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भौतिकीविदों ने क्वांटम पदार्थ की एक नई संपत्ति के लिए साक्ष्य की खोज की


शोधकर्ताओं ने क्वांटम पदार्थ की खोज की संपत्ति से पहले कभी नहीं फटा हो सकता है। जॉन्स हॉपकिन्स विश्वविद्यालय में इंस्टीट्यूट फॉर क्वांटम मैटर की एक टीम ने साबित किया कि कुछ क्वांटम सामग्री विद्युत द्विध्रुवीय उतार-चढ़ाव को प्रदर्शित कर सकती है।

ये अनोखी गतिविधियाँ सामग्री पर छोटे आवेशित ध्रुवों के अनियमित दोलन हैं। शोधकर्ताओं ने बताया कि ये दोलन बेहद ठंडे तापमान पर होते हैं - लगभग माइनस 450 डिग्री फ़ारेनहाइट या इससे कम।

यह विशेष आंदोलन लंबे समय से प्रमाणित है लेकिन अभी तक सिद्ध नहीं हुआ है। विचाराधीन सामग्री दो दशक पहले बनाई गई थी और इसे k- (BEDT-TTF) 2Hg (SCN) 2 Br कहा जाता है। सामग्री कार्बनिक यौगिकों से आती है; हालाँकि, यह एक धातु की तरह व्यवहार करता है।

भौतिक विज्ञानी नतालिया ड्रिचको ने कहा, "हमने इस विशेष क्वांटम सामग्री के साथ जो पाया है, वह यह है कि सुपर-कोल्ड टेम्प्रेचर पर भी, इलेक्ट्रिकल डिपोल अभी भी मौजूद हैं और क्वांटम यांत्रिकी के नियमों के अनुसार उतार-चढ़ाव आते हैं।" Drichko जॉन्स हॉपकिन्स विश्वविद्यालय में भौतिकी में एक सहयोगी अनुसंधान प्रोफेसर के रूप में कार्य करता है।

ड्रेकोको ने बताया कि यह विशेष खोज क्यों महत्वपूर्ण थी।

"आमतौर पर, हम क्वांटम यांत्रिकी को परमाणुओं की तरह छोटी चीजों के सिद्धांत के रूप में सोचते हैं, लेकिन यहां हम देखते हैं कि पूरा क्रिस्टल क्वांटम-यंत्रवत् व्यवहार कर रहा है," Drichko, पत्रिका में प्रकाशित शोध पर एक वरिष्ठ लेखक ने कहा।विज्ञान.

पारंपरिक भौतिकी और आणविक आंदोलन की समझ नोट करती है कि जैसे-जैसे ऑब्जेक्ट फ्रीज होते हैं, उनका आणविक आंदोलन रुकने के बिंदु तक धीमा हो जाता है। हालांकि, क्वांटम भौतिकी में, गति अभी भी सबसे ठंडे तापमान पर बनी हुई है, ड्रिक्को ने समझाया। "यह शास्त्रीय और क्वांटम भौतिकी के बीच एक प्रमुख अंतर है कि संघनित पदार्थ भौतिक विज्ञानी खोज रहे हैं," उसने कहा।

विद्युत द्विध्रुव समान होते हैं लेकिन दूर से चार्ज किए गए विपरीत ध्रुव। आणविक अध्ययनों में तीन प्रकार के द्विध्रुव होते हैं। सबसे पहले, स्थाई द्विध्रुव होते हैं जो अणु में दो परमाणु होते हैं जो कि बहुत भिन्न विद्युत-अपघट्य वाले होते हैं।

एक स्थायी द्विध्रुवीय में, एक परमाणु एक से अधिक इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करेगा, जिससे एक बहुत अधिक नकारात्मक और दूसरा अधिक सकारात्मक होगा। (इन्हें ध्रुवीय अणु भी कहा जाता है।) दूसरे प्रकार का द्विध्रुवीय तात्कालिक द्विध्रुवीय होता है जो संयोग से तब होता है जब इलेक्ट्रॉन अणु के एक क्षेत्र में अधिक केंद्रित होते हैं।

यह एक अस्थायी द्विध्रुवीय बनाता है। अंतिम प्रकार से प्रेरित द्विध्रुव होता है जो तब होता है जब एक अणु दूसरे के इलेक्ट्रॉनों को पीछे हटाता है और उस अणु में एक द्विध्रुवीय क्षण को स्पार्क करता है। भौतिकविदों द्वारा अध्ययन किए जाने वाले द्विध्रुवीय वही प्रकार हैं जो बालों को स्थैतिक बिजली के माध्यम से एक कंघी का अस्थायी रूप से पालन करने की अनुमति दे सकते हैं। डिपोल एक कंघी के किनारे पर बनाते हैं और बालों को आकर्षित करते हैं।

ड्रिचको की टीम ने रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी लैब का उपयोग किया ताकि प्रमेय गतिविधि का निरीक्षण करने के लिए आवश्यक कम तापमान पर क्वांटम पदार्थ प्राप्त किया जा सके। लैब में मुख्य कार्य ग्रेड छात्र नोरा हसन द्वारा संचालित किया गया था।

लैब में, हसन और उसके साथी शोधकर्ताओं ने सामग्री के एक क्रिस्टल पर प्रकाश केंद्रित किया। टीमों ने इन द्विध्रुवीय उतार-चढ़ाव का अध्ययन करने के लिए रसायन विज्ञान और जीव विज्ञान दोनों में पाए जाने वाले अन्य तकनीकों का लाभ उठाया।

जॉन्स हॉपकिन्स टीम ने एक कस्टम स्पेक्ट्रोमीटर भी बनाया, जो पारंपरिक लैब स्पेक्ट्रोमीटर की तुलना में 100 गुना अधिक शक्तिशाली था। अनुसंधान का उपयोग क्वांटम कंप्यूटिंग सिस्टम के विकास में और क्वांटम सिस्टम के विकास में किया जा सकता है जो अत्यधिक तापमान पर भी कुशलता से काम कर सकता है।


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