طبیعیات دان دوسری آواز کا درجہ حرارت لیتے ہیں - فزکس ورلڈ

"دوسری آواز" کی نگرانی کے لیے ایک نئی تکنیک - ایک عجیب قسم کی گرمی کی لہر جو سپر فلوائڈز میں ہوتی ہے - امریکہ میں طبیعیات دانوں نے تیار کی ہے۔ یہ کام مختلف قسم کے سائنسی طور پر دلچسپ اور ناقص سمجھے جانے والے نظاموں کو ماڈل بنانے میں مدد کر سکتا ہے، بشمول اعلی درجہ حرارت والے سپر کنڈکٹرز اور نیوٹران ستارے۔

"دوسری آواز" کی اصطلاح سوویت ماہر طبیعیات لیو لینڈاؤ نے 1940 کی دہائی میں اس وقت وضع کی جب ان کے ساتھی لاسزلو ٹیزا نے تجویز کیا کہ مائع ہیلیم کی عجیب و غریب خصوصیات کی وضاحت اسے دو سیالوں کا مرکب سمجھ کر کی جا سکتی ہے: ایک عام سیال اور ایک سپر فلوئڈ۔ رگڑ کے بغیر بہتا. یہ ترتیب اس امکان کو جنم دیتی ہے کہ اگر سپر فلوئڈ اور نارمل فلوئڈ مخالف سمتوں میں بہتے ہیں تو مادے کو کوئی ظاہری خلل نہیں پڑے گا، لیکن اس کے باوجود گرمی ایک لہر کی طرح اس کے درمیان سے گزرے گی جیسا کہ عام سیال اور سپر فلوئڈ سوئچ کرتے ہیں۔

تھوڑی دیر بعد، ایک اور سوویت ماہر طبیعیات، ویسیلی پیشکوف نے تجرباتی طور پر اس کی تصدیق کی۔ "وہ [پیشکوف] لفظی طور پر اس قابل تھا کہ وقتاً فوقتاً ایک طرف سے ضرورت سے زیادہ پانی کو گرم کر سکے اور یہ پیمائش کر سکے کہ حرارت اس کے برتن میں کھڑی لہر کی طرح تقسیم ہو رہی تھی،" کہتے ہیں۔ مارٹن زویرلین، میساچوسٹس انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی (MIT) کے ایک ماہر طبیعیات جنہوں نے نئے مطالعہ کی قیادت کی۔

اکیسویں صدی میں طبیعیات دان جیسے زوران ہادزیبابک کیمبرج یونیورسٹی، UK کے؛ ڈیبورا جن بولڈر، امریکہ میں JILA کے؛ اور وولف گینگ کیٹرل MIT نے دوسری صوتی تحقیق کے لیے ایک نئی جہت متعارف کرائی اور یہ ظاہر کر کے کہ بوس – آئن سٹائن کنڈینسیٹ اور مضبوطی سے تعامل کرنے والی فرمی گیسیں بھی انتہائی سیال خصوصیات کو ظاہر کرتی ہیں۔ 2013 میں روڈولف گریم انسبرک، آسٹریا میں الٹرا کولڈ ایٹمز اور کوانٹم گیسوں کے مرکز کا اس طرح کے نظام میں دوسری آواز کا مشاہدہ کرنے والا پہلا ملک بن گیا۔ "[گرم] گرمی کو نہیں دیکھ سکتا تھا، لیکن جب بھی آپ کے پاس کسی گیس میں حرارت کا میلان ہوتا ہے تو اس کے ساتھ کثافت کا میلان بھی ہوتا ہے کیونکہ گیس سکڑتی ہے،" Zwierlein بتاتے ہیں۔ "ایک سفری کثافت کی لہر تھی جس کی رفتار عام آواز کی رفتار سے بہت کم تھی اور اس کا تعلق دوسری آواز سے تھا۔"

گرمی کے بہاؤ کی براہ راست امیجنگ

نئی تحقیق میں، Zwierlein اور ساتھیوں نے الٹرا کولڈ لتیم-6 ایٹموں پر مشتمل ایک مضبوط بات چیت کرنے والی فرمی گیس میں گرمی کے بہاؤ کی تصویر کشی کی۔ ایسا کرنے کے لیے، انہوں نے ایٹموں کو ایک باکس پوٹینشل میں رکھا اور ایک مقناطیسی فیلڈ پر سوئچ کیا جو ایٹموں میں نام نہاد Feshbach گونج سے وابستہ قدر کے مطابق تھا۔ اس گونج میں، ایک خاص نازک درجہ حرارت سے نیچے فرمیونک لیتھیم-6 ایٹم طویل فاصلے پر ایک دوسرے کے ساتھ تعامل کر سکتے ہیں، سپر کنڈکٹیویٹی میں بارڈین-کوپر-شریفر میکانزم کے مشابہ میکانزم کے ذریعے بوسونک جوڑے بنا سکتے ہیں۔ Zwierlein وضاحت کرتے ہیں، "یہ قدرے گمراہ کن ہے لیکن پہلے سمجھنے کے لیے مددگار ہے کہ یہ سپر فلوئڈ کو جوڑوں کے جزو کے طور پر اور عام جزو کو غیر جوڑ والے ایٹموں کے جزو کے طور پر سمجھنا۔"

اس کے بعد، محققین نے گیس پر ایک مختصر ریڈیو فریکونسی (RF) پلس لگائی۔ RF تابکاری نے جوڑا نہ بنائے ہوئے ایٹموں کو ایک مختلف ہائپر فائن حالت میں اکسایا، جوڑے والے ایٹموں کو بغیر کسی رکاوٹ کے چھوڑ دیا۔ اس کے بعد محققین نے ایٹموں کے دو گروپوں کی تصویر بنانے کے لیے لیزر لائٹ کا استعمال کیا۔ "یہ ہائپر فائن ریاستیں اتنی تقسیم ہیں کہ ہماری آپٹیکل پروب صرف ان مخصوص ہائپر فائن ریاستوں کا جواب دیتی ہے جو ہم نے منتخب کی ہیں،" زویرلین بتاتے ہیں۔ "جہاں بہت سارے ایٹم ہوتے ہیں، ہمیں ایک گہرا سایہ ملتا ہے۔ جہاں تقریباً کوئی ایٹم نہیں ہوتے، روشنی وہاں سے گزرتی ہے۔" اہم طور پر، چونکہ ٹھنڈی گیسوں میں جوڑے والے ایٹموں کا ایک بڑا حصہ ہوتا ہے جو RF سے متاثر نہیں ہوتا، تصاویر میں گیس کے درجہ حرارت کے بارے میں معلومات ہوتی ہیں۔ لہذا محققین گرمی کے بہاؤ کی براہ راست تصویر بنا سکتے ہیں، یہاں تک کہ جب میڈیم ساکن رہے۔

اس نئے آلے سے لیس، محققین نے کئی پیمائشیں کیں۔ سرد ترین درجہ حرارت پر، مقامی طور پر کسی ایک علاقے کو گرم کرنے سے دوسری مضبوط آواز کی لہریں پیدا ہوئیں۔ جیسے ہی میڈیم اپنے نازک درجہ حرارت کے قریب پہنچا، یہ لہریں سادہ بازی کے مقابلے میں حرارت کی منتقلی کے لیے آہستہ آہستہ کم اہم ہوتی گئیں۔ نازک درجہ حرارت کے اوپر، وہ مکمل طور پر غائب ہو گئے. ٹیم نے نازک درجہ حرارت پر بھی غیر معمولی رویے کا مشاہدہ کیا۔ Zwierlein کا ​​کہنا ہے کہ "یہ کسی بھی مرحلے کی منتقلی کے لئے ایسا ہی ہے جیسے کیتلی میں پانی ابل رہا ہے: آپ کو بلبلے نظر آتے ہیں - چیزیں پاگل ہو جاتی ہیں،" Zwierlein کہتے ہیں۔ آخر میں، انہوں نے دوسری آواز کے نم ہونے کی پیمائش کی، جو اس حقیقت سے پیدا ہوتی ہے کہ اگرچہ سپر فلوئڈ جزو بغیر رگڑ کے بہتا ہے، لیکن عام سیال ایسا نہیں کرتا۔

اعلی درجہ حرارت والے سپر کنڈکٹرز اور نیوٹران ستارے۔

محققین کا کہنا ہے کہ نئی تکنیک کا اطلاق بوس – آئن سٹائن کنڈینسیٹس پر بھی ہونا چاہیے، اور اسے اعلی درجہ حرارت کے سپر کنڈکٹیویٹی کے حال ہی میں تیار کردہ فرمی – ہبارڈ ماڈل کا تجزیہ کرنے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ مزید برآں، Zwierlein تجویز کرتا ہے کہ "نیوٹران ستارے کے اندر موجود مادے رویے میں بہت ملتے جلتے ہیں، حیرت انگیز طور پر، کیونکہ یہ نیوٹران بھی بہت مضبوط تعامل کرتے ہیں، اس لیے ہم لیب میں گیس کے اپنے پف سے کچھ سیکھ رہے ہیں جو ہوا سے دس لاکھ گنا پتلی ہے۔ پاگل نیوٹران ستاروں کے بارے میں کچھ، جس تک پہنچنا مشکل ہے۔"

'دوسری آواز' جرمینیم میں ظاہر ہوتی ہے۔

Hadzibabic، جو مطالعہ میں شامل نہیں تھا، متاثر ہوا. "یہ صرف یہ نہیں ہے کہ وہ نانوکیلون کے نیچے زبردست تھرمامیٹری کرتے ہیں - جو مشکل ہے چاہے درجہ حرارت ہر جگہ یکساں ہو - لیکن اس کے علاوہ وہ مقامی طور پر بھی کرسکتے ہیں، جو اس لہر کو دیکھنے کے لیے کلیدی حیثیت رکھتا ہے،" وہ بتاتا ہے۔ طبیعیات کی دنیا. "لہذا وہ کہہ سکتے ہیں کہ یہاں آدھا نانوکیلون زیادہ گرم ہے اور یہاں، 20 مائیکرون دور، یہ آدھا نانوکیلون زیادہ ٹھنڈا ہے۔" وہ کہتے ہیں کہ وہ اس تکنیک کو دیکھنے کے منتظر ہیں کہ "ان سسٹمز میں جس کے بارے میں ہم بہت کم جانتے ہیں اور جہاں پورا نظام توازن سے دور ہے"۔

تحقیق میں شائع ہوا ہے۔ سائنس.

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹو ڈیٹا ڈاٹ نیٹ ورک ورٹیکل جنریٹو اے آئی۔ اپنے آپ کو بااختیار بنائیں۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹوآئ اسٹریم۔ ویب 3 انٹیلی جنس۔ علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ای ایس جی۔ کاربن، کلین ٹیک، توانائی ، ماحولیات، شمسی، ویسٹ مینجمنٹ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ہیلتھ۔ بائیوٹیک اینڈ کلینیکل ٹرائلز انٹیلی جنس۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://physicsworld.com/a/physicists-take-the-temperature-of-second-sound/