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Friday, May 14, 2021

अल्ट्राकोल्ड एटम इंटरफेरोमेट्री पहली बार अंतरिक्ष में प्रदर्शित हुई

एटम इंटरफेरोमीटर हस्तक्षेप पैटर्न

परमाणु इंटरफेरोमीटर द्वारा निर्मित एक हस्तक्षेप पैटर्न का एक उदाहरण। साभार: © मायके लछमन, आईक्यूओ

शोधकर्ताओं ने एक लगने वाले रॉकेट पर परमाणु इंटरफेरोमेट्री के साथ प्रयोगों के परिणाम प्रस्तुत किए। आगे रॉकेट मिशन का पालन करने के लिए निर्धारित किया है।

अत्यधिक सटीक माप का उपयोग करना संभव है परमाणु इंटरफेरोमीटर जो इस उद्देश्य के लिए परमाणुओं की तरंग चरित्र को नियोजित करते हैं। इस प्रकार उनका उपयोग किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र को मापने के लिए या पता लगाने के लिए गुरुत्वाकर्षण लहरों। जर्मनी के वैज्ञानिकों का एक दल अब पहली बार अंतरिक्ष में परमाणु इंटरफेरोमेट्री को सफलतापूर्वक करने में कामयाब रहा है – एक साउंडिंग रॉकेट ऑनबोर्ड। “हम एक लगने वाले रॉकेट के बोर्ड पर परमाणु इंटरफेरोमेट्री के लिए तकनीकी आधार स्थापित कर चुके हैं और यह प्रदर्शित करते हैं कि इस तरह के प्रयोग न केवल पृथ्वी पर, बल्कि अंतरिक्ष में भी संभव हैं,” जोहान्स गुटेनबर्ग मेनज (जेजीयू) में भौतिकी के संस्थान के प्रोफेसर पैट्रिक विंडगिंगर ने कहा। ), जिनकी टीम जांच में शामिल थी। उनके विश्लेषण के परिणाम प्रकाशित किए गए हैं प्रकृति संचार

लाइबनिट्स यूनिवर्सिटी हनोवर के नेतृत्व में विभिन्न विश्वविद्यालयों और अनुसंधान केंद्रों के शोधकर्ताओं की एक टीम ने जनवरी 2017 में MAIUS-1 मिशन शुरू किया। यह तब से पहला रॉकेट मिशन बन गया है जिस पर अंतरिक्ष में बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट उत्पन्न हुआ है। पदार्थ की यह विशेष स्थिति तब होती है जब परमाणु – इस मामले में रुबिडियम के परमाणु – एक तापमान के करीब ठंडा हो जाते हैं परम शून्य, या माइनस 273 डिग्री सेल्सीयस। “हमारे लिए, यह अल्ट्रॉकोल्ड पहनावा एटम इंटरफेरोमेट्री के लिए एक बहुत ही आशाजनक शुरुआती बिंदु का प्रतिनिधित्व करता है,” विंडसिंगर ने समझाया। तापमान निर्धारण कारकों में से एक है, क्योंकि माप को अधिक सटीक रूप से और कम तापमान पर लंबे समय तक किया जा सकता है।

ईएसए साउंडिंग रॉकेट

स्वीडन में यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी के एग्रेंज स्पेस सेंटर के एकीकरण हॉल में लगने वाले रॉकेट का पेलोड सिस्टम। साभार: © आंद्रे वेन्जलाव्स्की, JGU

एटम इंटरफेरोमेट्री: स्थानिक अलगाव और परमाणुओं के बाद के सुपरपोजिशन द्वारा परमाणु हस्तक्षेप उत्पन्न करना

प्रयोगों के दौरान, लेजर प्रकाश विकिरण का उपयोग करके रुबिडियम परमाणुओं की गैस को अलग किया गया और फिर बाद में सुपरपोजिशन किया गया। अपने विभिन्न रास्तों पर परमाणुओं पर कार्य करने वाली शक्तियों के आधार पर, कई हस्तक्षेप पैटर्न का उत्पादन किया जा सकता है, जो बदले में उन बलों को मापने के लिए उपयोग किया जा सकता है जो उन्हें प्रभावित कर रहे हैं, जैसे कि गुरुत्वाकर्षण।

सटीक माप के लिए ग्राउंडवर्क बिछाने

अध्ययन ने सबसे पहले बोस-आइंस्टीन की सुसंगतता या हस्तक्षेप क्षमता का प्रदर्शन किया, जो परमाणु पहनावा की मौलिक रूप से आवश्यक संपत्ति के रूप में घनीभूत है। यह अंत करने के लिए, इंटरफेरोमीटर में परमाणुओं को आंशिक रूप से केवल प्रकाश अनुक्रम को अलग करने के माध्यम से आरोपित किया गया था, जो सुसंगतता के मामले में, एक स्थानिक तीव्रता मॉडुलन की पीढ़ी का नेतृत्व करता था। अनुसंधान दल ने इस प्रकार अवधारणा की व्यवहार्यता का प्रदर्शन किया है, जिससे पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की माप, गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाने और आइंस्टीन के समतुल्य सिद्धांत का परीक्षण करने वाले आगे के प्रयोग हो सकते हैं।

इससे भी अधिक माप तब संभव होगा जब MAIUS-2 और MAIUS-3 लॉन्च किए जाएंगे

निकट भविष्य में, टीम आगे जाना चाहती है और आइंस्टीन के समानता के सिद्धांत का परीक्षण करने के लिए उच्च परिशुद्धता परमाणु इंटरफेरोमेट्री की व्यवहार्यता की जांच करती है। दो और रॉकेट लॉन्च, MAIUS-2 और MAIUS-3 की योजना 2022 और 2023 के लिए बनाई गई है, और इन मिशनों पर टीम ने रुद्रियम परमाणुओं के अलावा, पोटेशियम परमाणुओं का उपयोग करने का भी इरादा किया है, ताकि हस्तक्षेप पैटर्न का उत्पादन किया जा सके। दो प्रकार के परमाणुओं के मुक्त गिरावट त्वरण की तुलना करके, पहले अप्राप्य परिशुद्धता के साथ तुल्यता सिद्धांत के परीक्षण की सुविधा हो सकती है। “इस तरह के प्रयोग को करना उपग्रहों या अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन आईएसएस पर संभवतः भावी उद्देश्य होगा, संभवतः BECCAL के भीतर, बोस आइंस्टीन संघनन और शीत परमाणु प्रयोगशाला, जो वर्तमान में योजना के चरण में है। इस मामले में, प्राप्त करने योग्य शुद्धता एक रॉकेट पर सीमित सीमित समय के बाद फ्री-फॉल समय से बाधा नहीं होगी, ”JGU में विंडगिंगर के अनुसंधान समूह के एक सदस्य डॉ। एंड्रे वेन्ज़लावस्की ने समझाया, जो सीधे लॉन्च मिशन में शामिल हैं।

प्रयोग क्वांटम प्रौद्योगिकियों के अत्यधिक सक्रिय अनुसंधान क्षेत्र का एक उदाहरण है, जिसमें क्वांटम संचार, क्वांटम सेंसर और क्वांटम कम्प्यूटिंग

संदर्भ: Maike D. Lachmann, Holger Ahlers, Dennis Becker, Aline N. Dinkelaker, Jens Grosse, Ortwin Hellmig, Hauke ​​Wüntinga, Vladimir Schkolnik, Stephan T. Seidel, Thijs Wendrich, Andzé Venesz, Andées Wendrich , बेंजामिन कैरिक, नेसुर गालौल, डैनियल ल्युडके, क्लॉस ब्रेक्समैयर, वोल्फगैंग एर्टमर, मार्कस क्रुत्ज़िक, क्लॉस लैमरज़हल, अचीम पीटर्स, वोल्फगैंग पी। स्लेइच, क्लॉस सेंगस्टॉक, एंड्रियास विच, पैट्रिक विंडगिंगर और एरस्ट एम। प्रकृति संचार
DOI: 10.1038 / s41467-021-21628-z

MAIUS-1 साउंडिंग रॉकेट मिशन को लीबनिज यूनिवर्सिटी हनोवर, यूनिवर्सिटी ऑफ ब्रेमेन, जोहान्स गुटेनबर्ग यूनिवर्सिटी मेंज, यूनिवर्सिटेट हैम्बर्ग, हम्बोल्ड्ट-यूनिवर्सिटिज्म जू बर्लिन, फर्डिनेंड-ब्रौन-इंस्टीट्यूट बर्लिन में और जर्मन एयरोस्पेस सहित एक संयुक्त परियोजना के रूप में लागू किया गया था। केंद्र (DLR)। जर्मन एयरोस्पेस सेंटर के अंतरिक्ष प्रशासन द्वारा परियोजना के लिए वित्त पोषण की व्यवस्था की गई थी और जर्मन बुंडैस्टैग के एक प्रस्ताव के आधार पर जर्मन संघीय आर्थिक मामलों और ऊर्जा मंत्रालय द्वारा धन उपलब्ध कराया गया था।

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