के लिए, परमाणु एक-दूसरे के साथ जुड़कर दोहराए जाने वाले स्थानिक पैटर्न में संरचनाएं बनाते हैं जो एक क्रिस्टल जाली बनाते हैं। जिस तरह क्रिस्टल के परमाणु अंतरिक्ष में दोहराते हैं, उसी तरह समय क्रिस्टल के परमाणु भी समय में दोहराते हैं, कण बार-बार आगे-पीछे होते रहते हैं। नियमित और समय क्रिस्टल दोनों के पैटर्न अन्य भागों पर सुपरइम्पोज़ हो सकते हैं, जो वास्तव में अजीब हो सकते हैं जब उनके दोलन समय समरूपता को तोड़ने लगते हैं।

समय समरूपता से तात्पर्य है कि कैसे भौतिकी के नियम स्थिर रहते हैं, चाहे समय आगे बढ़ रहा हो या पीछे की ओर, और समय के क्रिस्टल इसे बिना किसी बाहरी बल के लय में रखते हुए आगे और पीछे जाकर उस घड़ी की तरह चुनौती देते हैं, जो बिना वाइंडिंग या बैटरी के अनिश्चित काल तक चल सकती है। NYU के भौतिक विज्ञानी डेविड ग्रायर, मिया मोरेल और लीला इलियट एक अन्य प्रकार की शारीरिक बातचीत की जांच कर रहे थे, जब उन्होंने गलती से इन समय क्रिस्टल को बनाने का एक नया तरीका खोज लिया – ध्वनि तरंगों का उपयोग करके पॉलीस्टीरिन मोतियों को ऊपर उठाना। पूरी चीज आपके हाथ की हथेली में फिट हो सकती है।

फंसे हुए कण तरंगों का आदान-प्रदान करके एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं जो वे खड़ी तरंग से बिखरते हैं। जब तक कणों में समान प्रकीर्णन गुण नहीं होते, तब तक उनकी तरंग-मध्यस्थ अंतःक्रिया गैर-पारस्परिक होती है,” शोधकर्ताओं ने हाल ही में प्रकाशित एक अध्ययन में कहा भौतिक समीक्षा पत्र. “कणों के जोड़े चिपचिपे खिंचाव और आवधिक ड्राइविंग की अनुपस्थिति के बावजूद स्थिर-अवस्था दोलनों को बनाए रखने के लिए तरंग से ऊर्जा प्राप्त करने के लिए इस गैर-पारस्परिकता का उपयोग कर सकते हैं।”

गैर-पारस्परिक अंतःक्रिया तब घटित होती है जब क्रिया और प्रतिक्रिया के बीच समरूपता टूट जाती है। एनवाईयू शोधकर्ताओं के टाइम क्रिस्टल में, ध्वनि तरंगें पॉलीस्टीरीन मोतियों के बीच परस्पर क्रिया को स्थापित करती हैं, जिससे उन्हें निरंतर ड्राइविंग बल के बिना भी एक ही लय में दोलन करते रहने के लिए पर्याप्त ऊर्जा मिलती है। ये छोटे और बेहद हल्के कण बिना विकृत हुए ध्वनि तरंगों द्वारा आसानी से ऊपर उठ जाते थे, और आकार में मामूली बदलाव के कारण गैर-पारस्परिक अंतःक्रिया होती थी।

अपने समय को क्रिस्टल बनाने के लिए, शोधकर्ताओं ने स्पीकर की एक छोटी श्रृंखला का उपयोग करके एक स्थायी ध्वनि तरंग उत्पन्न की। खड़ी ध्वनि तरंगें, या स्थिर तरंगें, समय के साथ दोलन करती हैं लेकिन अंतरिक्ष में स्थिर रहती हैं। क्योंकि ध्वनि तरंगें कणों पर बल लगा सकती हैं, खड़ी तरंग के कारण मोती उड़ गए, और मोतियों से उछलने वाली तरंगों ने आसपास के ध्वनि क्षेत्र में गड़बड़ी पैदा कर दी। बड़े मोतियों ने छोटे मोतियों की तुलना में थोड़ी अधिक गड़बड़ी पैदा की (गैर-पारस्परिक बातचीत को प्रदर्शित करते हुए), और इन मोतियों द्वारा बिखरी तरंगों ने उनकी बातचीत को निर्धारित किया। मोतियों के बीच दोलन बिना किसी बाहरी बल के एक लय उत्पन्न किए हुए होते थे, और वे घंटों तक लगातार दोलन करते रह सकते थे। चूँकि यह केवल दो मोतियों के साथ कार्य कर सकता है, शोधकर्ता का ध्वनि-तरंग उपकरण अब तक का सबसे छोटा सिस्टम है जिसने समय क्रिस्टल के रूप में व्यवहार किया है।

शोधकर्ताओं ने लिखा, “उत्तोलनित दो-बीड प्रणाली के पूर्वानुमानित और मापा व्यवहार के बीच स्थिरता इस विवाद का समर्थन करती है कि प्रायोगिक प्रणाली सक्रिय थरथरानवाला और सक्रिय समय क्रिस्टल दोनों स्थितियों को प्रदर्शित करती है, और दोनों लंबी दूरी के अस्थायी क्रम को प्रदर्शित करते हैं।”

जबकि समय क्रिस्टल के लिए व्यावहारिक अनुप्रयोगों की कोशिश नहीं की गई है (अभी तक), ऐसा माना जाता है कि उनका उपयोग क्वांटम कंप्यूटर मेमोरी या क्वांटम सेंसर के रूप में किया जा सकता है जिन्हें रिचार्ज करने की कोई आवश्यकता नहीं है। टाइम क्रिस्टल को भी हाल ही में पहली बार किसी बाहरी सिस्टम से जोड़ा गया था। यह घटना विज्ञान-कल्पना नहीं हो सकती है, लेकिन यह निश्चित रूप से काफी अजीब है।

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एलिज़ाबेथ रेने एक ऐसी प्राणी हैं जो लिखती हैं। उनका काम पॉपुलर मैकेनिक्स, आर्स टेक्निका, एसवाईएफवाई वायर, स्पेस डॉट कॉम, लाइव साइंस, डेन ऑफ गीक, फॉरबिडन फ्यूचर्स और कलेक्टिव टेल्स में दिखाई दिया है। वह अपने तोते, लेस्टैट के साथ न्यूयॉर्क शहर के ठीक बाहर छिपी हुई है। जब वह लिख नहीं रही होती, तो उसे चित्र बनाते, पियानो बजाते या आकार बदलते हुए पाया जा सकता है।