वैज्ञानिकों ने भौतिकी के स्थापित नियमों का उल्लंघन किया
- वैज्ञानिकों ने एक्स-रे की ऊर्जा की सीमाओं को पार कर लिया
- खुलासा दो इलेक्ट्रॉनों के इंटरैक्शन से संबंधित है
- यह क्वांटम सिस्टम के अध्ययन के दृष्टिकोण को बदल सकता है
वैज्ञानिकों ने भौतिकी के स्थापित नियमों का उल्लंघन किया
TU Wien और कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सैन डिएगो के वैज्ञानिकों द्वारा किए गए हालिया शोध ने एक्स-रे ऊर्जा के सीमित मानों को पार करने की संभावना को प्रदर्शित किया है, जो लेजर भौतिकी के पारंपरिक विचारों को संदेह में डालता है। शक्तिशाली पराबैंगनी लेज़रों का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने एक्स-रे उत्पन्न करने में सक्षम थे जिनकी ऊर्जा मानक मॉडल की भविष्यवाणियों से काफी अधिक थी। यह खुलासा दो इलेक्ट्रॉनों के असामान्य इंटरैक्शन पर आधारित है, जो उन्हें सामूहिक रूप से अपनी ऊर्जा मुक्त करने की अनुमति देता है।
परंपरागत रूप से माना जाता था कि जब लेजर प्रकाश को कुछ विशेष परमाणुओं पर निर्देशित किया जाता है, तो वे उच्च आवृत्ति के छोटे प्रकाश के पल्स, जिसमें एक्स-रे शामिल हैं, उत्सर्जित कर सकते हैं। हालाँकि, मौजूदा सिद्धांत इन उत्सर्जनों के लिए अधिकतम ऊर्जा की भविष्यवाणी करता है, जो आने वाले लेजर के गुणों पर आधारित है। इस मान से परे, जिसे ऊर्जा सीमा के रूप में जाना जाता है, एक्स-रे का उत्पादन अत्यंत कमजोर हो जाता है। नया शोध दिखाता है कि यह सीमा दो इलेक्ट्रॉनों के विशेष इंटरैक्शन के दौरान पार की जा सकती है।
TU Wien के फोटोनिक्स संस्थान के प्रोफेसर टेनियो पोपमिंचेव ने बताया कि छोटे एक्स-रे पल्स उत्पन्न करने का तंत्र लंबे समय से ज्ञात है। लेजर एक इलेक्ट्रॉन को परमाणु से निकालता है, जिसे फिर लेजर के विद्युत क्षेत्र में तेज किया जाता है और अंततः यह फिर से परमाणु से टकराता है, अपनी ऊर्जा को प्रकाश के रूप में खो देता है। हालांकि, नए शोध से पता चलता है कि जब दो इलेक्ट्रॉनों के बीच इंटरैक्शन होता है, तो एक्स-रे किरणें उत्पन्न करना संभव है, जिनकी ऊर्जा पारंपरिक सीमाओं से अधिक होती है।
एक्स-रे उत्पन्न करने में प्रगति
शोधकर्ताओं ने एक प्रयोग किया, जिसमें उन्होंने हीलियम परमाणुओं के साथ इंटरैक्ट करने के लिए तीव्र पराबैंगनी लेजर पल्स का उपयोग किया। सामान्य प्रक्रिया के विपरीत, जिसमें एक इलेक्ट्रॉन शामिल होता है, इस प्रयोग में हीलियम के दोनों इलेक्ट्रॉन क्रमशः मुक्त किए गए। पहले इलेक्ट्रॉन को मुक्त किया गया और तेज किया गया, उसके बाद दूसरे का अनुसरण किया गया। हालांकि इलेक्ट्रॉन अलग-अलग समय पर मुक्त किए गए, लेकिन उनके व्यवहार को क्वांटम सहसंबंधों के कारण आपस में जोड़ा गया।
टीम ने यह सुनिश्चित करने में सक्षम किया कि दोनों इलेक्ट्रॉन एक साथ परमाणु में वापस लौटें। इससे दोनों इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा को एक साथ मुक्त करने की अनुमति मिली, जिससे उच्च ऊर्जा वाले एक्स-रे फोटॉन का उत्पादन हुआ। इस प्रकार, शोधकर्ताओं ने प्रदर्शित किया कि दो इलेक्ट्रॉनों की बातचीत एक्स-रे के उत्पादन का कारण बन सकती है, जो पारंपरिक ऊर्जा सीमाओं को पार करती है।
कोहेरेन्ट विकिरण के उत्सर्जन के स्पेक्ट्रम का विश्लेषण करते समय, वैज्ञानिकों ने फोटॉनों की अपेक्षाकृत उच्च ऊर्जा पर स्थिर उत्सर्जन का एक दूसरा क्षेत्र पाया, जो मानक सिद्धांत द्वारा पूर्वानुमानित से काफी अधिक था। यह अतिरिक्त क्षेत्र, जिसे प्लेटौ के रूप में जाना जाता है, मुख्य उत्सर्जन की तुलना में कमजोर था, लेकिन पहले स्थापित ऊर्जा सीमा से बहुत आगे तक फैला हुआ था। यह खोज केवल हीलियम का उपयोग करके प्राप्त की गई, जबकि आर्गन और नियोन के साथ समान प्रयोगों ने ऐसा व्यवहार प्रदर्शित नहीं किया।
असामान्य इलेक्ट्रॉनों की अंतःक्रिया
हीलियम अपने दो इलेक्ट्रॉनों के बीच विशेष रूप से मजबूत सहसंबंधों का प्रदर्शन करता है, जो उन्हें इस तरह से अंतःक्रिया करने की अनुमति देता है जो ऊर्जा के एक साथ मुक्त होने को संभव बनाता है। इसके विपरीत, आर्गन और नीयन के बाहरी इलेक्ट्रॉनों ने प्रयोग की परिस्थितियों में समान प्रभाव नहीं दिखाया। यह भिन्नता प्रस्तावित व्याख्या के लिए महत्वपूर्ण साक्ष्य प्रदान करती है।
उच्च ऊर्जा एक्स-रे का खुलासा वैज्ञानिकों को परमाणुओं और अन्य सामग्रियों के भीतर इलेक्ट्रॉनों की अंतःक्रिया का अध्ययन करने के लिए एक शक्तिशाली नया उपकरण प्रदान कर सकता है। असामान्य सहसंबद्ध एक्स-रे विकिरण इलेक्ट्रॉनों के बीच सहसंबंधों के लिए एक उच्च-संवेदनशील स्पेक्ट्रोस्कोपिक "सेंसर" के रूप में कार्य कर सकता है। उत्सर्जित स्पेक्ट्रम के आकार और इसकी अधिकतम ऊर्जा का अध्ययन करके, शोधकर्ता अत्यंत छोटे समय पैमानों पर अंतःक्रिया करने वाले इलेक्ट्रॉनों के व्यवहार के बारे में जानकारी प्राप्त कर सकते हैं।
ये इंटरैक्शन अट्टोसेकंड में होते हैं, जहाँ एक अट्टोसेकंड एक बिलियन के एक बिलियनवें हिस्से के बराबर होता है। इतनी तेज़ी से प्रक्रियाओं का अवलोकन करना यह समझने के लिए महत्वपूर्ण है कि इलेक्ट्रॉन कैसे चलते हैं और क्वांटम सिस्टम में एक-दूसरे पर कैसे प्रभाव डालते हैं। यह खोज क्वांटम भौतिकी और लेज़र तकनीक के क्षेत्र में नए क्षितिज खोल सकती है।
व्यावहारिक परिणाम और अनुसंधान का भविष्य
भविष्य में, इस खोज के पीछे का सिद्धांत हीलियम के व्यक्तिगत परमाणुओं से आगे बढ़कर उन अणुओं और ठोस सामग्रियों तक विस्तारित किया जा सकता है, जिनमें इलेक्ट्रॉन मजबूत रूप से इंटरैक्ट करते हैं। यह जटिल क्वांटम सिस्टम के अध्ययन और समझ के लिए नए तरीकों की ओर ले जा सकता है, जो नई तकनीकों के विकास के लिए महत्वपूर्ण है।
इस प्रकार, इस शोध के परिणाम न केवल लेज़र भौतिकी के पारंपरिक विचारों को चुनौती देते हैं, बल्कि क्वांटम इंटरैक्शन के अध्ययन के लिए नए अवसर भी खोलते हैं। वैज्ञानिकों को उम्मीद है कि आगे के शोध इन प्रक्रियाओं के पीछे के तंत्र और विभिन्न विज्ञान और तकनीक के क्षेत्रों में उनके संभावित अनुप्रयोगों को बेहतर ढंग से समझने में मदद करेंगे।
अंत में, TU Wien और कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सैन डिएगो की टीम द्वारा किया गया खुलासा विज्ञान में अंतर्विभागीय दृष्टिकोण के महत्व को रेखांकित करता है। भौतिकी के विभिन्न क्षेत्रों के बीच सहयोग महत्वपूर्ण प्रगति की ओर ले जा सकता है, जो हमारे क्वांटम स्तर पर दुनिया की समझ को बदल देगा।
स्रोत: ScienceDaily
