लगभग सबसे ठंडे तापमान पर संभव है - पारा (तरल हीलियम की सहायता से) - सुपरकंडक्टिविटी नामक एक राज्य बनाता है। अब तक…
जब केल्विन स्केल (शून्य से 273 सेल्सियस या माइनस 460 फ़ारेनहाइट) पर पूर्ण शून्य के कुछ डिग्री के भीतर ले जाया जाता है, तो तरल हीलियम -4 उल्लेखनीय सुपरफ्लुइड अवस्था में बदल जाता है। यह घूमता है, यह कर्ल करता है, और यह शरीर की कमी लगभग एक सदी से वैज्ञानिकों को चकित कर रहा है। अब वाशिंगटन विश्वविद्यालय के भौतिक विज्ञानी के नेतृत्व में एक टीम, जो खुले विज्ञान के लिए उपलब्ध सबसे शक्तिशाली सुपर कंप्यूटर का उपयोग कर रही है, ने एक सैद्धांतिक तस्वीर बनाई है जो सुपरफ्लूड के वास्तविक समय के व्यवहार की व्याख्या करती है। यहाँ जिम्मेदार पार्टी कौन है? उपपरमाण्विक कणों की कोशिश करें जिन्हें फ़र्मियन कहा जाता है।
Femions प्राकृतिक समीकरणों का एक हिस्सा है जैसे कि इलेक्ट्रॉनों, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन ... के रूप में सुपरफ्लुइड न्यूट्रॉन सितारों का हिस्सा हैं। एक दूसरे के बीच 1,000 बार घूमते हुए, न्यूट्रॉन तारे - या पल्सर - सुपरफ्लूड सतह पृथ्वी पर अपने समकक्ष की तुलना में बहुत अलग तरीके से कार्य करती है। जैसे-जैसे गति बढ़ती है, यह छोटे भंवरों की एक श्रृंखला बनाता है जो एक त्रिकोणीय पैटर्न में समूह बनाते हैं ... जो सुपरफ़्लुइड संरचना के भीतर एक ब्रैड बनाते हैं। "जब आप सही गति तक पहुँचते हैं, तो आप बीच में एक भंवर बना लेंगे," बुल्गैक ने कहा। “और जैसे ही आप गति बढ़ाते हैं, आप भंवरों की संख्या में वृद्धि करेंगे। लेकिन यह हमेशा चरणों में होता है। ”
क्या विज्ञान इसे फिर से बना सकता है? हाँ। उच्च-तीव्रता वाले विद्युत क्षेत्र बनाने के लिए एक निर्वात कक्ष और एक लेजर बीम का उपयोग करने वाले प्रयोगशाला मॉडल पूर्ण शून्य के करीब तापमान तक एक छोटे नमूने, शायद 1 मिलियन परमाणुओं को ठंडा करने में कामयाब रहे हैं। फिर एक "लेज़र स्पून" को भंवर बनाने के लिए सुपरफ्लूड को तेज़ी से हलचल करने के लिए नियोजित किया जाता है।
"अजीब व्यवहार को समझने की कोशिश में, वैज्ञानिकों ने वर्णनात्मक समीकरणों को विकसित करने का प्रयास किया है, जैसे कि वे एक कप कॉफी में घूमते हुए कार्रवाई का वर्णन करने के लिए उपयोग कर सकते हैं क्योंकि यह उभारा है।" बुल्गैक ने कहा। “लेकिन कार्रवाई से बने सुपरफ़्लुइड में कार्रवाई का वर्णन करने के लिए, समीकरणों की लगभग असीम संख्या की आवश्यकता होती है। प्रत्येक वर्णन करता है कि क्या होता है अगर सिर्फ एक चर - जैसे कि वेग, तापमान या घनत्व - बदल जाता है। क्योंकि चर जुड़े हुए हैं, अगर कोई बदलता है तो दूसरे भी बदलेंगे। ”
एक गणितीय परिकल्पना तैयार करने में प्रमुख चुनौतियों में से एक कंप्यूटिंग शक्ति की मात्रा है जो एक समस्या के माध्यम से कई परिवर्तनशील बदलावों के साथ काम करेगी जो 1 ट्रिलियन या उससे अधिक तक पहुंच गई थी। तो वो यह कैसे करते हैं? टीम ने टेनेसी में ओक रिज नेशनल लेबोरेटरी में जगुआरपीएफ कंप्यूटर का इस्तेमाल किया, जो दुनिया के सबसे बड़े सुपर कंप्यूटरों में से एक है, जो 70 मिलियन घंटे के बराबर है, जिसके लिए सिंगल-कोर पर्सनल कंप्यूटर (JaguarPF) पर लगभग 8,000 साल लगेंगे। -मिली कोर)। बस उसे ठंडा करने की कोशिश करो!
"यह आपको इन गणनाओं की जटिलता और यह कितना मुश्किल है," बुल्गैक ने कहा। मामलों को और अधिक जटिल बनाने के लिए, जिस तेजी से सुपरफ्लूड में हलचल होती है, वह इसके गुणों को खोने का कारण बनता है - लेकिन उतना तेज़ नहीं जितना परिकल्पित होता है। "काम का अर्थ है कि शोधकर्ता कुछ हद तक 'कंप्यूटर सिमुलेशन का उपयोग करके एक न्यूट्रॉन स्टार के गुणों का अध्ययन कर सकते हैं।" बुल्गैक ने कहा। "यह शीत-परमाणु भौतिकी में अनुसंधान की नई दिशाएँ भी खोलता है।"
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मूल कहानी स्रोत: वाशिंगटन विश्वविद्यालय।
