भौतिकविदों ने हीरे के अंदर एक नए प्रकार का टाइम क्वासिक्रिस्टल बनाया
एक नए प्रकार का टाइम क्रिस्टल क्वांटम भौतिकी में एक सफलता का प्रतिनिधित्व कर सकता है। लेजर से चमकाए गए हीरे में, भौतिकविदों ने ऐसा कुछ बनाया है जो उनके अनुसार टाइम क्वासिक्रिस्टल का पहला सच्चा उदाहरण है - जिसमें समय में पैटर्न संरचित होते हैं, लेकिन दोहराए नहीं जाते। यह एक बढ़िया अंतर है, लेकिन यह क्वांटम अनुसंधान और प्रौद्योगिकी को विकसित करने में मदद कर सकता है।
SCIENCE/विज्ञानं : अमेरिका में वाशिंगटन विश्वविद्यालय के भौतिक विज्ञानी चोंग ज़ू कहते हैं, “वे लंबे समय तक क्वांटम मेमोरी को स्टोर कर सकते हैं, अनिवार्य रूप से RAM के क्वांटम एनालॉग की तरह।” “हम उस तरह की तकनीक से बहुत दूर हैं। लेकिन टाइम क्वासिक्रिस्टल बनाना एक महत्वपूर्ण पहला कदम है।” 2016 में पहली बार देखे जाने से पहले 2012 में अमेरिकी सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी फ्रैंक विल्ज़ेक द्वारा सैद्धांतिक रूप से भविष्यवाणी किए गए टाइम क्रिस्टल, नियमित ठोस पदार्थों को बनाने वाले पैटर्न वाले परमाणु मैट्रिक्स में कुछ अतिरिक्त जोड़ते हैं।
हीरा, क्वार्ट्ज और नमक जैसे क्रिस्टलीय पदार्थ त्रि-आयामी परमाणु जालक का रूप लेते हैं, जहाँ कणों की व्यवस्था दोहराई जाती है। आप जाली के किसी भी भाग को ले सकते हैं और इसे दूसरे पर आरोपित कर सकते हैं और यह पूरी तरह से मेल खाएगा। एक समय क्रिस्टल एक ऐसी सामग्री है जिसमें कण अनुक्रमों के माध्यम से चलते हैं जो किसी बाहरी धक्का के समय से निर्धारित नहीं होते हैं। कण एक समय पैटर्न के साथ ऊर्जा अवस्थाओं के बीच दोलन करते हैं जो इस तरह से दोहराता है कि इसे पूरी तरह से आरोपित किया जा सकता है, जैसा कि नीचे दिए गए वीडियो में देखा गया है।
इसके विपरीत, एक क्वासिक्रिस्टल वह होता है जिसमें कण एक संरचित, लेकिन गैर-दोहराव पैटर्न बनाते हैं, जैसे कि पेनरोज़ टाइलिंग या अम्मान-बीनकर टाइलिंग। पहली नज़र में ऐसा लग सकता है कि यह दोहराता है, लेकिन इसके घटक पूरी तरह से आरोपित नहीं होंगे। समय क्रिस्टल को विभिन्न सामग्रियों का उपयोग करके कई बार प्रयोगात्मक रूप से देखा गया है। अब, वाशिंगटन विश्वविद्यालय के गुआंगहुई हे और हार्वर्ड विश्वविद्यालय के बिंगटियन ये के नेतृत्व में भौतिकविदों की एक टीम ने ऐसा कुछ बनाया है, जिसके बारे में उनका मानना है कि यह पहला समय क्वासिक्रिस्टल है। दोलनशील कणों के अस्थायी पैटर्न में संरचना होती है, लेकिन वे दोहराए नहीं जाते।
ज़ू कहते हैं, “यह पदार्थ का एक बिल्कुल नया चरण है।” समय क्रिस्टल बनाने का एक तरीका हीरे के क्रिस्टल जालक से कुछ कार्बन परमाणुओं को बाहर निकालना है, जिससे नाइट्रोजन-रिक्ति केंद्र के रूप में जाना जाने वाला एक स्थान बनता है, जो एक पड़ोसी नाइट्रोजन परमाणु और एक खाली स्थान होता है। यह वह तकनीक है जिसका उपयोग शोधकर्ताओं ने समय क्वासिक्रिस्टल के गुणों को बनाने और जांचने के लिए किया। उन्होंने हीरे के एक मिलीमीटर चौड़े टुकड़े में कार्बन परमाणुओं के एक समूह को ढीला करने के लिए नाइट्रोजन लेजर का उपयोग किया, जिससे इलेक्ट्रॉनों को अपने पड़ोसियों के क्वांटम प्रभाव के तहत माइक्रोवेव पल्स की ताल पर नाचने के लिए कुछ कोहनी की जगह मिल गई। माइक्रोवेव की लय को गैर-दोहराए जाने वाले पैटर्न में संरचित करने से दोलनशील कणों में एक समान लेकिन स्वतंत्र व्यवहार हुआ, जो एक समय क्रिस्टल के मानदंडों को पूरा करता था।
“हमने समय क्वासिक्रिस्टल में लय शुरू करने के लिए माइक्रोवेव पल्स का उपयोग किया,” ये कहते हैं। “माइक्रोवेव समय में व्यवस्था बनाने में मदद करते हैं।” शोधकर्ताओं ने सैकड़ों चक्रों तक इस नृत्य को देखा, इससे पहले कि समय क्वासिक्रिस्टल टूट जाए, जैसा कि समय क्रिस्टल करते हैं: वे बाहरी हस्तक्षेप के प्रति बेहद संवेदनशील और कमजोर होते हैं। “हमें विश्वास है कि हम एक सच्चा समय क्वासिक्रिस्टल बनाने वाले पहले समूह हैं,” वे कहते हैं। परिणाम नई अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं जो हमें क्वांटम क्षेत्र को बेहतर ढंग से समझने में मदद कर सकते हैं, साथ ही समय क्रिस्टल को भी। संभावित व्यावहारिक अनुप्रयोग भी हैं, जैसे कि मेट्रोलॉजी के विज्ञान में, या चीजों को मापने में। एक दिन, समय क्रिस्टल समय को मापने में मदद कर सकते हैं। उनका उपयोग क्वांटम सेंसर और क्वांटम कंप्यूटिंग (बेशक) के लिए भी किया जा सकता है। यह शायद काफी दूर की बात है; लेकिन यात्रा केवल समय के साथ कदम बढ़ाकर ही की जा सकती है। यह शोध फिजिकल रिव्यू एक्स में प्रकाशित हुआ है।
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