भौतिकविदों ने पहली बार फ्री-रेंज परमाणुओं की तस्वीरें खींचीं
बिना किसी प्रतिबंध के घूमते हुए मुक्त-श्रेणी के परमाणुओं को पहली बार कैमरे में कैद किया गया है - जिससे भौतिकविदों को लंबे समय से पूर्वानुमानित क्वांटम घटनाओं पर करीब से नज़र डालने में मदद मिली है।
यह कुछ-कुछ आपके पिछवाड़े के बगीचे में किसी दुर्लभ पक्षी की तस्वीर लेने जैसा है, लंबे समय से सिर्फ़ उनके बारे में सुनने के बाद, और हर दिन आपके पक्षी फीडर में भोजन कम होते देखने के बाद। हालाँकि, पक्षी देखने के बजाय, हम क्वांटम भौतिकी के बारे में बात कर रहे हैं। इस सफलता के पीछे अमेरिकी शोधकर्ताओं ने सावधानीपूर्वक एक “परमाणु-समाधान माइक्रोस्कोपी” कैमरा सिस्टम बनाया है जो पहले परमाणुओं को एक बंद बादल में रखता है, जहाँ वे स्वतंत्र रूप से घूमते हैं। फिर, लेजर प्रकाश परमाणुओं को रिकॉर्ड करने के लिए स्थिति में जमा देता है। मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (MIT) के भौतिक विज्ञानी मार्टिन ज़्विएरलेन कहते हैं, “हम परमाणुओं के इन दिलचस्प बादलों में एकल परमाणुओं को देख पा रहे हैं और वे एक-दूसरे के संबंध में क्या कर रहे हैं, जो कि सुंदर है।
” इन परमाणुओं को आपस में बातचीत करते समय कैप्चर करने में सक्षम होने का मतलब है क्वांटम क्षेत्र में सबसे छोटे पैमाने पर पदार्थ का अध्ययन करने के नए अवसर – और शोधकर्ताओं ने पहले से ही कई दुर्लभ परमाणु पैटर्न पर करीब से नज़र डाली है। इन पैटर्न में बोस-आइंस्टीन संघनन के रूप में जाना जाने वाला एक राज्य शामिल है – जो बोसॉन और फ़र्मियन से बना होता है जब वे जोड़े बनाते हैं। यह सब हमारी समझ को बढ़ाता है कि कैसे अविश्वसनीय रूप से छोटे परमाणु व्यवहार करते हैं और उनके व्यवहार में परिवर्तन होता है। एक अन्य उदाहरण के रूप में, टीम फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी लुइस डी ब्रोगली के नाम पर ‘डी ब्रोगली तरंग’ की एक छवि को सीधे कैप्चर करने में सक्षम थी, जिसमें बोसॉन एक साथ जुड़ते हैं। यह सिद्धांत आधुनिक भौतिकी की शुरुआत के लिए आंशिक रूप से जिम्मेदार है।
जबकि इन परिदृश्यों का पहले भी अध्ययन किया जा चुका है, अब उनका अधिक विस्तार से विश्लेषण किया जा सकता है, जिससे वैज्ञानिकों को माप लेने और अवलोकन करने का अवसर मिलता है – व्यक्तिगत परमाणुओं तक। “[मौजूदा] तकनीकें आपको परमाणुओं के बादल के समग्र आकार और संरचना को देखने की अनुमति देती हैं, लेकिन व्यक्तिगत परमाणुओं को नहीं,” ज़्विएरलेन कहते हैं। “यह आकाश में बादल देखने जैसा है, लेकिन बादल बनाने वाले अलग-अलग पानी के अणुओं को नहीं।” परमाणुओं को ट्रैक करना और उनकी निगरानी करना अविश्वसनीय रूप से मुश्किल है। ये कण आकार में नैनोमीटर के दसवें हिस्से के बराबर होते हैं – जो कि मानव बाल की चौड़ाई का लगभग दस लाखवाँ हिस्सा है – यही कारण है कि इन जटिल इमेजिंग सेटअप की आवश्यकता होती है।
अब जबकि नए दृष्टिकोण के पीछे के शोधकर्ताओं ने दिखाया है कि यह काम कर सकता है, वे इसका उपयोग अन्य प्रकार के परमाणु इंटरैक्शन और व्यवहारों की जांच करने के लिए करना चाहते हैं। विशेष रूप से रुचि सबसे दुर्लभ और कम से कम अध्ययन किए गए परिदृश्यों में है, जिसमें क्वांटम हॉल भौतिकी – जहां इलेक्ट्रॉनों का चुंबकीय क्षेत्रों के साथ असामान्य इंटरैक्शन होता है – शॉर्टलिस्ट पर है। “जब आप इस तरह की तस्वीरें देखते हैं, तो यह एक तस्वीर में दिखाई दे रहा है, एक वस्तु जिसे गणितीय दुनिया में खोजा गया था,” एमआईटी भौतिक विज्ञानी रिचर्ड फ्लेचर कहते हैं। “तो यह एक बहुत अच्छा अनुस्मारक है कि भौतिकी भौतिक चीजों के बारे में है। यह वास्तविक है।” शोध को फिजिकल रिव्यू लेटर्स में प्रकाशित किया गया है।
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