भौतिक विज्ञानी एक ऐसा उपकरण विकसित करते हैं जो गैर-एबेलियन किसी भी व्यक्ति के अस्तित्व (या नहीं) के लिए निर्णायक साक्ष्य प्रदान कर सके

Science Gk Trick : विज्ञान के विभिन्न उपकरण और उनके उपयोग || Gk Tricks in Hindi || Gk in Hindi (जून 2019).

Anonim

प्रकृति द्वारा किस तरह के 'कणों' की अनुमति है? इसका जवाब क्वांटम यांत्रिकी के सिद्धांत में है, जो सूक्ष्म दुनिया का वर्णन करता है।

क्वांटम दुनिया की हमारी समझ की सीमाओं को फैलाने के लिए, यूसी सांता बारबरा के शोधकर्ताओं ने एक उपकरण विकसित किया है जो गैर-एबेलियन किसी के अस्तित्व को साबित कर सकता है, एक क्वांटम कण जिसे गणितीय रूप से द्वि-आयामी अंतरिक्ष में मौजूद होने का अनुमान लगाया गया है, लेकिन अभी तक निश्चित रूप से दिखाया नहीं गया है। इन कणों का अस्तित्व स्थलीय क्वांटम कंप्यूटिंग में प्रमुख प्रगति की ओर अग्रसर होगा।

नेचर, भौतिक विज्ञानी एंड्रिया यंग, ​​उनके स्नातक छात्र साशा जिब्रोव और उनके सहयोगियों ने एक अध्ययन में दिखाई दिया है जो गैर-एबेलियन किसी के लिए निर्णायक साक्ष्य खोजने की ओर एक छलांग लगा है। ग्रेफाइट का उपयोग करना, ग्रेफाइट (कार्बन का एक रूप) से प्राप्त एक परमाणु रूप से पतली सामग्री, उन्होंने बेहद कम-दोष, अत्यधिक ट्यूनेबल डिवाइस विकसित किया जिसमें गैर-एबेलियन किसी भी व्यक्ति को अधिक सुलभ होना चाहिए। सबसे पहले, एक छोटी सी पृष्ठभूमि: हमारे त्रि-आयामी ब्रह्मांड में, प्राथमिक कण या तो फर्मन या बोसन्स हो सकते हैं: इलेक्ट्रान (फर्मन) या हिग्स (एक बोसन) सोचें।

"इन दो प्रकार के 'क्वांटम आंकड़ों' के बीच का अंतर मौलिक है कि कैसे व्यवहार करता है, " यंग ने कहा। उदाहरण के लिए, फर्मन एक ही क्वांटम राज्य पर कब्जा नहीं कर सकते हैं, जिससे हम अर्धचालक में चारों ओर इलेक्ट्रॉनों को धक्का दे सकते हैं और न्यूट्रॉन सितारों को गिरने से रोक सकते हैं। बोसन्स एक ही राज्य पर कब्जा कर सकते हैं, जिससे बोस-आइंस्टीन संघनन और सुपरकंडक्टिविटी जैसी शानदार घटनाएं होती हैं। कुछ फर्मन, जैसे प्रोटॉन, न्यूट्रॉन, और इलेक्ट्रॉन जो परमाणु बनाते हैं, को मिलाएं और आप किसी भी प्रकार का प्रकार प्राप्त कर सकते हैं, लेकिन कभी भी डिचोटोमी से बच नहीं सकते हैं।

एक द्वि-आयामी ब्रह्मांड में, हालांकि, भौतिकी के नियम तीसरी संभावना के लिए अनुमति देते हैं। "किसी भी तरह" के रूप में जाना जाता है, इस प्रकार का क्वांटम कण न तो एक बोसोन है और न ही एक फर्मन है, बल्कि कुछ अलग-अलग है- और कुछ प्रकार के किसी भी, जिसे गैर-एबेलियन किसी भी के रूप में जाना जाता है, अपने पिछले राज्यों की स्मृति को बनाए रखता है, पूरे में एन्कोडिंग क्वांटम जानकारी लंबी दूरी और स्थलीय क्वांटम कंप्यूटर के लिए सैद्धांतिक भवन ब्लॉक बनाते हैं।

यद्यपि हम दो आयामी ब्रह्मांड में नहीं रहते हैं, जब सामग्री की एक बहुत पतली चादर या स्लैब तक सीमित होती है, तो इलेक्ट्रॉन करते हैं। इस मामले में, कोई भी इलेक्ट्रॉन कई इलेक्ट्रॉनों के सहसंबंधित राज्यों से "quasiparticles" के रूप में उभर सकता है। ऐसी प्रणाली को पर्टबर्ब करना, एक विद्युत क्षमता के साथ कहता है, पूरे सिस्टम को फिर से व्यवस्थित करता है जैसे कि कोई भी स्थानांतरित हो गया हो।

गैर-एबेलियन किसी भी व्यक्ति के लिए शिकार उन सामूहिक राज्यों की पहचान करके शुरू होता है जो उन्हें होस्ट करते हैं। "आंशिक क्वांटम हॉल राज्यों में- एक प्रकार का सामूहिक इलेक्ट्रॉन राज्य केवल उच्च आयामी क्षेत्रों में दो आयामी नमूनों में देखा जाता है- क्वाइसार्टिकल को इलेक्ट्रॉन चार्ज का सटीक तर्कसंगत अंश माना जाता है, जिसका अर्थ है कि वे किसी भी हैं।"

"गणितीय रूप से, निश्चित रूप से, गैर-एबेलियन आंकड़ों की अनुमति है और यहां तक ​​कि कुछ अंशकालिक क्वांटम हॉल राज्यों के लिए भी भविष्यवाणी की गई है।" उसने जारी रखा। हालांकि, इस क्षेत्र में वैज्ञानिकों को सेमीकंडक्टर सामग्री में मेजबान राज्यों की नाजुकता से सीमित किया गया है जहां उनका आमतौर पर अध्ययन किया जाता है। इन संरचनाओं में, सामूहिक राज्य स्वयं केवल असाधारण रूप से कम तापमान पर दिखाई देते हैं, जो व्यक्तिगत किसी भी व्यक्ति के अद्वितीय क्वांटम गुणों का पता लगाने में दोगुना मुश्किल होता है।

ग्रैफेन छिपे हुए किसी भी व्यक्ति को खोजने के लिए उपकरणों का निर्माण करने के लिए एक आदर्श सामग्री साबित होता है। लेकिन, वैज्ञानिकों ने ग्रैफेन-आधारित उपकरणों का निर्माण किया था, जबकि गैस्ट्रिन शीट के आसपास की अन्य सामग्री-जैसे ग्लास सबस्ट्रेट्स और धातु द्वार-गैर-एबेलियन राज्यों के किसी भी हस्ताक्षर को नष्ट करने के लिए पर्याप्त विकार पेश किया गया था, ज़िब्रोव ने समझाया। Graphene ठीक है, यह पर्यावरण है कि समस्या है, उन्होंने कहा।

समाधान? अधिक परमाणु रूप से पतली सामग्री।

यंग ने कहा, "आखिरकार हम उस बिंदु पर पहुंचे हैं जहां डिवाइस में सब कुछ द्वि-आयामी सिंगल क्रिस्टल से बना है।" "तो न केवल graphene, लेकिन ढांकता हुआ हेक्सागोनल बोरॉन नाइट्राइड के एकल क्रिस्टल हैं जो फ्लैट और सही हैं और द्वार ग्रेफाइट के एकल क्रिस्टल हैं जो फ्लैट और सही हैं।" एक दूसरे के शीर्ष पर सामग्री के इन फ्लैट और सही क्रिस्टल को संरेखित और ढेर करके, टीम ने न केवल बहुत कम विकार प्रणाली हासिल की, बल्कि एक भी बेहद ट्यून करने योग्य है।

"इन राज्यों को साकार करने के अलावा, हम माइक्रोस्कोपिक पैरामीटर को बहुत अच्छी तरह से नियंत्रित तरीके से ट्यून कर सकते हैं और समझ सकते हैं कि इन राज्यों को क्या स्थिर बनाता है और उन्हें क्या अस्थिर बनाता है।" प्रयोगात्मक नियंत्रण की अच्छी डिग्री- और कई अज्ञातों को खत्म करने के लिए- टीम ने सैद्धांतिक रूप से प्रणाली को उच्च सटीकता के साथ मॉडल करने की अनुमति दी, जिससे उनके निष्कर्षों में विश्वास पैदा हुआ।

सामग्री अग्रिम इन नाजुक उत्तेजनाओं को एक निश्चित मात्रा में मजबूती देता है, आवश्यक सामग्री के साथ अन्य भौतिक प्रणालियों में आवश्यक तापमान की तुलना में लगभग दस गुना अधिक होता है। गैर-एबेलियन आंकड़ों को एक और सुविधाजनक तापमान सीमा में लाने के लिए न केवल मौलिक भौतिकी की जांच के लिए एक अवसर साबित होता है, बल्कि एक स्थलीय क्वांटम बिट विकसित करने की उम्मीद को जन्म देता है, जो एक नए प्रकार के क्वांटम कंप्यूटर के लिए आधार बना सकता है। गैर-एबेलियन कोई भी विशेष है कि उन्हें कई पर्यावरणीय प्रभावों से स्वतंत्र क्वांटम जानकारी को संसाधित करने और स्टोर करने में सक्षम माना जाता है, पारंपरिक साधनों के साथ क्वांटम कंप्यूटर को समझने में एक बड़ी चुनौती।

लेकिन, भौतिकविदों, पहले चीजें पहले कहें। Zibrov समझाया, उभरते quasiparticles की क्वांटम गुणों को सीधे मापना बहुत चुनौतीपूर्ण है। जबकि कुछ गुण-जैसे कि आंशिक चार्ज-निश्चित रूप से प्रदर्शित किए गए हैं, गैर-एबेलियन आंकड़ों का निश्चित प्रमाण-क्वांटम गणना के लिए बहुत कम उपयोग करने वाले गैरबेलियन किसी भी प्रयोग-प्रयोगों की पहुंच से बहुत दूर रहा है। ज़िब्रोव ने कहा, "अगर हम गैर-एबेलियन किसी भी मौजूद हैं तो हम वास्तव में अभी तक प्रयोग नहीं करते हैं।"

"अब तक हमारे प्रयोग सिद्धांत के अनुरूप हैं, जो हमें बताता है कि हमने देखा कि कुछ राज्य गैर-एबेलियन होना चाहिए, लेकिन हमारे पास अभी भी एक प्रयोगात्मक धूम्रपान बंदूक नहीं है।"

यंग ने कहा, "हम एक प्रयोग चाहते हैं जो वास्तव में गैर-एबेलियन आंकड़ों के लिए अद्वितीय घटना का प्रदर्शन करता है, " ने कहा, जिन्होंने राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन के कैरियर पुरस्कार सहित उनके काम के लिए कई पुरस्कार जीते हैं। "अब हमारे पास एक ऐसी सामग्री है जिसे हम वास्तव में अच्छी तरह से समझते हैं, ऐसा करने के कई तरीके हैं-हम देखेंगे कि प्रकृति सहयोग करती है या नहीं!"

menu
menu