फ्रोजेन लाइट

संदर्भ

हाल ही में वैज्ञानिकों ने प्रकाश को सफलतापूर्वक ‘फ्रोजेन’ कर दिया है, जिससे यह प्रदर्शित होता है कि यह सुपरसॉलिड के रूप में व्यवहार कर सकता है, जो पदार्थ की एक दुर्लभ अवस्था है, जो ठोस जैसी संरचना और घर्षण रहित प्रवाह दोनों को प्रदर्शित करती है।

सुपरसॉलिड स्टेट के बारे में

• सुपरसॉलिड पदार्थ की एक अद्वितीय अवस्था है, जो संयोजित होती है:
  • ठोस जैसी कठोरता: एक निश्चित संरचना बनाए रखती है।
  • सुपरफ्लुइड जैसा प्रवाह: घर्षण रहित गति प्रदर्शित करता है।
• पिछले अवलोकन: सुपरसॉलिडिटी को पहले केवल बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट्स (BEC) में देखा गया था, जो  पदार्थ की एक ऐसी अवस्था जो बोसोन को लगभग शून्य डिग्री तक ठंडा करने पर निर्मित होती है।
• नई खोज: प्रकाश स्वयं विशिष्ट क्वांटम स्थितियों के तहत सुपरसॉलिड व्यवहार प्रदर्शित कर सकता है।

सुपरसॉलिड की विशेषताएँ

• दोहरी प्रकृति: ठोस (कठोरता) और सुपरफ्लुइड (घर्षण रहित प्रवाह) के गुणों को जोड़ती है।
• क्वांटम सुसंगतता: कण अत्यधिक सहसंबद्ध क्वांटम अवस्था में होते हैं।
• शून्य श्यानता: आंतरिक प्रतिरोध या घर्षण के बिना गति करता है।
• तापमान निर्भरता: सुपरसॉलिड को बेहद कम तापमान की आवश्यकता होती है, आमतौर पर परम शून्य (-273.15 डिग्री सेल्सियस) के बहुत करीब। सुपरसॉलिड निर्माण के लिए सामान्य तापमान बहुत अधिक होता है।

सुपरसॉलिड को कम तापमान की आवश्यकता क्यों होती है?

• न्यूनतम ताप ऊर्जा: अस्थिर कण गति को रोकती है।
• क्वांटम प्रभावों का प्रभुत्व: क्वांटम यांत्रिकी ऐसे कम तापमान पर कण व्यवहार को नियंत्रित करती है।
• सबसे कम ऊर्जा अवस्था: कण अपनी मूल अवस्था में संघनित हो जाते हैं, जिससे क्वांटम अंतःक्रियाओं का अध्ययन संभव हो जाता है।

वैज्ञानिकों ने फ्रोजेन लाइट का उत्पादन कैसे किया?

• पोलारिटॉन की भूमिका
  • फोटॉन (प्रकाश) को एक्साइटॉन (इलेक्ट्रॉन-होल युग्म) के साथ युग्मित करके बनाए गए हाइब्रिड कण।
  • पोलारिटॉन परमाणु गैसों के समान क्वांटम गुण प्रदर्शित करते हैं, जिससे सुपरसॉलिड का निर्माण संभव होता है।
• तंत्र
  • फोटॉन-पदार्थ युग्मन: मजबूत विद्युत चुंबकीय अंतःक्रियाएँ फोटॉन और क्वासिपार्टिकल्स को संयोजित करती हैं।
  • ऊर्जा संघनन: सुपरसॉलिड का निर्माण सामान्य तापमान पर हो सकता है, बशर्ते कण अपनी सबसे कम ऊर्जा वाली अवस्था में हों।
  • क्वांटम सुसंगति: पोलारिटॉन तरल पदार्थ की तरह व्यवहार करते हुए एक संरचित जाली बनाए रखते हैं।

खोज के निहितार्थ

• क्वांटम कंप्यूटिंग: क्वांटम प्रोसेसर की स्थिरता और प्रदर्शन को बढ़ाता है।
  • अधिक कुशल क्वांटम बिट्स (क्यूबिट) की संभावना।
• सुपरकंडक्टर: शून्य प्रतिरोध के साथ विद्युत चालन में सुधार करता है।
• घर्षण रहित स्नेहक: अति-कुशल स्नेहन प्रणालियों के निर्माण को सक्षम बनाता है।
• मौलिक भौतिकी: क्वांटम यांत्रिकी और संघनित पदार्थ भौतिकी में गहन अंतर्दृष्टि प्रदान करता है।
• भविष्य की प्रौद्योगिकियाँ: ऑप्टिकल उपकरणों, फोटोनिक सर्किट और क्वांटम सेंसर में प्रगति का मार्ग प्रशस्त करती हैं।

DOWNLOAD PDF