একটি প্রসারিত মহাবিশ্ব একটি কোয়ান্টাম ড্রপলেটে অনুকরণ করা হয়

দুর্ভাগ্যবশত সৃষ্টিতত্ত্বের ক্ষেত্রে, শুধুমাত্র একটি মহাবিশ্ব আছে। এটি অন্যান্য বৈজ্ঞানিক ক্ষেত্রগুলির মতো একইভাবে পরীক্ষা-নিরীক্ষা করাকে বেশ চ্যালেঞ্জ করে তোলে। কিন্তু দেখা যাচ্ছে যে মহাবিশ্ব এবং কোয়ান্টাম ক্ষেত্রগুলি যেগুলি এতে প্রবেশ করে তা অন্তত গাণিতিক দৃষ্টিকোণ থেকে বোস-আইনস্টাইন কনডেনসেটস (BECs) এর মতো কোয়ান্টাম তরলগুলির সাথে অত্যন্ত সাদৃশ্যপূর্ণ। এই তরলগুলি পরীক্ষা-নিরীক্ষার বিষয় হতে পারে, যা ল্যাবে কসমোলজি অধ্যয়ন করার অনুমতি দেয়।

একটি ইন কাগজ প্রকাশিত প্রকৃতি, জার্মানির হাইডেলবার্গ বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষকরা প্রথমবারের মতো একটি বিইসি ব্যবহার করেছেন একটি বিস্তৃত মহাবিশ্ব এবং এর মধ্যে নির্দিষ্ট কোয়ান্টাম ক্ষেত্রগুলিকে অনুকরণ করতে। এটি গুরুত্বপূর্ণ মহাজাগতিক পরিস্থিতির অধ্যয়নের অনুমতি দেয়। মহাবিশ্ব যে বর্তমানে সম্প্রসারিত হচ্ছে তা নয়, এটি বিশ্বাস করা হয় যে বিগ ব্যাং-এর পর এক সেকেন্ডের প্রথম ভগ্নাংশে এটি "স্ফীতি" নামে পরিচিত অত্যন্ত দ্রুত সম্প্রসারণের সময়কালের মধ্য দিয়ে গেছে। এই প্রক্রিয়াটি প্রারম্ভিক মহাবিশ্বের কোয়ান্টাম ক্ষেত্রগুলির মাইক্রোস্কোপিক ওঠানামাকে গ্যালাক্সি ক্লাস্টারের আকারে প্রসারিত করবে, যা আজ আমাদের মহাবিশ্বের বৃহৎ আকারের কাঠামোর বীজ বপন করবে।

এই মহাজাগতিক মডেলটি অধ্যয়ন করার জন্য, গবেষকরা একটি অপটিক্যাল ফাঁদে পটাসিয়াম-39 পরমাণু দ্বারা গঠিত BEC এর একটি সমতল ফোঁটা দিয়ে শুরু করেছিলেন। এটি ছিল সিমুলেটরের "মহাবিশ্ব" অংশ, এবং এটির একটি স্থানিক বক্রতা ছিল যা BEC এর গড় ঘনত্বের সাথে সম্পর্কিত ছিল। কোয়ান্টাম ক্ষেত্রের অংশটি ফোনন দ্বারা অভিনয় করা হয়েছিল, তরলের মধ্য দিয়ে চলমান শব্দ শক্তির কোয়ান্টাইজড প্যাকেট। এগুলি প্রকৃত মহাবিশ্বে ওঠানামাকারী ফোটন এবং অন্যান্য কোয়ান্টাম ক্ষেত্রগুলির অ্যানালগ হিসাবে কাজ করে।

কোয়ান্টাইজড কম্পন

BEC এ একটি লেজার নিক্ষেপ করে ফোননগুলি তৈরি করা হয়েছিল। লেজারটি বন্ধ হয়ে গেলে, ফোঁটা দিয়ে একটি ফোনন কম্পন ছড়িয়ে পড়ে। কোয়ান্টাম কণা স্পেসটাইমের বক্রতা দ্বারা নির্ধারিত গতিপথ অনুসরণ করে যেখানে তারা চলে। তাই, এই ফোননগুলির গতিপথ অধ্যয়ন করে, গবেষকরা নিশ্চিত করতে সক্ষম হন যে সিমুলেটেড মহাবিশ্বের স্থানিক বক্রতা ছিল যা তারা লক্ষ্য করেছিল।

অবশেষে, চৌম্বক ক্ষেত্রগুলির সাথে বিইসি-তে পরমাণুগুলির মধ্যে মিথস্ক্রিয়াগুলির শক্তি সামঞ্জস্য করে মহাকাশের প্রসারণটি চতুরতার সাথে প্রতিষ্ঠিত হয়েছিল। মিথস্ক্রিয়া শক্তি হ্রাস শব্দের গতিও হ্রাস করে, যা স্থানের সংশ্লিষ্ট প্রসারণের মতো একই প্রভাব অর্জন করে। ধারণাটি হল যে একটি প্রসারিত স্থানে, একটি সংকেতের দৈর্ঘ্য অতিক্রম করতে এটি বেশি সময় নেয়। তাই ফোঁটাকে শারীরিকভাবে প্রসারিত করার পরিবর্তে, কেউ সংকেতকে ধীর করে একই প্রভাব তৈরি করতে পারে।

কোয়ান্টাম ক্ষেত্র এবং একটি গতিশীল স্থানকাল জটিল উপায়ে যোগাযোগ করে। একটি বিশেষভাবে কৌতূহলী বৈশিষ্ট্য হল যে একটি প্রসারিত স্থান কণা তৈরি করতে পারে - ব্ল্যাক হোল দ্বারা হকিং বিকিরণ সৃষ্টির অনুরূপ প্রভাব। বিইসি-এর বিক্ষিপ্ত দৈর্ঘ্যকে সুর করে, বিজ্ঞানীরা তাদের ক্ষুদ্র মহাবিশ্বের আকারকে বিভিন্ন উপায়ে "র্যাম্পিং" নিয়ে পরীক্ষা করেছেন, অভিন্ন, ত্বরান্বিত এবং হ্রাসকারী প্রসারণের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।

বড় আকারের গঠন বীজ বপন

তারা যা পর্যবেক্ষণ করেছে তা প্রত্যাশিতভাবে ফোনন উৎপাদনের সাথে মিলে যায়। যেহেতু এই ফোননগুলি একে অপরের সাথে হস্তক্ষেপ করেছিল, তারা BEC-তে এলোমেলো ঘনত্বের ওঠানামার নিদর্শন তৈরি করেছিল। এইভাবে তারা প্রথম মহাবিশ্বে বৃহৎ আকারের কাঠামোর বীজ বপনের জন্য দায়ী বলে ভবিষ্যদ্বাণী করা একই ঘটনাটি পর্যবেক্ষণ করেছিল।

যদিও সিমুলেটেড মহাবিশ্ব আমাদের নিজেদের থেকে অনেকটাই আলাদা - উদাহরণস্বরূপ, এর মাত্র দুটি স্থানিক মাত্রা এবং একটি ভিন্ন সামগ্রিক বক্রতা রয়েছে - এই সহজ সরঞ্জামগুলি বিজ্ঞানীদের ভবিষ্যতে কঠিন সমস্যা সমাধানে সাহায্য করতে পারে৷

আল্ট্রাকোল্ড পরমাণুগুলি প্রাথমিক মহাবিশ্বের অনুকরণের কাছাকাছি চলে আসে

"ইতিমধ্যেই সরলীকৃত মহাজাগতিক মডেল, যেমন আমরা বিবেচনা করেছি, আমাদের মহাবিশ্বে বিদ্যমান কিছু না-বোধ্য ঘটনা ধারণ করতে পারে," ব্যাখ্যা করে মারিয়াস স্পার, সহ-লেখকদের একজন প্রকৃতি কাগজ।

এমনকি এই প্রুফ-অফ-প্রিন্সিপল এক্সপেরিমেন্টেও ছিল চমকপ্রদ বিস্ময়। শুধুমাত্র সম্প্রসারণমূলক র‌্যাম্প দ্বারা ফোননগুলি উত্পাদিত হয়নি, তবে তাদের সম্মিলিত দোলনের বৈশিষ্ট্যগুলি সম্পাদিত র‌্যাম্পের ধরণের উপর নির্ভর করে। ফোননগুলিতে এমন তথ্য রয়েছে যা প্রকাশ করে যে সম্প্রসারণটি ধ্রুবক, ত্বরান্বিত বা হ্রাসকারী ছিল কিনা। এই আকর্ষণীয় বৈশিষ্ট্য, যা স্পারন বলেছে শুধুমাত্র তত্ত্ব এবং পরীক্ষার মধ্যে ইন্টারপ্লে দ্বারা বোঝা যায়, এই ল্যাব-ভিত্তিক গবেষণাগুলি অনুসরণ করার সম্ভাবনাগুলি প্রদর্শন করে।

বিশেষ করে, গবেষকরা এই সরঞ্জামগুলি ব্যবহার করে মহাবিশ্বের প্রথম দিকের মুহুর্তগুলিতে ফিরে যেতে এবং মহাবিশ্বের বৃহৎ আকারের কাঠামোর একটি কোয়ান্টাম উত্স রয়েছে এই অনুমানটি তদন্ত করার আশা করছেন। সহ-লেখক স্টেফান ফ্লোরচিংগার জিজ্ঞাসা করে "প্রমিত পাঠ্যপুস্তক তত্ত্বটি কি সম্পূর্ণ, নাকি আরও বিশদে কোয়ান্টাম ওঠানামা, পারস্পরিক সম্পর্ক এবং জটলা নিয়ে তদন্ত করে মুদ্রাস্ফীতির পূর্ববর্তী সময়ের দিকে ফিরে তাকানোর উপায় আছে?"

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• প্লেটোব্লকচেন। Web3 মেটাভার্স ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://physicsworld.com/a/an-expanding-universe-is-simulated-in-a-quantum-droplet/