কোয়ান্টাম মাধ্যাকর্ষণ পরিমাপের কাছাকাছি যাওয়া - পদার্থবিজ্ঞানের বিশ্ব

মাত্র মাইক্রন ব্যাসের একটি কণার উপর মাধ্যাকর্ষণ টান পরিমাপ করতে সক্ষম প্রথম কৌশলটি মহাকর্ষের একটি কোয়ান্টাম তত্ত্বের সন্ধানে সহায়তা করতে পারে - যা পদার্থবিদ্যায় একটি দীর্ঘস্থায়ী লক্ষ্য। নতুন পরীক্ষাটি অতি নিম্ন তাপমাত্রায় কণার উপর বল সনাক্ত করতে একটি সুপারকন্ডাক্টিং কোয়ান্টাম ইন্টারফারেন্স ডিভাইস (SQUID) ব্যবহার করে এবং মহাকর্ষের কারণে গতিতে হস্তক্ষেপ করতে পারে এমন কম্পনকে দমন করে।

মাধ্যাকর্ষণ অন্যান্য মৌলিক শক্তি থেকে পৃথক কারণ এটি বস্তুর মধ্যে সরাসরি মিথস্ক্রিয়া করার পরিবর্তে স্থান-কালের একটি বক্রতা বর্ণনা করে। এই পার্থক্যটি ব্যাখ্যা করে, কেন তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞানীরা মাধ্যাকর্ষণকে (আইনস্টাইনের সাধারণ আপেক্ষিক তত্ত্ব দ্বারা বর্ণিত) কোয়ান্টাম মেকানিক্সের সাথে সমন্বয় করার জন্য দীর্ঘ সংগ্রাম করেছেন। মূল স্টিকিং পয়েন্টগুলির মধ্যে একটি হল যে পরেরটি স্থান-কাল স্থির বলে ধরে নিলেও, পূর্বেরটি বলে যে এটি বিশাল বস্তুর উপস্থিতিতে পরিবর্তিত হয়। যেহেতু কোন বর্ণনাটি সঠিক তা নির্ধারণ করার জন্য পরীক্ষাগুলি সম্পাদন করা অত্যন্ত কঠিন, তাই স্ট্রিং তত্ত্ব এবং লুপ কোয়ান্টাম মাধ্যাকর্ষণ এর মতো ক্ষেত্রে অনেক তাত্ত্বিক প্রচেষ্টা সত্ত্বেও কোয়ান্টাম মাধ্যাকর্ষণ তত্ত্ব নাগালের বাইরে থেকে যায়।

Meissner-রাষ্ট্র ক্ষেত্রের বহিষ্কার

নতুন কাজের মধ্যে যা জানা গেছে বিজ্ঞানের অগ্রগতি, প্রকৃতিবিজ্ঞানী Tjerk Oosterkamp of লিডেন ইউনিভার্সিটি নেদারল্যান্ডে, সহকর্মীদের সাথে একসাথে সাউদাম্পটন বিশ্ববিদ্যালয়, যুক্তরাজ্য এবং ইতালির ইনস্টিটিউট ফর ফোটোনিক্স অ্যান্ড ন্যানোটেকনোলজিস, মাত্র 0.43 মিলিগ্রাম ভরের একটি চৌম্বক কণার উপর মাধ্যাকর্ষণ টান অধ্যয়ন করে মাধ্যাকর্ষণ এবং কোয়ান্টাম মেকানিক্সের মধ্যে সীমানা অনুসন্ধান করে – সীমার কাছাকাছি যেখানে কোয়ান্টাম প্রভাবগুলি প্রদর্শিত হতে শুরু করে। তাদের অধ্যয়ন সম্পাদন করার জন্য, তারা 100 মিলিকেলভিনের নিচে তাপমাত্রায় সুপারকন্ডাক্টিং হয়ে ওঠা তারের মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহিত করে উত্পন্ন একটি চৌম্বক ক্ষেত্রে কণাটিকে আটকে ফেলে। ফলস্বরূপ চৌম্বক ক্ষেত্র "ল্যান্ডস্কেপ" কণাটিকে একটি সুপরিচিত সুপারকন্ডাক্টিং প্রভাবকে ধন্যবাদ দেয় যা মেইসনার-স্টেট ফিল্ড এক্সপালশন নামে পরিচিত যেখানে সুপারকন্ডাক্টরের স্রোত থেকে উদ্ভূত ক্ষেত্রটি কণার নিজস্ব চৌম্বক ক্ষেত্রের সম্পূর্ণ বিরোধিতা করে।

একবার কণাটি উচ্ছ্বাসিত হওয়ার পরে, গবেষকরা চৌম্বক ক্ষেত্রের খুব ছোট পরিবর্তনগুলি পরিমাপ করেছিলেন যা তার ভর কেন্দ্রের চারপাশে ঘোরার সময় দেখা দেয়। তারা একটি সমন্বিত DC SQUID ম্যাগনেটোমিটার ব্যবহার করে চৌম্বকীয় ট্র্যাপিং সম্ভাব্যতার ফ্রিকোয়েন্সি ক্রমাগত সুর করার সময় এটি করেছে। এটি তাদের এই ফ্রিকোয়েন্সি শিফটের একটি ফাংশন হিসাবে কণার গতির প্রশস্ততা চিহ্নিত করতে সক্ষম করে।

কম্পন দমন

গবেষকরা তারপরে রেফ্রিজারেটরের ঠিক বাইরে একটি ভারী চাকা ঘোরানোর মাধ্যমে একটি মহাকর্ষীয় ব্যাঘাত তৈরি করেছিলেন, বা ক্রায়োস্ট্যাট, যা পরীক্ষাটি রয়েছে। চাকার ঘূর্ণন ফ্রিকোয়েন্সি লেভিটেড কণার কম্পন ফ্রিকোয়েন্সিগুলির একটিকে উত্তেজিত করার জন্য সুর করা হয়েছিল। কিন্তু তারা এই মহাকর্ষীয় ব্যাঘাতের কারণে কণার গতির পরিবর্তনগুলি পরিমাপ করার আগে, Oosterkamp এবং সহকর্মীদের প্রথমে নিশ্চিত করতে হয়েছিল যে অন্যান্য জিনিসগুলি যা কণাকে গতিশীল করতে পারে - যেমন কম্প্রেসার থেকে আসা কম্পন এবং সুপারকন্ডাক্টরকে ঠান্ডা করার জন্য দায়ী পাম্পগুলি - ছিল খুব ভালভাবে চাপা।

ওস্টারক্যাম্প ব্যাখ্যা করেন, "এটি আমাদের পরীক্ষায় সবচেয়ে চাপের চ্যালেঞ্জ হয়ে দাঁড়িয়েছে," কিন্তু একবার আমরা এটি করতে সফল হয়েছি, যে কণাটি রয়ে গেছে তার গতি এত ছোট হয়ে গেছে যে এটি মাধ্যাকর্ষণ দ্বারা বিরক্ত হয়েছিল - এবং আমরা আসলে এটি পরিমাপ করতে পারে।"

সীমানা ঠেলে

Oosterkamp এবং সহকর্মীরা মূলত একটি যান্ত্রিক অনুরণন যন্ত্রকে শীতল ও উত্তেজিত করতে তাদের ক্রায়োস্ট্যাট ব্যবহার করার উদ্দেশ্যে। "আমরা এটি করার চেষ্টা করছিলাম এবং প্রমাণ করতে যে এটি একই সাথে দুটি জায়গায় হতে পারে - অনেকটা যেভাবে একটি ইলেক্ট্রন হতে পারে যখন এটি দুটি স্লিটের মধ্য দিয়ে যাওয়া হস্তক্ষেপের প্রভাব দেখায়," ওস্টারক্যাম্প ব্যাখ্যা করেন। "হস্তক্ষেপ থেকে, কেউ অনুমান করে যে ইলেক্ট্রন একটি তরঙ্গ এবং একবারে উভয় স্লিটের মধ্য দিয়ে যায়। আমাদের পরীক্ষা-নিরীক্ষার জন্য, যা এখনও অনেক দূর যেতে হবে, আমরা একটি ক্ষুদ্র যান্ত্রিক অনুরণনকারীর জন্য একই ধরনের প্রভাব পর্যবেক্ষণ করার জন্য একটি বল সেন্সরকে ঠান্ডা করার জন্য কম্পনগুলিকে বিচ্ছিন্ন করার জন্য কাজ করছি।"

এই প্রাথমিক পরীক্ষাগুলি এত ভাল ছিল, তিনি স্মরণ করেন, যে তারা নিজেদেরকে জিজ্ঞাসা করেছিল: পরীক্ষার সংবেদনশীলতা প্রদর্শনের জন্য তারা তাদের সেট-আপের কণার উপর সবচেয়ে ছোট বল প্রয়োগ করতে পারে? "যখন আমরা বুঝতে পেরেছিলাম যে মাধ্যাকর্ষণ পরিমাপ নাগালের মধ্যে ছিল, তখন আমরা বিশেষভাবে অনুপ্রাণিত হয়েছিলাম," ওস্টারক্যাম্প স্মরণ করে।

পরীক্ষা আরও বেশি সংবেদনশীল হতে হবে

পরবর্তী ধাপ, Oosterkamp বলেছেন, মহাকর্ষীয় এবং কোয়ান্টাম প্রভাবগুলিকে আরও কাছাকাছি আনা। "একবারে দুটি জায়গায় থাকা একটি কণা থেকে মাধ্যাকর্ষণ শক্তি পরিমাপ করতে সক্ষম হওয়া খুব কাঙ্খিত হবে, তবে এটি করার জন্য আমাদের পরীক্ষাকে আরও বেশি সংবেদনশীল করতে হবে এবং কোয়ান্টাম প্রভাব দেখায় এমন ভারী বস্তুগুলির পরিমাপ করতে হবে - যেমন সুপারপজিশন এবং ফাঁদে ফেলা, উদাহরণস্বরূপ,” তিনি বলেছেন।

এই লক্ষ্যে, গবেষকরা তাদের ক্রায়োস্ট্যাটের বাইরের চাকাটিকে এর ভিতরে একটি অনুরূপ চাকা বা প্রপেলার দিয়ে প্রতিস্থাপন করার জন্য কাজ করছেন। "কিলোগ্রাম আকারের ব্লক সহ একটি চাকার পরিবর্তে এবং সেন্সর থেকে 30 সেন্টিমিটার দূরে রাখা হয়েছে, আমরা আশা করি মাত্র এক সেন্টিমিটার দূরে থাকা একটি প্রোপেলারে মিলিগ্রাম ভর তৈরি করব," ওস্টারক্যাম্প বলেছেন।

দলটি তাদের পরীক্ষায় বাহ্যিক কম্পনগুলিকে আরও বিচ্ছিন্ন করার এবং তাদের সিস্টেমকে আরও ঠান্ডা করার চেষ্টা করছে। "এই ব্যবস্থাগুলি পরিমাপের সংবেদনশীলতাকে 100-গুণে উন্নত করতে পারে," ওস্টারক্যাম্প বলেছেন।

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• PlatoData.Network উল্লম্ব জেনারেটিভ Ai. নিজেকে ক্ষমতায়িত করুন। এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোইএসজি। কার্বন, ক্লিনটেক, শক্তি, পরিবেশ সৌর, বর্জ্য ব্যবস্থাপনা. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটো হেলথ। বায়োটেক এবং ক্লিনিক্যাল ট্রায়াল ইন্টেলিজেন্স। এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://physicsworld.com/a/getting-closer-to-measuring-quantum-gravity/