बेथे की तारें जीवित हो उठीं: 1931 वर्ष के क्वांटम क्लस्टर पहली बार प्रयोगशाला में देखे गए

द्वारा संपादित: Svitlana Velhush

इन्सब्रुक विश्वविद्यालय की प्रयोगशाला में, परम शून्य से कुछ अरबवें अंश ऊपर तक ठंडा किए गए सीज़ियम परमाणुओं ने अचानक असामान्य बद्ध अवस्थाएँ — बेथे की तारें — बना लीं। ये क्वांटम क्लस्टर, जिनकी भविष्यवाणी हान्स बेथे ने 1931 वर्ष में की थी, लगभग एक शताब्दी तक केवल कागज़ पर और चुंबकीय पदार्थों में अप्रत्यक्ष प्रेक्षणों में ही मौजूद रहे।

हान्स-क्रिस्टोफ़ नेगेर्ल के नेतृत्व में वैज्ञानिकों ने परमाणुओं के बादल को हज़ारों संकरी एकविमीय नलियों में बाँटा। प्रत्येक नली के भीतर परमाणु केवल एक ही रेखा के अनुदिश गति कर सकते थे। फिर शोधकर्ताओं ने परमाणुओं के बीच की अंतःक्रिया को धीरे-धीरे बदला — प्रतिकर्षणकारी से आकर्षणकारी में। गैस के अपेक्षित पतन के बजाय विभिन्न आकारों के कणों के बद्ध समूह उत्पन्न हुए, जिनमें छह और उससे अधिक परमाणुओं के क्लस्टर भी शामिल थे।

साधारण अणुओं के विपरीत, जहाँ कण रासायनिक बंधों से बँधे रहते हैं, बेथे की तारें विशेष रूप से क्वांटम अंतःक्रियाओं से उत्पन्न होती हैं और केवल एक ही विमा में विद्यमान रहती हैं। उनकी स्थिरता की जाँच दो तरीकों से की गई: एकविमीय नलियों में क्लस्टर टकरावों के दौरान भी बने रहे, जबकि प्रतिबंध हटाकर त्रिविमीय आकाश में फैलाने पर वे टूट गए और बंधन ऊर्जा मुक्त की।

बंधन ऊर्जा, संवेग वितरण और टान संपर्क के मापनों ने बड़ी तारों की उपस्थिति की पुष्टि की। परिणाम सामान्यीकृत द्रवगतिकी की भविष्यवाणियों से ठीक-ठीक मेल खाए। प्रयोग ने दिखाया कि अति-शीतल गैस के नियंत्रित वातावरण में जटिल क्वांटम अवस्थाएँ बनाई और अध्ययन की जा सकती हैं, जो अन्य प्रणालियों में उपलब्ध नहीं हैं।

यह खोज प्रबल अंतःक्रियाशील एकविमीय प्रणालियों में क्वांटम संसक्ति, अरैखिक गतिकी और तापीकरण के अनुसंधान का मार्ग खोलती है। अब भौतिकविद् इन अवस्थाओं में हेरफेर कर सकेंगे, उन्हें टकरा सकेंगे और प्रयोगशाला की परिस्थितियों में उनकी स्थिरता की जाँच कर सकेंगे।

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स्रोतों

  • A Quantum Prediction from 1931 Just Came to Life

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