क्वांटम चाल के साथ गुरुत्वाकर्षण लहर डिटेक्टरों को बढ़ावा देना

गुरुत्वाकर्षण - भाग 5 - गुरुत्व केंद्र गुरुत्वाकर्षण का केंद्र - हिन्दी (जुलाई 2019).

Anonim

कोपेनहेगन विश्वविद्यालय में नील्स बोहर इंस्टीट्यूट (एनबीआई) के वैज्ञानिकों का एक समूह जल्द ही गुरुत्वाकर्षण लहर डिटेक्टरों में नाटकीय रूप से सुधार करने के लिए तकनीकी उपकरणों की एक नई लाइन विकसित करना शुरू कर देगा।

गुरुत्वाकर्षण लहर डिटेक्टर बेहद संवेदनशील हैं और उदाहरण के लिए अंतरिक्ष में न्यूट्रॉन सितारों को टकराने के लिए रजिस्टर कर सकते हैं। प्रोफेसर यूजीन पोलज़िक कहते हैं, "ब्रह्मांड के बारे में हमारे ज्ञान को विस्तारित करने के लिए अभी भी उच्च संवेदनशीलता की मांग की जा रही है, और एनबीआई-वैज्ञानिकों को आश्वस्त किया जाता है कि उनके उपकरण डिटेक्टरों में सुधार कर सकते हैं:" और हम लगभग अवधारणा का सबूत दिखाने में सक्षम होना चाहिए तीन साल।"

यदि एनबीआई-वैज्ञानिक गुरुत्वाकर्षण लहर डिटेक्टरों को जितना अधिक "यथार्थवादी रूप से अपेक्षा की जा सकती हैं, " में सुधार करने में सक्षम हैं, तो डिटेक्टर वर्तमान में जो संभव हो उससे अंतरिक्ष की आठ गुना बड़ी मात्रा में माप की निगरानी और संचालन करने में सक्षम होंगे, यूजीन पोलज़िक बताते हैं: "यह वास्तव में महत्वपूर्ण विस्तार का प्रतिनिधित्व करेगा।"

पोल्ज़िक एनबीआई में क्वांटम ऑप्टिक्स (क्वांटोप) का प्रमुख है और वह गुरुत्वाकर्षण लहर डिटेक्टरों के लिए दर्जे के बने उपकरणों के विकास का नेतृत्व करेगा। अनुसंधान - जो यूरोपीय संघ, यूरेका नेटवर्क प्रोजेक्ट्स और अमेरिका स्थित जॉन टेम्पलटन फाउंडेशन द्वारा समर्थित है, डीकेके 10 मिलियन की अनुदान के साथ - एनबीआई में यूजीन पोलज़िक की प्रयोगशाला में किया जाएगा।

एक टकराव अच्छी तरह से देखा

दुनिया भर में समाचार मीडिया 2017 के अक्टूबर में ओवरड्राइव में स्थानांतरित हो गया जब यह पुष्टि हुई कि वैज्ञानिकों की एक बड़ी अंतरराष्ट्रीय टीम ने वास्तव में दो न्यूट्रॉन सितारों की टक्कर को माप लिया था; एक घटना जिसमें पृथ्वी से 140 मिलियन प्रकाश वर्ष हुए और इसके परिणामस्वरूप एक किलोोनोवा बन गया।

वैज्ञानिकों की अंतरराष्ट्रीय टीम - जिसमें एनबीआई के विशेषज्ञ भी शामिल थे - अंतरिक्ष की गुरुत्वाकर्षण लहरों को मापकर टक्कर की पुष्टि करने में सक्षम थे - प्रकाश की गति से आगे बढ़कर स्पेसटाइम के कपड़े में लहरें। लहरों को तीन गुरुत्वाकर्षण लहर डिटेक्टरों द्वारा पंजीकृत किया गया था: इटली में दो अमेरिकी आधारित एलआईजीओ-डिटेक्टर और यूरोपीय कन्या-डिटेक्टर।

प्रोफेसर यूजीन पोलज़िक कहते हैं, "इन गुरुत्वाकर्षण लहर डिटेक्टरों का प्रतिनिधित्व अब तक का सबसे संवेदनशील माप उपकरण है जो अभी तक निर्मित है - अभी भी डिटेक्टर उतने सटीक नहीं हैं जितना संभवतः हो सकता है। और यही वह है जिसे हम सुधारना चाहते हैं।"

यह कैसे किया जा सकता है एक लेख में उल्लिखित है जो यूजीन पोलज़िक और एक सहयोगी, एलआईजीओ सहयोग और मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी के फरीद खलीली ने हाल ही में वैज्ञानिक पत्रिका भौतिक समीक्षा पत्रों में प्रकाशित किया है। यूजीन पोलज़िक कहते हैं, और यह केवल सैद्धांतिक प्रस्ताव नहीं है:

"हम आश्वस्त हैं कि यह इरादे के रूप में काम करेगा। हमारी गणना से पता चलता है कि हमें गुरुत्वाकर्षण लहर डिटेक्टरों द्वारा दो के कारक द्वारा किए गए माप की सटीकता में सुधार करने में सक्षम होना चाहिए। और यदि हम सफल होते हैं, तो इसका परिणाम बढ़ जाएगा अंतरिक्ष में आठ मात्रा का एक कारक जो गुरुत्वाकर्षण लहर डिटेक्टर वर्तमान में जांच करने में सक्षम हैं। "

एक छोटा ग्लास सेल

पिछले साल जुलाई में यूजीन पोलज़िक और क्वांटोप में उनकी टीम ने प्रकृति में एक अत्यधिक ध्यान दिया लेख प्रकाशित किया - और यह काम वास्तव में गुरुत्वाकर्षण लहर डिटेक्टरों को बेहतर बनाने के उनके आगामी प्रयास की नींव है।

प्रकृति में आलेख 'बेवकूफ' हेइजेनबर्ग के अनिश्चितता सिद्धांत पर केंद्रित है, जो मूल रूप से कहता है कि आप एक साथ वस्तु की सटीक स्थिति और सटीक गति को नहीं जानते हैं।

इस तथ्य के साथ यह करना है कि किसी ऑब्जेक्ट पर चमकती रोशनी द्वारा किए गए अवलोकनों से फोटॉन, प्रकाश के कणों द्वारा यादृच्छिक दिशाओं में वस्तु को 'लात मार' दिया जाएगा। इस घटना को क्वांटम बैक एक्शन (क्यूबीए) के रूप में जाना जाता है और इन यादृच्छिक आंदोलनों ने सटीकता की सीमा तय की है जिसके साथ क्वांटम स्तर पर माप किए जा सकते हैं।

2017 की गर्मियों में नेचर में आलेख ने हेडलाइंस बनाए क्योंकि यूजीन पोलज़िक और उनकी टीम यह दिखाने में सक्षम थी कि यह काफी हद तक - वास्तव में क्यूबीए को बेअसर करना संभव है।

और क्यूबीए बहुत ही कारण है कि गुरुत्वाकर्षण लहर डिटेक्टरों - जो प्रकाश के साथ भी काम करते हैं, अर्थात् लेजर लाइट-उतना सटीक नहीं है जितना संभवतः हो सकता है, "प्रोफेसर पोलज़िक कहते हैं।

सीधे शब्दों में कहें, क्यूबीए को बेअसर करना संभव है यदि किसी ऑब्जेक्ट को देखने के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला प्रकाश प्रारंभ में 'फिल्टर' के माध्यम से भेजा जाता है। यह प्रकृति में आलेख वर्णित था - और 'फिल्टर' जो क्वांटोप में एनबीआई-वैज्ञानिकों ने विकसित किया था और वर्णित है कि 100 मिलियन सेसियम परमाणुओं का बादल एक हर्मेटिकली बंद ग्लास सेल में लॉक-अप होता है, केवल एक सेंटीमीटर लंबा होता है, एक मिलीमीटर ऊँचा 1/3 और एक मिलीमीटर चौड़ा होता है।

इस 'फ़िल्टर' के पीछे सिद्धांत बिल्कुल ठीक है जो पोल्ज़िक और उनकी टीम गुरुत्वाकर्षण लहर डिटेक्टरों में शामिल करने का लक्ष्य रख रही है।

सिद्धांत रूप में यूरोप और यूएसए दोनों में डिटेक्टरों की तुलना में मजबूत लेजर प्रकाश में स्विच करके गुरुत्वाकर्षण लहरों के माप को अनुकूलित कर सकते हैं। हालांकि, क्वांटम यांत्रिकी के अनुसार, यह एक विकल्प नहीं है, यूजीन Polzik कहते हैं:

"मजबूत लेजर लाइट पर स्विच करने से डिटेक्टरों में मिरर का एक सेट अधिक हो जाएगा क्योंकि क्वांटम बैक एक्शन अधिक फोटॉनों के कारण होगा। ये दर्पण बिल्कुल महत्वपूर्ण हैं, और यदि वे हिलना शुरू करते हैं, तो वास्तव में यह गलतता में वृद्धि करेगा।"

इसके बजाए, एनबीआई-वैज्ञानिकों ने प्रकृति लेख में प्रदर्शित परमाणु 'फ़िल्टर' के आधार पर एक योजना बनाई है: वे लेजर प्रकाश भेज देंगे जिसके द्वारा गुरुत्वाकर्षण लहर डिटेक्टर कोशिका के दर्जी संस्करण के माध्यम से संचालित होते हैं यूजीन पोलज़िक कहते हैं, लॉक-अप परमाणु: "और हम उम्मीद करते हैं कि यह काम करेगा।"

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