समय क्रिस्टल: भौतिकी की नई रहस्यमयी खोज

भौतिकविदों ने समय क्रिस्टल के रहस्यमय क्षेत्र में एक नई सफलता हासिल की है। पहली बार, एक ऐसा समय क्रिस्टल बनाया गया है जिसे मानव आँखों से सीधे देखा जा सकता है, जो नीयन रंग की धारियों की एक श्रृंखला में लहराता है। इस पदार्थ का निर्माण तकनीकी संभावनाओं की एक पूरी नई दुनिया खोल सकता है, जिसमें नए जालसाजी-रोधी उपाय, यादृच्छिक संख्या जनरेटर, द्वि-आयामी बारकोड और ऑप्टिकल उपकरण शामिल हैं। कोलोराडो बोल्डर विश्वविद्यालय के भौतिक विज्ञानी हानकिंग झाओ कहते हैं, “इन्हें सीधे माइक्रोस्कोप से और यहाँ तक कि विशेष परिस्थितियों में, नंगी आँखों से भी देखा जा सकता है।” समय क्रिस्टल एक बहुत ही हालिया परिघटना है। 2012 में अमेरिकी सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी फ्रैंक विल्ज़ेक द्वारा इसकी भविष्यवाणी की गई थी, लेकिन शुरुआत में कुछ भौतिकविदों ने इसे एक नियम-विरोधी अवधारणा मानकर खारिज कर दिया था जिससे ऊष्मागतिकी के एक प्रमुख नियम के उल्लंघन का खतरा था।

फिर, 2016 में, अमेरिकी भौतिकविदों की एक टीम ने एक प्रयोग में वास्तव में इनका अवलोकन करने की सूचना दी। तो यहाँ संक्षिप्त रूप है। हीरा, क्वार्ट्ज़ और नमक जैसे क्रिस्टलीय पदार्थ त्रि-आयामी परमाणु जालक हैं जो अंतरिक्ष में दोहराए जाने वाले कणों से बने होते हैं, कुछ-कुछ एक ज्यामितीय जंगल जिम की तरह जिसमें परमाणु जंक्शनों पर बैठे होते हैं। आप जालक के किसी भी भाग को लेकर उसे दूसरे भाग पर पूरी तरह से अध्यारोपित कर सकते हैं। एक समय क्रिस्टल, एक लौकिक आयाम में कणों का एक पैटर्न है: दूसरे शब्दों में, समय क्रिस्टल न केवल अंतरिक्ष में, बल्कि समय में भी दोहराए जाते हैं। उनके कण एक ऐसे समय के साथ दोलन करते हैं जो इस तरह से दोहराया जाता है कि इसे भी अध्यारोपित किया जा सकता है। महत्वपूर्ण रूप से, यह दोलन समय की समरूपता को तोड़ता है, और अपने वातावरण में किसी भी लय के विरुद्ध कार्य करता प्रतीत होता है। क्वांटम व्यवहार की खोज और तकनीकी अनुप्रयोगों, दोनों के लिए टाइम क्रिस्टल की क्षमता काफ़ी रोमांचक है। यही कारण है कि वैज्ञानिक उनके गुणों की जाँच करना और यह पता लगाना पसंद करते हैं कि उन्हें (आह) क्या प्रेरित करता है।

ज़ाओ और उनके सहयोगी, कोलोराडो बोल्डर विश्वविद्यालय के भौतिक विज्ञानी इवान स्माल्युख ने लिक्विड क्रिस्टल से अपना टाइम क्रिस्टल बनाया – वही पदार्थ जो एलसीडी में पाया जाता है, जिनका आमतौर पर घड़ियों और टीवी पर स्क्रीन के रूप में उपयोग किया जाता है। ये छड़ के आकार के अणु होते हैं जो कुछ हद तक तरल और कुछ हद तक क्रिस्टल की तरह व्यवहार करते हैं। शोधकर्ताओं ने अपने लिक्विड क्रिस्टल को एक फोटोरेस्पॉन्सिव डाई से लेपित काँच की प्लेटों के बीच रखा। जब उन्होंने नमूने पर विशेष प्रकार का प्रकाश डाला, तो डाई के अणु ध्रुवीकृत हो गए, या अपना अभिविन्यास बदल दिया, जिससे लिक्विड क्रिस्टल पर दबाव पड़ा। इस दबाव ने लिक्विड क्रिस्टल में मोड़ पैदा किए जो चरणों की एक जटिल श्रृंखला में एक-दूसरे के साथ परस्पर क्रिया करते थे, जिससे गति का एक पैटर्न बनता था जो घंटों तक दोहराया जाता था, यहाँ तक कि बदलती रोशनी और तापमान की स्थितियों में भी।

ये पैटर्न नमूने में रंगीन धारियों की एक लहरदार श्रृंखला के रूप में देखे गए। “सब कुछ शून्य से उत्पन्न होता है,” स्माल्युख कहते हैं। “आप बस एक प्रकाश डालते हैं, और समय क्रिस्टलों की यह पूरी दुनिया उभर आती है।” हालाँकि अध्ययन के परिणाम समय क्रिस्टल के रूप में वर्गीकृत होने की कठोर आवश्यकताओं को पूरा करते हैं, शोधकर्ताओं का कहना है कि विभिन्न प्रणालियों में समय क्रिस्टल के गुणों के आगे अन्वेषण की पर्याप्त गुंजाइश है। विभिन्न शासनों में समय क्रिस्टल कैसे प्रकट होते हैं, इसकी खोज में, शोधकर्ताओं का मानना ​​है कि विभिन्न मानदंड उभर सकते हैं।

इस बीच, व्यावहारिक अनुप्रयोग की जो संभावनाएँ अभी दिखाई दे रही हैं, वे बेहद दिलचस्प हैं। झाओ और स्माल्युख लिखते हैं, “ऑप्टिकल उपकरणों, फोटोनिक स्पेस-टाइम क्रिस्टल जनरेटर, दूरसंचार और जालसाजी-रोधी डिज़ाइनों में संभावित तकनीकी अनुप्रयोग समय और स्पेस-टाइम क्रिस्टल के लिए एक रोमांचक सीमा की शुरुआत का संकेत दे सकते हैं, जहाँ मौलिक शोध प्रगति तकनीकी उपयोगिता को बढ़ावा दे सकती है।” यह शोध नेचर मैटेरियल्स में प्रकाशित हुआ है।

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