ताकि ख़ालीपन, ख़ालीपन न रह जाए

शून्य एक ऐसी जगह है जहां, भले ही आप इसे देख न सकें, बहुत कुछ घटित हो रहा है। हालाँकि, यह पता लगाने के लिए कि वास्तव में इतनी अधिक ऊर्जा की आवश्यकता क्यों है, हाल तक वैज्ञानिकों के लिए आभासी कणों की दुनिया को देखना असंभव लग रहा था। जब कुछ लोग इस स्थिति में रुक जाते हैं, तो दूसरों के लिए असंभव प्रयास करने के लिए एक प्रोत्साहन बन जाता है।

क्वांटम सिद्धांत के अनुसार, खाली स्थान आभासी कणों से भरा होता है जो अस्तित्व और गैर-अस्तित्व के बीच स्पंदित होते हैं। वे भी पूरी तरह से अज्ञात हैं - जब तक कि हमारे पास उन्हें खोजने के लिए कोई शक्तिशाली चीज़ न हो।

- आमतौर पर, जब लोग वैक्यूम के बारे में बात करते हैं, तो उनका मतलब कुछ ऐसा होता है जो पूरी तरह से खाली होता है, स्वीडन के गोथेनबर्ग में चाल्मर्स यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्नोलॉजी के सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी मैटियास मार्कलंड ने न्यूसाइंटिस्ट के जनवरी अंक में कहा।

यह पता चला है कि लेजर दिखा सकता है कि यह इतना खाली नहीं है।

सांख्यिकीय अर्थ में इलेक्ट्रॉन

आभासी कण क्वांटम क्षेत्र सिद्धांतों में एक गणितीय अवधारणा है। ये भौतिक कण हैं जो परस्पर क्रिया के माध्यम से अपनी उपस्थिति प्रकट करते हैं, लेकिन द्रव्यमान कोश के सिद्धांत को तोड़ते हैं।

आभासी कण रिचर्ड फेनमैन के कार्यों में दिखाई देते हैं। उनके सिद्धांत के अनुसार, प्रत्येक भौतिक कण वास्तव में आभासी कणों का एक समूह है। एक भौतिक इलेक्ट्रॉन वास्तव में एक आभासी इलेक्ट्रॉन है जो आभासी फोटॉन उत्सर्जित करता है, जो आभासी इलेक्ट्रॉन-पॉज़िट्रॉन जोड़े में विघटित होता है, जो बदले में आभासी फोटॉन का उपयोग करके बातचीत करता है - और इसी तरह अनंत काल तक। एक "भौतिक" इलेक्ट्रॉन आभासी इलेक्ट्रॉनों, पॉज़िट्रॉन, फोटॉन और शायद अन्य कणों के बीच लगातार होने वाली बातचीत की प्रक्रिया है। एक इलेक्ट्रॉन की "वास्तविकता" एक सांख्यिकीय अवधारणा है। यह कहना असंभव है कि इस सेट का कौन सा कण वास्तव में वास्तविक है। हम केवल इतना जानते हैं कि इन सभी कणों के आवेशों के योग के परिणामस्वरूप इलेक्ट्रॉन का आवेश बनता है (अर्थात, इसे सीधे शब्दों में कहें तो आभासी पॉज़िट्रॉन की तुलना में एक अधिक आभासी इलेक्ट्रॉन होना चाहिए) और यह कि द्रव्यमान का योग होता है सभी कण इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान बनाते हैं।

इलेक्ट्रॉन-पॉज़िट्रॉन जोड़े निर्वात में बनते हैं। धनात्मक आवेश वाला कोई भी कण, उदाहरण के लिए एक प्रोटॉन, इन आभासी इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करेगा और पॉज़िट्रॉन को पीछे हटा देगा (आभासी फोटॉन का उपयोग करके)। इस घटना को निर्वात ध्रुवीकरण कहा जाता है। इलेक्ट्रॉन-पॉज़िट्रॉन जोड़े एक प्रोटॉन द्वारा घूमते हैं

वे छोटे द्विध्रुव बनाते हैं जो अपने विद्युत क्षेत्र से प्रोटॉन के क्षेत्र को बदलते हैं। इसलिए हम प्रोटॉन का जो विद्युत आवेश मापते हैं, वह स्वयं प्रोटॉन का आवेश नहीं है, बल्कि आभासी युग्मों सहित पूरे सिस्टम का आवेश है।

निर्वात में लेजर

हमें लगता है कि आभासी कणों का अस्तित्व क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्स (क्यूईडी) की नींव पर आधारित है, जो भौतिकी की एक शाखा है जो इलेक्ट्रॉनों के साथ फोटॉन की बातचीत को समझाने की कोशिश करती है। 30 के दशक में इस सिद्धांत के विकास के बाद से, भौतिक विज्ञानी सोच रहे हैं कि उन कणों की समस्या से कैसे निपटा जाए जिनका अस्तित्व गणितीय रूप से आवश्यक है लेकिन देखा, सुना या महसूस नहीं किया जा सकता है।

QED से पता चलता है कि सैद्धांतिक रूप से, यदि हम एक पर्याप्त रूप से मजबूत विद्युत क्षेत्र बनाते हैं, तो उनके साथ आने वाले आभासी इलेक्ट्रॉन (या एक इलेक्ट्रॉन नामक सांख्यिकीय समूह का गठन) उनकी उपस्थिति को प्रकट करेंगे और उनका पता लगाना संभव होगा। इसके लिए आवश्यक ऊर्जा को श्विंगर सीमा नामक सीमा तक पहुंचना चाहिए और उससे अधिक होना चाहिए, जिसके आगे, जैसा कि इसे आलंकारिक रूप से कहा जाता है, वैक्यूम अपने शास्त्रीय गुणों को खो देता है और "खाली" होना बंद कर देता है। यह इतना आसान क्यों नहीं है? क्योंकि ऊर्जा की आवश्यक मात्रा, मान्यताओं के अनुसार, दुनिया के सभी बिजली संयंत्रों द्वारा उत्पादित कुल ऊर्जा के बराबर होनी चाहिए - एक अरब गुना।

बात हमारी पहुंच से बाहर लगती है. जैसा कि यह पता चला है, हालांकि, यह जरूरी नहीं है कि अगर हम पिछले साल के नोबेल पुरस्कार विजेताओं, जेरार्ड मौरौ और डोना स्ट्रिकलैंड द्वारा 80 के दशक में विकसित अल्ट्रा-शॉर्ट, उच्च-तीव्रता वाले ऑप्टिकल पल्स की लेजर तकनीक का उपयोग करते हैं। मौरौ ने स्वयं खुले तौर पर कहा कि इन लेजर सुपरशॉट्स द्वारा प्राप्त गीगा-, टेरा- और यहां तक ​​कि पेटावाट शक्तियां वैक्यूम को तोड़ने का मौका बनाती हैं। उनकी अवधारणाओं को एक्सट्रीम लाइट इंफ्रास्ट्रक्चर (ईएलआई) परियोजना में शामिल किया गया था, जो यूरोपीय फंडों द्वारा समर्थित और रोमानिया में विकसित की गई थी। बुखारेस्ट के पास दो 10-पेटावाट लेजर हैं जिनका उपयोग वैज्ञानिक श्विंगर सीमा को पार करने के लिए करना चाहते हैं।

हालाँकि, भले ही ऊर्जा की कमी को दूर करना संभव हो, परिणाम - और अंततः भौतिकविदों की नज़र में क्या आएगा - बहुत अनिश्चित बना हुआ है। आभासी कणों के मामले में, अनुसंधान पद्धति विफल होने लगती है और गणना का कोई मतलब नहीं रह जाता है। एक साधारण गणना से यह भी पता चलता है कि दो ईएलआई लेजर बहुत कम ऊर्जा उत्पन्न करते हैं। यहां तक ​​कि चार संयुक्त बीम भी अभी भी जरूरत से 10 गुना कम हैं। हालाँकि, वैज्ञानिक इससे हतोत्साहित नहीं हैं, क्योंकि वे इस जादुई सीमा को एक तीव्र एकमुश्त सीमा नहीं, बल्कि परिवर्तन का एक क्रमिक क्षेत्र मानते हैं। इसलिए वे कम ऊर्जा खुराक के साथ भी कुछ आभासी प्रभावों की आशा करते हैं।

लेजर बीम को प्रवर्धित करने के लिए शोधकर्ताओं के पास अलग-अलग विचार हैं। उनमें से एक प्रकाश की गति से यात्रा करने वाले दर्पणों को प्रतिबिंबित और प्रवर्धित करने की काफी आकर्षक अवधारणा है। अन्य विचारों में फोटॉन बीम को इलेक्ट्रॉन बीम से टकराकर या लेजर बीम से टकराकर बीम को मजबूत करना शामिल है, जिसके बारे में कहा जाता है कि यह काम शंघाई में चीनी अनुसंधान केंद्र स्टेशन ऑफ एक्सट्रीम लाइट के वैज्ञानिकों द्वारा किया गया है। बड़ा फोटॉन या इलेक्ट्रॉन कोलाइडर देखने लायक एक नई और दिलचस्प अवधारणा है।