अजीब प्रकृति भवन ईंटों का विवरण

सुपरकंडक्टिंग कप्रेट के अजीब गुणों को क्वांटम यांत्रिकी के ज्ञात तरीकों द्वारा वर्णित नहीं किया गया है, लेकिन उच्च आयामों से ब्लैक होल के गुणों से जुड़ा जा सकता है।

आधुनिक क्वांटम सिद्धांत के अनुसार, ब्रह्मांड ऊर्जा क्षेत्रों द्वारा छेदा गया है, और इन क्षेत्रों में ऊर्जा की लहर, जिसे "कण" कहा जाता है यदि यह एक बिंदु की तरह अधिक दिखता है, या "तरंगों" यदि यह अधिक धब्बा है, तो पदार्थ और अभिनय बलों के निर्माण ब्लॉकों के रूप में कार्य करता है। नई खोजों से पता चलता है कि तरंगों / कणों का यह दृश्य केवल सतही रूप से ब्रह्मांड के घटकों का वर्णन करता है।

यदि हम प्रत्येक ऊर्जा क्षेत्र को तालाब की सतह के रूप में भरने की जगह, और लहरों और कणों को इस सतह की गड़बड़ी के रूप में कल्पना करते हैं, तो नए सबूत सतह के नीचे एक छिपी हुई जीवित दुनिया के अस्तित्व का सुझाव देते हैं।

दशकों के लिए, "तालाब की सतह" पर उप-परमाणु घटनाओं का वर्णन अधिकांश भौतिक घटनाओं की सटीक गणना के लिए पर्याप्त था। लेकिन हाल ही में, भौतिकविदों ने एक उप-परमाणु गहराई में खींच लिया, इस मामले का एक नया, अजीब वर्ग है जो प्रसिद्ध मात्रात्मक तरीकों का उपयोग करके विवरण का विरोध करता है।

हार्वर्ड यूनिवर्सिटी के भौतिकी के प्रोफेसर सुबीर सचदेव ने कहा, '' मैं इस समतल सतह पर रहने वाले भौतिक विज्ञान में बड़ा हुआ हूं। और अब, उसके अनुसार, एक नया आयाम दिखाई दिया है, और "आप कल्पना कर सकते हैं कि कण केवल इस सतह पर समाप्त हो रहे हैं।"

सभी असामान्य प्रकार के पदार्थों में से, कपाट - तांबा युक्त धातुएँ जो उच्च तापमान वाली अतिचालकता का प्रदर्शन करती हैं - सबसे असामान्य हो सकती हैं। हाई एनर्जी फिजिक्स जर्नल जर्नल ऑफ हाई एनर्जी फिजिक्स के जर्नल में प्रकाशित एक नए अध्ययन में, सांता बारबरा में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के भौतिकविदों ने कपाटों के रहस्यमय "सतह" व्यवहार से जुड़ी घटनाओं का अध्ययन किया। सतह के नीचे स्थित माध्यम पर उनकी गणना में ध्यान केंद्रित करते हुए, शोधकर्ताओं ने पहले से ही प्रयोगों से ज्ञात कपेट चालकता सूत्र प्राप्त किया।

साचेव कहते हैं, "यह आश्चर्यजनक है कि आप इस सिद्धांत के साथ शुरुआत कर सकते हैं, और अचानक इन विचित्र सुपरकंडक्टर्स की चालकता प्राप्त कर सकते हैं।"

परिणाम इस बात का समर्थन करते हैं कि प्रकृति की इमारत की ईंटों का वर्णन करने का नया तरीका वास्तविक और "आश्चर्यजनक रूप से शाब्दिक" है, नीदरलैंड के लीडेन विश्वविद्यालय के एक सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी जान ज़ैन कहते हैं।

इसके अलावा, परिणामों को स्ट्रिंग सिद्धांत के अप्रत्यक्ष साक्ष्य के रूप में व्याख्या किया जा सकता है - एक 40-वर्षीय मंच जो गुरुत्वाकर्षण के साथ क्वांटम यांत्रिकी को सीवे करता है, जो एक तरफ, गणितीय रूप से सुरुचिपूर्ण है और इसमें गहन व्याख्यात्मक क्षमताएं हैं, और दूसरी तरफ, यह अभी तक साबित नहीं हुआ है।

वैज्ञानिकों का यह भी तर्क है कि इन खोजों के काले पदार्थ से संबंधित मामलों में दूरगामी परिणाम हो सकते हैं - एक रहस्यमय पदार्थ जो ब्रह्मांड के द्रव्यमान का 84% बनाता है - साथ ही एक "सब कुछ के सिद्धांत" की खोज में है जो सभी प्रकृति का गणितीय वर्णन करता है।

"एक वास्तविक मौका है कि अगले कुछ वर्षों में मौलिक भौतिकी में एक अभूतपूर्व प्रगति होगी," ज़ैनन कहते हैं। "सब कुछ बहुत तेजी से विकसित हो रहा है।"

सतह के नीचे

यदि तालाब की सतह पर तरंगें और कण गड़बड़ी होते हैं, तो इस गड़बड़ी के बीच संबंध और गहराई में क्या होता है, यह पहली बार एक गणितीय सिद्धांत द्वारा वर्णित किया गया था, जिसे 1997 में खोजा गया था। एक ऐतिहासिक कार्य में, जुआन मालदासेना, जो तब हार्वर्ड विश्वविद्यालय में काम कर रहे थे, और अब प्रिंसटन के इंस्टीट्यूट फॉर एडवांस्ड स्टडीज में दिखाया गया कि अंतरिक्ष के त्रि-आयामी क्षेत्र में होने वाली घटनाएं गणितीय रूप से इस क्षेत्र की दो-आयामी सीमा पर होने वाली विभिन्न घटनाओं के अनुरूप हैं। (4-आयामी अंतरिक्ष में घटनाएँ भी 3-आयामी, आदि में घटनाओं के अनुरूप हैं)

हमारे तीन-आयामी तालाब और इसकी दो-आयामी सतह पर विचार करें। काम करने के लिए इस पत्राचार के लिए, तालाब के इंटीरियर को स्ट्रिंग सिद्धांत द्वारा वर्णित किया जाना चाहिए, जिसमें इलेक्ट्रॉन, फोटॉन, ग्रेविटॉन और ब्रह्मांड के अन्य सभी ईंटें छोटे एक आयामी लाइनों, या "तार" के रूप में दिखाई देती हैं। द्रव्यमान और अन्य मैक्रोस्कोपिक गुण स्ट्रिंग कंपन के अनुरूप हैं, और विभिन्न प्रकार के पदार्थों और बलों के बीच बातचीत इस बात पर निर्भर करती है कि तार कैसे विभाजित और गठबंधन करते हैं। ये तार तालाब के अंदर रहते हैं।

अब कल्पना कीजिए कि एक तालाब की दो आयामी सतह क्वांटम यांत्रिकी द्वारा वर्णित है। कण सतह पर फट जाते हैं, और लहरें फटने से लहर बन जाती हैं। एक काल्पनिक तालाब की सतह पर कोई गुरुत्वाकर्षण नहीं है।



मालदीना की खोज, जिसे होलोग्राफिक द्वंद्व के रूप में जाना जाता है, ने दिखाया कि गुरुत्वाकर्षण सहित एक क्षेत्र के भीतर की घटनाओं और स्ट्रिंग सिद्धांत द्वारा वर्णित, गणितीय रूप से सतह पर होने वाली घटनाओं में तब्दील हो जाती हैं जो गुरुत्वाकर्षण का अनुभव नहीं कर रही हैं और क्वांटम कणों के सिद्धांतों द्वारा वर्णित हैं।

"इस संबंध को समझने के लिए, आपको मुख्य बात पर ध्यान देने की आवश्यकता है - जब गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत का विश्लेषण करना आसान है, तो सीमा पर कण - या, हमारे मामले में, तालाब की सतह पर - एक दूसरे के साथ बहुत दृढ़ता से बातचीत करते हैं," मालदासेन। रिवर्स भी सच है: जब सतह पर कण शांत होते हैं, जैसा कि अधिकांश प्रकार के पदार्थों में होता है, तालाब की गहराई में स्थिति बेहद जटिल होती है।

इस विपरीतता के कारण, द्वैतवाद बहुत उपयोगी है।

सामग्रियों की एक अजीब श्रेणी, जिसमें कप्रेट शामिल हैं, पहली श्रेणी से संबंधित है; प्रयोगों से पता चलता है कि इन सामग्रियों में कण एक-दूसरे के साथ इतनी दृढ़ता से बातचीत करते हैं कि वे अपना व्यक्तित्व खो देते हैं। भौतिकविदों का कहना है कि कण "दृढ़ता से सहसंबद्ध।" प्रत्येक कण से संबंधित तरंगों को इतनी दृढ़ता से ओवरलैप किया जाता है कि एक झुंड प्रभाव होता है। स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी में भौतिकी के प्रोफेसर सीन हार्टनॉल कहते हैं, मजबूत रूप से सहसंबद्ध मामला असामान्य रूप से और असामान्य रूप से व्यवहार कर सकता है, ताकि कुछ मामलों में इस व्यवहार को क्वांटम यांत्रिकी के ज्ञात तरीकों द्वारा वर्णित नहीं किया जा सके। "आपको उन्हें एक व्यक्ति कण के वर्णन के साथ शुरू होने वाले एक से अलग तरीके से वर्णन करने की आवश्यकता है," वे कहते हैं। "आप व्यक्तिगत पानी के अणुओं के माध्यम से महासागर का वर्णन नहीं कर सकते।"

यदि तालाब की द्वि-आयामी सतह पर एक मजबूत सहसंबंध "जीवन" के साथ मामला है, तो होलोग्राफिक द्वैतवाद से यह निम्न है कि सतह पर अत्यधिक अशांति गहराई में शांत होने के बराबर है। भौतिक विज्ञानी सतह पर स्थिति का एक समानांतर, लेकिन बहुत सरल स्थिति का अध्ययन करके विवरण प्राप्त कर सकते हैं। "इस शांत दुनिया में, आप गणना कर सकते हैं," ज़ैन ने कहा।

होलोग्राफिक द्वैतवाद की गणितीय अभिव्यक्ति में, दो आयामों में एक मजबूत सहसंबंध के साथ एक निश्चित मामला तीन आयामों में ब्लैक होल से मेल खाता है - गुरुत्वाकर्षण आकर्षण के साथ असीम रूप से घने ऑब्जेक्ट, जिसे टाला नहीं जा सकता है - और वे गणितीय रूप से काफी सरल हैं। मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में भौतिकी के एसोसिएट प्रोफेसर होंग लियू ने कहा, "क्वांटम यांत्रिकी के ये बेहद जटिल सामूहिक प्रभाव आश्चर्यजनक रूप से ब्लैक होल भौतिकी के क्षेत्र में आते हैं।" "मजबूत सहसंबंध वाली प्रणालियों में, जब आप एक इलेक्ट्रॉन वहां डालते हैं, तो यह तुरंत" गायब हो जाता है "- अब इसका पता नहीं लगाया जा सकता है।" यह तुलना करने के लिए है कि कोई वस्तु ब्लैक होल में कैसे गिरती है।

सुपरकंडक्टिविटी मॉडल

पिछले दस वर्षों में, मजबूत सहसंबंध के साथ पदार्थ के रूपों के बराबर ब्लैक होल के अध्ययन ने आश्चर्यजनक परिणाम प्राप्त किए हैं - उदाहरण के लिए, मजबूत सहसंबंध के साथ तरल पदार्थ की चिपचिपाहट के लिए एक नया समीकरण और क्वार्क और ग्लून्स, परमाणु नाभिक के अंदर रहने वाले कणों के बीच बातचीत की बेहतर समझ।


जॉर्ज सैंटोस और गैरी हॉरोविट्ज़

गैरी होरोविट्ज़ , सांता बारबरा में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के एक स्ट्रिंग थ्योरी विशेषज्ञ और होरोविट्ज़ समूह के पीएचडी जोर्ज सैंटोस, ने होलोग्राफिक द्वैतवाद के सिद्धांत को कप्रेट पर लागू किया। उन्होंने लगभग दो-आयामी धातुओं के चालकता सूत्र को काट दिया, जो 3 डी में उनके अनुरूप हो सकने वाले गुणों का अध्ययन करते हैं: एक असामान्य आकार का एक विद्युत आवेशित ब्लैक होल।

कप्रेट में, दृढ़ता से सहसंबंधित इलेक्ट्रॉनों का एक झुंड एक निश्चित परमाणु जाली के साथ चलता है। होलोग्राफिक द्वैतवाद के साथ धातुओं के मॉडलिंग को इसी ब्लैक होल की संरचना में इस जाली के बराबर के पुनर्निर्माण की आवश्यकता थी, या बल्कि, इसे एक लहराती क्षितिज दे रही थी।

"जब ब्लैक होल की बात आती है, तो आपको गैरी की ज़रूरत होती है," ज़ैनन कहते हैं।

कपाट की चालकता निर्धारित करने के लिए, होरोविट्ज़ और सैंटोस को अपने ब्लैक होल के जटिल क्षितिज के साथ प्रकाश की बातचीत की विशेषताओं का अध्ययन करना था। हेड-ऑन को हल करने के लिए समीकरण बहुत जटिल था, इसलिए उन्होंने कंप्यूटर का उपयोग करके अनुमानित समाधान पाया। इस दृष्टिकोण पर अपने पहले पेपर में , कैम्ब्रिज यूनिवर्सिटी के भौतिक विज्ञानी डेविड टोंग के साथ लिखा गया और जुलाई 2012 में जर्नल ऑफ हाई एनर्जी फिजिक्स में प्रकाशित हुआ, उन्होंने बारी-बारी से चालू करने के लिए उच्च तापमान पर चालकता के अनुरूप एक फार्मूला निकाला। एक नए काम में, उन्होंने उन तापमानों की गणना का विस्तार किया, जिन पर कपकंड सुपरकंडक्टिंग हो जाते हैं, अर्थात्, प्रतिरोध के बिना विद्युत प्रवाह का संचालन करते हैं, और फिर से वास्तविक कपैरेक्ट की चालकता पर प्रायोगिक डेटा को एक अच्छा सन्निकटन दिखाया।

"यह मुझे आश्चर्यचकित करता है कि गुरुत्वाकर्षण का ऐसा सरल मॉडल वास्तविक सामग्री की किसी भी संपत्ति को पुन: उत्पन्न कर सकता है," होरोविट्ज़ ने कहा। "यह हमें काम करना जारी रखने के लिए प्रेरित करता है।"

कुछ महत्वपूर्ण मामलों में मॉडल की सटीकता विफल हो जाती है, उदाहरण के लिए, सुपरहाइव फ़्रीक्वेंसी की धाराओं को वैकल्पिक करने के लिए, लेकिन सचदेव कहते हैं कि "झुर्रियों वाली ब्लैक होल" मॉडल कितना सरल था, "बेहतर की उम्मीद नहीं की जा सकती"। एक ब्लैक होल की संरचना में अधिक से अधिक सूक्ष्म विवरणों का समावेश, उनकी राय में, उनके अनुरूपता को गहरा करेगा।

हार्टनॉल, जिन्होंने हाल ही में एक मजबूत सहसंबंध के साथ सामग्री में धातु-इन्सुलेटर संक्रमणों को मॉडल करने के लिए होलोग्राफिक द्वैतवाद के सिद्धांत का उपयोग किया था, अपने समीकरणों को ठीक से हल करके हॉरोविट्ज़ और सैंटोस के परिणामों का उपयोग करने की उम्मीद करते हैं। “उनके पास इनपुट और आउटपुट है; हम उन्हें अनपैक करना चाहेंगे और महत्वपूर्ण मध्यवर्ती चरणों को समझेंगे। ” यह समझने में मदद करेगा कि ब्लैक होल मॉडल से चालकता सूत्र क्यों दिखाई देता है, और यह कपट के अंदर काम करने वाली संगत ताकतों की समझ देगा।

नया द्वैतवाद

कपाट की भौतिकी को समझना महत्वपूर्ण व्यावहारिक प्रभाव हो सकता है। जब अधिकतम तापमान पूर्ण शून्य के करीब पहुंच जाता है, तो अधिकांश धातुएं सुपरकंडक्टिंग अवस्था में चली जाती हैं। लेकिन उन कारणों के लिए जो पूरी तरह से स्पष्ट नहीं हैं, बहुत अधिक किफायती तापमान पर कप्रेट सुपरकंडक्टिविटी का प्रदर्शन करते हैं, जो उन्हें विभिन्न प्रकार के उपकरणों में उपयोग के लिए उपयोगी बनाता है, हाई-पावर इलेक्ट्रिकल केबल से लेकर जहाज इंजन तक। लेकिन कपाट नाजुक और महंगे हैं, इसलिए इस सामग्री के उन्नत संस्करण बनाने से चुंबकीय कुशन वाहनों से लेकर अधिक कुशल विद्युत नेटवर्क तक विभिन्न प्रौद्योगिकियों में महत्वपूर्ण सफलता मिल सकती है।

उनके पास मौलिक भौतिकी को आगे बढ़ाने की क्षमता है। यदि होलोग्राफिक द्वैतवाद एक मजबूत सहसंबंध के साथ कपट और अन्य सामग्रियों के व्यवहार की सटीक भविष्यवाणी करता है, तो इन सामग्रियों को वास्तव में, उच्च आयामों में ब्लैक होल के रूप में माना जा सकता है।

"अगर हमारे पास एक मॉडल होता है जो एक सामग्री के सभी गुणों को पुन: पेश करता है, तो इसे अपने सिद्धांत के रूप में माना जा सकता है - बहुत ही असामान्य, लेकिन, द्वैतवाद के लिए धन्यवाद, यह साधारण कणों के साथ सीमा पर काम करने वाले किसी भी सिद्धांत के बराबर होगा," होरोविट्ज़ ने कहा। "और यह बहुत सरल दृष्टिकोण हो सकता है।"


कप का अनुकरण करने के लिए अध्ययन में प्रयुक्त ब्लैक होल क्षितिज का कंप्यूटर प्रतिनिधित्व

होलोग्राफिक द्वैतवाद में तरंग-कण द्वैत के साथ कुछ सामान्य है, जिसके कारण क्वांटम यांत्रिकी का विकास हुआ। 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में, प्रकाश, जिसे पहले एक लहर माना जाता था, कुछ अध्ययनों में रहस्यमय तरीके से व्यवहार किया गया था, जब तक कि आप इसे कणों के रूप में नहीं मानते हैं; कणों के रूप में माने जाने वाले इलेक्ट्रॉनों के व्यवहार को कभी-कभी कोई मतलब नहीं होता अगर उन्हें लहरों के रूप में नहीं माना जाता। "वेव-पार्टिकल द्वंद्व, जब यह पहली बार प्रस्तावित किया गया था, आश्चर्यचकित हो गया - क्योंकि वे दो थे, पहली नज़र में, विभिन्न अवधारणाएँ, और हमने सीखा कि वे एक ही चीज़ का प्रतिनिधित्व करते हैं," होरोविट्ज़ ने कहा। होलोग्राफिक द्वैतवाद "अधिक जटिल है, लेकिन इसके गुण समान हैं," वे कहते हैं। "आपके पास दो, पहली नज़र में, पूरी तरह से अलग-अलग वस्तुएं हैं जो समान हो जाती हैं।"

लेकिन प्रकृति के बारे में हमारी समझ में होलोग्राफिक द्वैत कैसे फिट बैठता है? एक आयामी तालाब के साथ सादृश्य तार असली है? भौतिकविदों के अनुसार, जरूरी नहीं। वास्तव में, स्ट्रिंग्स ब्लैक होल होरोविट्ज़ और सैंटोस की संपत्तियों की गणना में शामिल नहीं हैं, जो कि वे मॉडल को मॉडल करते थे। लेकिन ये खोज वास्तव में इस तथ्य की ओर ले जाती है कि "ये सभी सिद्धांत, जो हमें अलग-अलग लग रहे थे, एक-दूसरे से संबंधित हैं," मालदासेन ने कहा। "यह दर्शाता है कि स्ट्रिंग सिद्धांत बाकी भौतिकी से तलाकशुदा नहीं है।"

भौतिकविदों के अनुसार, स्ट्रिंग सिद्धांत वास्तविकता के कुछ पहलुओं के साथ काम करने के लिए सबसे अच्छी गणितीय भाषा हो सकती है।

“भौतिकी पारंपरिक रूप से न्यूनतावाद के अधीन रही है। वह कुछ जटिल लेना चाहती है और समझती है कि इसमें क्या हिस्से हैं, ”हार्टनॉल बताते हैं। "लेकिन इस दृष्टिकोण के लिए कोई अनूठा तरीका नहीं है: कुछ मामलों में, इलेक्ट्रॉन मौलिक ईंटें हो सकती हैं, और दूसरों में, इलेक्ट्रॉनों का संयुक्त उत्तेजना व्यक्तिगत रूप से उनमें से किसी से भी अधिक मौलिक है।"

"हम इस मामले के इन अजीब चरणों का वर्णन करने के लिए सही मूलभूत घटकों को खोजने की कोशिश कर रहे हैं," वे कहते हैं। "यह एक उच्च आयाम में तार हो सकता है।"

भौतिक विज्ञानी इस अर्थ की व्याख्या करते हैं कि अजीब भंगुर धातुओं में कण गणितीय रूप से तार और असामान्य ब्लैक होल के अनुरूप होते हैं जो सैद्धांतिक रूप से एक उच्च आयाम में मौजूद होते हैं, और होलोग्राफिक द्वैतवाद उन्हें "प्रयोगशालाओं में पहेलियों के बारे में अलग तरह से सोचने" में मदद करता है। - शायद यह न केवल सोचने का एक अलग तरीका है; मुद्दा वास्तविक और अद्भुत तथ्यों को देखना है। "