नई भौतिकी सफलताओं की बदौलत परमाणु घड़ियाँ वास्तविकता के करीब पहुँच रही हैं

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परमाणु घड़ियाँ परमाणु घड़ियों की तुलना में अधिक सटीक होती हैं।

परमाणु घड़ी को परमाणु घड़ी की तुलना में कहीं अधिक सक्षम माना जाता है, जो परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनों में ऊर्जा उछाल के माध्यम से एक सेकंड की अवधि निर्धारित करती है और वर्तमान में समय-निर्धारण का शिखर है।

हालांकि, शोधकर्ताओं ने हाल ही में एक ऐसी तकनीक विकसित की है जो एक और भी कठिन लक्ष्य में दोलनों को ट्रिगर करके और मापकर इस परिशुद्धता में सुधार कर सकती है: परमाणु का नाभिक (नाभिक परमाणु का मूल है)।

नई भौतिक उपलब्धियों के कारण परमाणु घड़ियाँ वास्तविकता के करीब पहुँच गई हैं (चित्र 1) — परमाणु घड़ी कैसे काम करती है: वैज्ञानिक पराबैंगनी संकेतों में तरंगदैर्घ्य की गणना करके परमाणु के नाभिक को प्रभावित करने वाले ऊर्जा स्पंदों की आवृत्ति मापते हैं। ये तरंगदैर्घ्य परमाणु संक्रमणों को उच्च आवृत्तियों पर दोलन करा सकते हैं, जिससे समय का अधिक सटीक मापन संभव हो पाता है। चित्र: राष्ट्रीय मानक एवं प्रौद्योगिकी संस्थान

नाभिकीय घड़ी के लिए, वैज्ञानिकों ने एक ठोस क्रिस्टल में थोरियम-229 परमाणु के नाभिक को उत्तेजित करने के लिए पराबैंगनी प्रकाश का उपयोग किया। फिर उन्होंने नाभिक से टकराने वाले ऊर्जा स्पंदों की आवृत्ति मापी—जो एक पारंपरिक घड़ी में पेंडुलम के बराबर होती है—और ऑप्टिकल फ़्रीक्वेंसी कॉम्ब नामक एक उपकरण का उपयोग करके पराबैंगनी प्रकाश में तरंगदैर्घ्य की गणना की।

नाभिकों में ऊर्जा उछाल उत्पन्न करने के लिए परमाणु घड़ियों में प्रयुक्त आवृत्ति की तुलना में कहीं अधिक उच्च आवृत्ति वाले संकेत की आवश्यकता होती है। प्रति सेकंड अधिक तरंग चक्रों के साथ, इस विधि से अधिक सटीक समय मापन प्राप्त होने की उम्मीद है।

यद्यपि परमाणु घड़ी पर अभी भी काम चल रहा है, लेकिन उन्हें एहसास है कि यह न केवल समय-निर्धारण को बदल सकती है, बल्कि भौतिकी अनुसंधान को भी बदल सकती है, यहां तक कि वैज्ञानिकों द्वारा ब्रह्मांड की संरचना के अध्ययन के तरीके को भी प्रभावित कर सकती है।

4 सितम्बर को नेचर पत्रिका में प्रकाशित शोध के अनुसार, प्रोटोटाइप पहले से ही परमाणु घड़ी जितना सटीक है, तथा भविष्य के संस्करण और भी अधिक सटीक और स्थिर होने की उम्मीद है।

"कुछ कारक हैं जिनका उपयोग हम सटीकता में सुधार के लिए कर सकते हैं," प्रमुख लेखक चुआनकुन झांग ने कहा, जो कि कोलोराडो बोल्डर विश्वविद्यालय और राष्ट्रीय मानक एवं प्रौद्योगिकी संस्थान द्वारा वित्त पोषित अनुसंधान केंद्र, जेआईएलए के स्नातक छात्र हैं।

भौतिक क्रांति?

जैसा कि सर्वविदित है, परमाणु घड़ियों की सटीकता पारंपरिक घड़ियों की तुलना में बहुत अधिक होती है। दशकों से, अंतरिक्ष अन्वेषण और अंतर्राष्ट्रीय समय-निर्धारण के लिए जीपीएस तकनीक में परमाणु घड़ियों का उपयोग किया जाता रहा है।

इसके अलावा, परमाणु घड़ियों की सटीकता और स्थिरता ने वैज्ञानिकों को भूकंप, गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र और अंतरिक्ष-समय का अध्ययन करने के लिए महत्वपूर्ण उपकरण प्रदान किए हैं।

नई भौतिक सफलताओं के कारण परमाणु घड़ियाँ वास्तविकता के करीब पहुँच गई हैं (चित्र 2) — परमाणु घड़ी को सुचारू रूप से चलाने के लिए, वैज्ञानिकों ने थोरियम-229 परमाणुओं के नाभिकों को उत्तेजित करने के लिए पराबैंगनी प्रकाश का उपयोग किया। फोटो: JILA

हालाँकि, परमाणु घड़ियाँ भी वितुल्यकालन के प्रति संवेदनशील होती हैं। झांग कहते हैं कि विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप उत्तेजित इलेक्ट्रॉनों को बाधित कर सकता है और समय-निर्धारण की सटीकता को प्रभावित कर सकता है।

टेक्सास ए एंड एम विश्वविद्यालय में भौतिकी की एमेरिटस प्रोफेसर डॉ. ओल्गा कोचारोवस्काया, जो इस शोध में शामिल नहीं थीं, ने कहा कि इन क्षेत्रों को "प्रेरित" किए जाने की संभावना है।

उन्होंने कहा कि परमाणु घड़ियां न केवल अधिक सटीक होती हैं, बल्कि सरल और अधिक पोर्टेबल भी होती हैं, क्योंकि परमाणु घड़ियों के विपरीत, उन्हें उच्च निर्वात स्थितियों, अत्यधिक शीतलन या चुंबकीय और विद्युत व्यवधानों से परिरक्षण की आवश्यकता नहीं होती है।

वैज्ञानिकों के अनुसार, यद्यपि परमाणु घड़ियों के प्रदर्शन को परमाणु घड़ियों से बेहतर बनाने या उनकी जगह लेने से पहले अभी भी कई कारकों को पूरा किया जाना बाकी है, लेकिन ये निष्कर्ष दर्शाते हैं कि वह समय अब दूर नहीं है।

हा ट्रांग (सीएनएन के अनुसार)

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स्रोत: https://www.congluan.vn/dong-ho-hat-nhan-den-gan-thuc-te-nho-nhung-dot-pha-vat-ly-moi-post312059.html