क्वांटम प्रयोग में परमाणु उल्टा घूमता देखा गया

वैज्ञानिकों ने इस स्थिति को देखकर हैरानी जाहिर की है

• लेजर पल्स के जरिए इसे देखा गया

• चुंबकत्व को समझने में मददगार होगा

• बिस्मथ सेलेनाइड का उल्टा व्यवहार दिखा

राष्ट्रीय खबर

रांचीः एक अंतरराष्ट्रीय शोधकर्ता दल ने पहली बार यह देखा है कि कैसे कोणीय संवेग एक क्रिस्टल जाली के माध्यम से गति करता है। इस अध्ययन ने एक अप्रत्याशित क्वांटम प्रभाव का खुलासा किया है, जिसके कारण घूर्णन की दिशा उलट जाती है। तीव्र टेराहर्ट्ज़ लेजर पल्स का उपयोग करके की गई यह खोज वैज्ञानिकों को चुंबकत्व  के मूल सिद्धांतों को समझने का एक नया नजरिया देती है और भविष्य में उन्नत क्वांटम सामग्रियों को बेहतर ढंग से नियंत्रित करने में मदद कर सकती है।

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यह अध्ययन हेल्महोल्ट्ज़-ज़ेंट्रम ड्रेस्डन-रोसेन्डॉर्फ (एचजेडडीआर), मैक्स प्लैंक सोसाइटी के फ्रिट्ज़ हैबर इंस्टीट्यूट और बर्लिन, ड्रेस्डन, जूलिच व आइंडहोवन के सहयोगियों के वैज्ञानिकों के नेतृत्व में किया गया। इसके निष्कर्ष प्रतिष्ठित पत्रिका ‘नेचर फिजिक्स’ में प्रकाशित हुए हैं। भौतिकी में ऊर्जा, संवेग और कोणीय संवेग संरक्षित रहते हैं, जिसका अर्थ है कि उन्हें न तो नष्ट किया जा सकता है और न ही शून्य से उत्पन्न किया जा सकता है। इसके बजाय, वे एक प्रणाली के विभिन्न हिस्सों के बीच स्थानांतरित होते हैं।

एक सदी से भी अधिक समय पहले, अल्बर्ट आइंस्टीन और वेंडर जोहान्स डी हास ने प्रदर्शित किया था कि किसी सामग्री के चुंबकत्व को बदलने से वह भौतिक रूप से घूम सकती है। उनके प्रसिद्ध प्रयोग ने दिखाया कि चुंबकीय और यांत्रिक कोणीय संवेग आपस में जुड़े हुए हैं। तब से, वैज्ञानिक यह समझने की कोशिश कर रहे हैं कि ठोस पदार्थों की आंतरिक संरचना में कोणीय संवेग कैसे फैलता है। अब, शोधकर्ताओं ने क्रिस्टल के भीतर इस प्रक्रिया को सीधे होते हुए देखा है।

शक्तिशाली लेजर ने उजागर की परमाणुओं की छिपी हुई गति टीम ने अध्ययन किया कि कोणीय संवेग ‘लैटिस वाइब्रेशन’ (जाली के कंपन) के बीच कैसे यात्रा करता है। इसे देखने के लिए, वैज्ञानिकों ने एक कंपन को गोलाकार गति देने के लिए अल्ट्रा-स्ट्रॉन्ग टेराहर्ट्ज़ लेजर पल्स का उपयोग किया। एक दूसरे अल्ट्राफास्ट लेजर पल्स ने ट्रैक किया कि वह गति सामग्री में दूसरे जुड़े हुए कंपन के साथ कैसे परस्पर क्रिया करती है। प्रयोग के दौरान, शोधकर्ताओं ने कुछ आश्चर्यजनक देखा: जैसे ही कोणीय संवेग एक कंपन से दूसरे में गया, घूर्णन की दिशा पलट गई।

यह प्रभाव क्रिस्टल जाली की घूर्णी समरूपता से आता है। इस प्रणाली में, कुछ घूर्णी अवस्थाएं भौतिक रूप से समान होती हैं, भले ही वे विपरीत दिशाओं में घूम रही हों। शोधकर्ताओं के अनुसार, यह परिणाम ठोस पदार्थों के भीतर कोणीय संवेग संरक्षण का एक प्रत्यक्ष क्वांटम यांत्रिक हस्ताक्षर है।

प्रयोग में इस्तेमाल की गई सामग्री, बिस्मथ सेलेनाइड ने असामान्य व्यवहार दिखाया। इसके जाली कंपन से जुड़े कोणीय संवेग इस तरह से संयुक्त हुए कि एक नया घूर्णन उत्पन्न हुआ, जो दोगुनी आवृत्ति पर लेकिन विपरीत दिशा में आगे बढ़ रहा था। वैज्ञानिक इसे वन प्लस वन बराबर माइनस वन प्रभाव के रूप में वर्णित करते हैं। भौतिकी में, यह घटना एक अमक्लाप प्रक्रिया से मिलती-जुलती है, जहाँ क्रिस्टल संरचना की समरूपता के कारण गति प्रभावी रूप से उलट जाती है।

अध्ययन की मुख्य प्रायोगिक भौतिक विज्ञानी ओल्गा मिनाकोवा ने कहा, मुझे यह बेहद शानदार लगता है कि कैसे भौतिकी के नियम सीधे प्रकृति की समरूपता द्वारा निर्धारित होते हैं। शोध का नेतृत्व करने वाले सेबेस्टियन मैहरलेन ने कहा, ये असाधारण रूप से रोमांचक परिणाम हैं। हमने कुछ मौलिक रूप से नया खोजा है जो उम्मीद है कि भविष्य में पाठ्यपुस्तकों का हिस्सा बनेगा। यह खोज भविष्य की सूचना प्रौद्योगिकियों और अगली पीढ़ी के मेमोरी उपकरणों के विकास में मददगार साबित हो सकती है।

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