दिन के समय ध्रुवीकरण पैटर्न सच्चे उत्तर - भौतिकी विश्व का रास्ता दिखाते हैं

क्या आप कम्पास या जीपीएस का उपयोग किए बिना या यहां तक ​​कि सूर्य की स्थिति जानने के बिना, दिन के समय आकाश को देखकर बता सकते हैं कि उत्तर की ओर कौन सा रास्ता है? एक नई ऑप्टिकल पद्धति के लिए धन्यवाद, उत्तर जल्द ही "हाँ" हो सकता है। फ्रांस में ऐक्स-मार्सिले विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं द्वारा विकसित यह विधि बिखरे हुए दिन के उजाले में ध्रुवीकरण पैटर्न का विश्लेषण करके काम करती है। वैकल्पिक नेविगेशन तकनीकों के विकास में सहायता करने के साथ-साथ, यह हमें यह समझने में मदद कर सकता है कि जानवर प्रवास के लिए भौतिक घटनाओं का उपयोग कैसे करते हैं।

वर्तमान में, ट्रू नॉर्थ की पहचान करने के तीन मुख्य तरीके हैं। एक है तारों की स्थिति का उपयोग करना, जैसा कि नाविकों ने पूरे मानव इतिहास में किया है। दूसरा चुंबकीय कंपास पर भरोसा करना है। तीसरी, सबसे हालिया विधि में जीपीएस जैसे वैश्विक नेविगेशन उपग्रह सिस्टम शामिल हैं। हालाँकि, प्रत्येक विधि की अपनी कमियाँ हैं। तारे केवल रात में और अच्छे मौसम में ही दिखाई देते हैं। चुंबकीय कम्पास चुंबकीय हस्तक्षेप से आसानी से प्रभावित होते हैं, जिसमें लौह युक्त चट्टानें जैसे प्राकृतिक स्रोत भी शामिल हैं। और सैटेलाइट नेविगेशन प्रणालियाँ जैमिंग और हैकिंग के प्रति संवेदनशील हैं।

हाल के वर्षों में, शोधकर्ताओं ने विरल चुंबकीय और दृश्य संकेतों का उपयोग करके नेविगेट करने के तरीके के बारे में नए विचारों के लिए कीड़ों और प्रवासी पक्षियों की ओर रुख किया है। कैटाग्लिफ़िस चींटियाँ आकाशीय ध्रुवीकरण का उपयोग करने के लिए जानी जाती हैं, उदाहरण के लिए, जबकि प्रवासी पक्षी आकाशीय ध्रुव के चारों ओर तारों के घूर्णन को देखकर अपने आंतरिक चुंबकीय कम्पास को कैलिब्रेट करते हैं। कुछ पक्षी दिन के दौरान नेविगेट करने के लिए ध्रुवीकरण का भी उपयोग कर सकते हैं।

रोशनदान ध्रुवीकरण

नई विधि, जिसे शोधकर्ताओं ने स्काईपोल नाम दिया है, रोशनदान ध्रुवीकरण पर निर्भर करती है, जो तब होता है जब वायुमंडल में कण प्रकाश बिखेरते हैं। रंग या तीव्रता के विपरीत, रोशनदान का ध्रुवीकरण मानव आंखों के लिए अदृश्य है, और यह एक अलग पैटर्न उत्पन्न करता है जो पृथ्वी की सतह पर एक पर्यवेक्षक के संबंध में सूर्य की स्थिति पर निर्भर करता है।

चूँकि पृथ्वी उत्तर-दक्षिण अक्ष के चारों ओर घूमती है, उत्तरी गोलार्ध में एक पर्यवेक्षक, एक दिन के दौरान, सूर्य को उत्तरी आकाशीय ध्रुव के चारों ओर एक पथ का पता लगाता हुआ देखेगा - अर्थात, आकाश में वह बिंदु जो इसके अनुरूप है पृथ्वी की घूर्णन धुरी और आकाशीय गोले के बीच का अंतर। इसलिए दिन के उजाले के ध्रुवीकरण की डिग्री में पैटर्न दिन के दौरान इस ध्रुव के चारों ओर घूमेंगे, जैसे रात में तारामंडल उत्तरी तारे के चारों ओर घूमते हैं।

“उत्तरी आकाशीय ध्रुव पर दिन के किसी भी समय ध्रुवीकरण की स्थिति स्थिर रहती है,” बताते हैं थॉमस क्रोनलैंड-मार्टिनेट, अध्ययन दल का एक सदस्य और एक पीएचडी छात्र ऐक्स-मार्सिले का इंस्टिट्यूट डेस साइंसेज़ डू मौवेमेंट (आईएसएम) और इंस्टिट्यूट मटेरिअक्स माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक नैनोसाइंसेज डी प्रोवेंस (IM2NP). "आकाश में यह एकमात्र बिंदु है जिसके पास यह संपत्ति है।"

नेविगेशनल संकेत के रूप में रोशनदान पैटर्न का उपयोग करना

एक पोलारिमेट्रिक कैमरे के साथ समय के साथ ध्रुवीकरण पैटर्न की छवियां एकत्र करके, शोधकर्ता "ध्रुवीकरण अपरिवर्तन" के चौराहे पर उत्तरी आकाशीय ध्रुव को इंगित करने में सक्षम थे - यानी, ध्रुवीकरण दो अलग-अलग समय अवधि के बीच मापा जाता है।

क्रोनलैंड-मार्टिनेट बताते हैं, "पिछले अध्ययनों के विपरीत, हम अपनी पद्धति में सूर्य की स्थिति की गणना नहीं करते हैं, बल्कि नेविगेशनल संकेत के रूप में सीधे रोशनदान पैटर्न का उपयोग करते हैं।" “अधिक सटीक रूप से, हम रोशनदान ध्रुवीकरण के समय भिन्नता पर विचार करते हैं, जो हमें जटिल त्रिकोणमिति कैलकुलस को संसाधित किए बिना आसानी से आकाशीय ध्रुव की स्थिति की गणना करने की अनुमति देता है। इसके अलावा, हमें ध्रुवीकरण छवियों के अलावा किसी अन्य जानकारी की आवश्यकता नहीं है, जिससे हमारी विधि बहुत सरल हो गई है।

ध्रुवीकृत प्रकाश पक्षियों के चुंबकीय कम्पास को दिशा से भटका देता है

शोधकर्ताओं के अनुसार, स्काईपोल का उपयोग जड़त्वीय नेविगेशन प्रणालियों के लिए कंपास को कैलिब्रेट करने के लिए किया जा सकता है जो समय के साथ बहाव के अधीन हैं। उदाहरण के लिए, यह स्वचालित पोलारिमेट्रिक सेक्स्टेंट के विकास को सक्षम करके समुद्री नेविगेशन में भी सहायता कर सकता है। क्रोनलैंड-मार्टिनेट के अनुसार, यह उपग्रह-आधारित नेविगेशन का विकल्प भी बन सकता है। "अत्यधिक सटीक होते हुए भी, [सैटेलाइट नेविगेशन सिस्टम] को आसानी से धुंधला और धोखा दिया जा सकता है और जब मजबूत जानकारी की आवश्यकता होती है - उदाहरण के लिए, स्वायत्त वाहनों में, तो यह सबसे अच्छा उम्मीदवार नहीं हो सकता है," वह बताते हैं। भौतिकी विश्व।

वर्तमान में, स्काईपोल का लंबा डेटा संग्रह समय इसे तात्कालिक वैश्विक स्थिति के लिए अनुपयुक्त बनाता है, लेकिन टीम के सदस्य इसे तेज़ बनाने के तरीके तलाश रहे हैं। वे अपने काम की रिपोर्ट करते हैं PNAS.

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• स्रोत: https://physicsworld.com/a/daytime-polarization-patterns-point-the-way-to-true-north/