सार:
भौतिकी समुदाय ने पदार्थ की चरम अवस्थाओं पर अनुसंधान के क्षेत्र में एक बड़ी उपलब्धि हासिल की है। वैज्ञानिक अनुसंधान टीम ने पहली बार उच्च परिशुद्धता के साथ एक असाधारण क्वांटम सामग्री के सूक्ष्म गुणों को सफलतापूर्वक मापा है जिसे किसी भी पारंपरिक कंटेनर में शामिल नहीं किया जा सकता है - सुपरफ्लुइड हीलियम। यह प्रयोगात्मक परिणाम न केवल दशकों से भौतिकी समुदाय को परेशान करने वाली माप समस्याओं पर काबू पाता है, बल्कि क्वांटम द्रव यांत्रिकी और चरम वातावरण में पदार्थ के विकास का गहराई से पता लगाने के नए रास्ते भी खोलता है।
जब तरल हीलियम को पूर्ण शून्य (शून्य से 273.15 डिग्री सेल्सियस) के करीब एक महत्वपूर्ण संक्रमण बिंदु तक ठंडा किया जाता है, तो एक क्वांटम चरण संक्रमण एक सुपरफ्लुइड अवस्था में होता है। अतितरल अवस्था में पदार्थ पूरी तरह से अपनी चिपचिपाहट खो देते हैं और बहते समय कोई घर्षण प्रतिरोध उत्पन्न नहीं करते हैं। यह अत्यधिक घर्षण रहित गुण सुपरफ्लुइड्स को अद्भुत दीवार पर चढ़ने की क्षमता देता है: वे एक बीकर या परीक्षण कक्ष की दीवार के साथ एक बेहद पतली सूक्ष्म फिल्म बना सकते हैं और ऊपर चढ़ सकते हैं, और कंटेनर के किनारे से बाहर बह सकते हैं, इसलिए भौतिक रूप से कोई भी पारंपरिक कंटेनर इसे पूरी तरह से सील और नियंत्रित नहीं कर सकता है। लंबे समय तक, इस सहज चढ़ाई और स्थिर रूप से समायोजित होने में असमर्थता ने शोधकर्ताओं के लिए सीमा प्रभावों के हस्तक्षेप के बिना इसके थर्मोडायनामिक्स और सूक्ष्म क्वांटम गतिशीलता मापदंडों को स्थिर रूप से मापना बेहद मुश्किल बना दिया है।
इस प्रायोगिक सीमा को तोड़ने के लिए, भौतिकविदों ने एक अभिनव निलंबन और गैर-संपर्क पहचान समाधान डिज़ाइन किया है। प्रायोगिक टीम ने सुपरकंडक्टिंग मैग्नेटिक लेविटेशन तकनीक और एक सटीक ऑप्टिकल चिमटी प्रणाली का उपयोग करके अति-उच्च निर्वात और बेहद कम तापमान वाले वातावरण में अंतरिक्ष में सुपरफ्लुइड हीलियम बूंदों की ट्रेस मात्रा को निलंबित कर दिया, जो एक ठोस कंटेनर की सतह के साथ किसी भी संपर्क से पूरी तरह से अलग हो गई। इसके बाद, शोधकर्ताओं ने निलंबित बूंदों के अंदर क्वांटम भंवर गति, सूक्ष्म ध्वनि तरंग प्रसार गति और अर्ध-कण उत्तेजना ऊर्जा की अभूतपूर्व अल्ट्रा-उच्च-सटीक वास्तविक समय निगरानी करने के लिए बेहद कमजोर लेजर जांच और अल्ट्रा-संवेदनशील सुपरकंडक्टिंग अनुनाद सेंसर का उपयोग किया।
प्रयोगात्मक परिणाम पहली बार कंटेनर सतह पर बातचीत के बिना सुपरफ्लूइड के पूरी तरह से भौतिक पैरामीटर प्रदान करते हैं, जो क्वांटम कई-शरीर सिद्धांत में अबाधित प्रवाह और मैक्रोस्कोपिक क्वांटम सुसंगतता के बारे में कई अत्याधुनिक भविष्यवाणियों की पुष्टि करते हैं। अनुसंधान टीम ने बताया कि यह माप न केवल बुनियादी भौतिक सिद्धांत के सुधार के लिए निर्णायक है, बल्कि इससे पता चला सूक्ष्म प्रवाह तंत्र अगली पीढ़ी के अति-संवेदनशील क्वांटम जाइरोस्कोप, सुपरकंडक्टिंग क्वांटम कंप्यूटिंग उपकरणों की शीतलन वास्तुकला और खगोल भौतिकी में न्यूट्रॉन सितारों के अंदर सुपरफ्लुइड परमाणु पदार्थ के सिमुलेशन के लिए महत्वपूर्ण डेटा समर्थन भी प्रदान करेगा।
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