टियांगोंग पर रिकॉर्ड शीतलता से क्वांटम अनुसंधान को नई उड़ान

चीन के वैज्ञानिकों ने टियांगोंग अंतरिक्ष स्टेशन पर रुबिडियम परमाणुओं को परम शून्य से केवल 9.7 पिकोकेल्विन ऊपर तक ठंडा किया है। यह अब तक दर्ज सबसे कम तापमानों में से एक है और अमेरिका तथा जर्मनी में बने पिछले रिकॉर्ड से भी कम है। इस प्रयोग से अंतरिक्ष में क्वांटम भौतिकी के अध्ययन और बेहद संवेदनशील मापन उपकरणों के विकास की संभावनाएं मजबूत हुई हैं।

कक्षा में कैसे बनाया गया अति-शीतल परमाणु समूह

पेकिंग विश्वविद्यालय और चीनी विज्ञान अकादमी के शोधकर्ताओं ने अंतरिक्ष स्टेशन पर मौजूद शीत परमाणु भौतिकी उपकरण का इस्तेमाल किया। शोध दल का नेतृत्व भौतिकविदों शियाओजी झोउ, शुज़ोंग चेन और वेइबियाओ चेन ने किया। वैज्ञानिकों ने प्रकाश-आधारित द्विध्रुवीय जाल में रुबिडियम परमाणुओं को फंसाकर बोस-आइंस्टीन संघनन बनाया। यह व्यवस्था उन प्रयोगों से अलग थी जिनमें परमाणुओं को रोकने के लिए चुंबकीय जाल का सहारा लिया जाता है।

अंतिम अति-शीतल बादल में लगभग 20,000 परमाणु थे। छोड़ने के बाद भी यह बादल करीब सात सेकंड तक दिखाई दिया। उपलब्ध विवरण के अनुसार, मापा गया तापमान गहरे अंतरिक्ष के पृष्ठभूमि तापमान से लगभग 280 अरब गुना कम था। यह उपलब्धि 7 नवंबर 2026 की बताई गई है। इससे जुड़े शोध के 5 नवंबर के आसपास विज्ञान पत्रिका ‘साइंस’ में प्रकाशित होने का भी उल्लेख है; इन तारीखों का क्रम स्पष्ट नहीं है।

बोस-आइंस्टीन संघनन का महत्व

बोस-आइंस्टीन संघनन पदार्थ की ऐसी अवस्था है जिसमें अनेक बोसॉन लगभग एक ही न्यूनतम क्वांटम अवस्था में आ जाते हैं। इससे सूक्ष्म स्तर पर दिखने वाले क्वांटम प्रभाव बड़े पैमाने पर भी देखे जा सकते हैं। पृथ्वी की कक्षा में सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण की स्थिति परमाणु बादल को अधिक समय तक फैलने देती है और गुरुत्व के कारण होने वाले खिंचाव को घटाती है। इससे परमाणुओं के व्यवहार और जड़त्वीय बलों का अधिक सटीक अध्ययन संभव हो सकता है।

शोधकर्ताओं के अनुसार, इस तकनीक का उपयोग क्वांटम अनुकरण, सटीक मापन और अत्यंत संवेदनशील अंतरिक्ष सेंसर बनाने में हो सकता है। इससे आइंस्टीन के गुरुत्वाकर्षण सिद्धांत समेत भौतिकी के मूल सिद्धांतों की जांच के नए रास्ते भी खुल सकते हैं। ये संभावित उपयोग हैं; इनके व्यावहारिक रूप लेने के लिए आगे अनुसंधान आवश्यक होगा।

खबर से जुड़े जीके तथ्य

खबर से जुड़े जीके तथ्य

• बोस-आइंस्टीन संघनन में अनेक बोसॉन एक ही न्यूनतम क्वांटम अवस्था में आ सकते हैं।

• प्रकाशीय द्विध्रुवीय जाल उदासीन परमाणुओं को प्रकाश के विद्युत क्षेत्र से उत्पन्न प्रभाव के जरिए सीमित करता है। लाल-विस्थापित प्रकाश परमाणुओं को अधिक तीव्र प्रकाश वाले क्षेत्र की ओर खींचता है, जबकि नीला-विस्थापित प्रकाश उन्हें ऐसे क्षेत्र से दूर धकेलता है।

• रुबिडियम-87 बोसॉन समस्थानिक है। इसकी 780 नैनोमीटर वाली डी-दो संक्रमण रेखा का उपयोग लेज़र शीतलन और परमाणु जाल में किया जाता है।

• सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण में परमाणु बादलों का मुक्त विस्तार अधिक समय तक देखा जा सकता है, जिससे कुछ मापन अधिक सटीक हो सकते हैं।

टियांगोंग का यह प्रयोग दिखाता है कि अंतरिक्ष स्थितियां अति-शीतल परमाणुओं के अध्ययन को नई संभावनाएं दे सकती हैं। भविष्य में ऐसे प्रयोग मूलभूत भौतिकी और अंतरिक्ष-आधारित मापन, दोनों क्षेत्रों में उपयोगी साबित हो सकते हैं।