वैज्ञानिकों ने ऐसे समय क्रिस्टल बनाकर क्वांटम भौतिकी में एक बड़ी प्रगति की है जो पहले की तुलना में लाखों गुना अधिक समय तक चलते हैं। यह खोज नोबेल पुरस्कार विजेता फ्रैंक विल्ज़ेक की 2012 की समय क्रिस्टल की सैद्धांतिक भविष्यवाणी को मान्य करती है, जो आवधिक बाहरी प्रभावों के बिना सिस्टम में आवधिक व्यवहार के अस्तित्व को प्रदर्शित करती है।
फ्रैंक विल्ज़ेक द्वारा प्रस्तावित एक सैद्धांतिक अवधारणा की पुष्टि करते हुए शोधकर्ताओं ने टाइम क्रिस्टल के जीवन को सफलतापूर्वक बढ़ाया है। यह क्वांटम भौतिकी के लिए एक महत्वपूर्ण कदम है।
टीयू डॉर्टमुंड की एक शोध टीम हाल ही में एक अत्यंत टिकाऊ टाइम क्रिस्टल बनाने में सफल रही है जो पिछले प्रयोगों की तुलना में लाखों गुना अधिक समय तक चलता है। इस शोध के माध्यम से, उन्होंने लगभग एक दशक पहले नोबेल पुरस्कार विजेता फ्रैंक विल्जेक द्वारा प्रस्तावित एक बेहद दिलचस्प घटना की पुष्टि की जो विज्ञान कथा फिल्मों में दिखाई दी है। निष्कर्ष अब नेचर फिजिक्स पत्रिका में प्रकाशित हुए हैं।
अंतरिक्ष क्रिस्टल बड़ी लंबाई के पैमाने पर परमाणुओं की आवधिक व्यवस्था हैं। यह व्यवस्था क्रिस्टल को चिकने पहलुओं वाले रत्नों की तरह आकर्षक रूप देती है। भौतिकी आमतौर पर अंतरिक्ष और समय को एक ही स्तर पर मानती है। उदाहरण के लिए, सापेक्षता के विशेष सिद्धांत में, मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एमआईटी) के भौतिक विज्ञानी और भौतिकी में नोबेल पुरस्कार के विजेता फ्रैंक विल्ज़ेक ने 2012 में एक परिकल्पना प्रस्तावित की: अंतरिक्ष में क्रिस्टल के अलावा, समय में भी क्रिस्टल होना चाहिए। ऐसा करने के लिए, उन्होंने कहा, उनके भौतिक गुणों में से एक को स्वचालित रूप से समय-समय पर बदलना शुरू करना होगा, भले ही सिस्टम को संबंधित आवधिक गड़बड़ी का अनुभव न हो।
ऐसे टाइम क्रिस्टल का संभावित अस्तित्व कई वर्षों से वैज्ञानिक समुदाय में बहस का विषय रहा है, लेकिन यह जल्द ही सिनेमाघरों में दिखाई दिया: उदाहरण के लिए, मार्वल स्टूडियोज की फिल्म "एवेंजर्स: एंडगेम" (2019) में, टाइम क्रिस्टल ने एक केंद्रीय भूमिका निभाई। 2017 से शुरू होकर, वैज्ञानिकों ने कुछ अवसरों पर संभावित समय क्रिस्टल का सफलतापूर्वक प्रदर्शन करना शुरू किया।
हालाँकि, विल्ज़ेक के मूल विचार के विपरीत, ये प्रणालियाँ एक विशिष्ट आवधिकता के साथ समय में उत्तेजित हुईं, लेकिन फिर दोगुनी लंबी अवधि के साथ प्रतिक्रिया कीं। 2022 में, बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट में एक क्रिस्टल का प्रदर्शन किया गया था। यद्यपि उत्तेजना समय से स्वतंत्र है, अर्थात् स्थिर है, यह समय में आवधिकता को दर्शाता है। हालाँकि, इस क्रिस्टल का जीवनकाल केवल कुछ मिलीसेकंड है।
डॉ. एलेक्स ग्रेलिच के नेतृत्व में टीयू डॉर्टमुंड के भौतिकविदों ने अब गैलियम इंडियम आर्सेनाइड से बना एक विशेष क्रिस्टल डिजाइन किया है जिसमें परमाणु स्पिन समय क्रिस्टल के भंडार के रूप में कार्य करते हैं। निरंतर रोशनी के तहत, क्रिस्टल इलेक्ट्रॉन स्पिन के साथ बातचीत के माध्यम से परमाणु स्पिन ध्रुवीकरण बनाता है। यह परमाणु स्पिन ध्रुवीकरण है जो स्वचालित रूप से समय क्रिस्टल के बराबर दोलन उत्पन्न करता है।
वर्तमान प्रयोगात्मक परिणाम बताते हैं कि क्रिस्टल का जीवनकाल कम से कम 40 मिनट है, जो अब तक प्रदर्शित की तुलना में 10 मिलियन गुना अधिक है, और इससे भी अधिक समय तक जीवित रहने की क्षमता है।
प्रयोगात्मक स्थितियों को व्यवस्थित रूप से भिन्न करके, एक क्रिस्टल की अवधि को एक विस्तृत श्रृंखला में भिन्न किया जा सकता है। हालाँकि, उन क्षेत्रों में प्रवेश करना भी संभव है जहां क्रिस्टल "पिघलता है", यानी अपनी आवधिकता खो देता है। ये क्षेत्र इसलिए भी दिलचस्प हैं क्योंकि ये अराजक व्यवहार प्रदर्शित करते हैं जो लंबे समय तक कायम रह सकता है। पहली बार, वैज्ञानिक ऐसी प्रणालियों के अराजक व्यवहार का विश्लेषण करने के लिए सैद्धांतिक उपकरणों का उपयोग करने में सक्षम हुए हैं।
संकलित स्रोत: ScitechDaily