सरलीकृत स्ट्रिंग सिद्धांत
1994 में, प्रोफेसर डॉ. गुंटर निमट्ज़ और उनके सहयोगी होर्स्ट ऐचमैन ने हेवलेट-पैकार्ड में अभूतपूर्व प्रयोग किए, जिसमें प्रकाश की तुलना में तेज़ गति से सूचना प्रसारित करना शामिल था। उन्होंने क्वांटम टनलिंग नामक एक घटना की बदौलत प्रकाश की तुलना में 4.7 गुना अधिक गति से बहुत कम दूरी पर सफलतापूर्वक एक संकेत पहुँचाया। इस उल्लेखनीय परिणाम ने वैज्ञानिकों के बीच गरमागरम चर्चाओं को जन्म दिया है, फिर भी यह पुनरुत्पादनीय बना हुआ है।
प्रकाश की तुलना में तेज़?
यह सुनने में भले ही अविश्वसनीय लगे, लेकिन मैं 1999 में उस समय मौजूद था जब प्रोफेसर डॉ. निमट्ज़ ने मोजार्ट की 40वीं सिम्फनी के एएम-मॉड्यूलेटेड माइक्रोवेव सिग्नल को बोस डबल प्रिज्म के माध्यम से प्रकाश की गति से 4.7 गुना अधिक गति से प्रेषित किया था।
जैसा कि एक विज्ञान-कथा थीम वाली समाचार वेबसाइट के वेबमास्टर ने कहा,भविष्य का संग्रहालय"मैं लगातार दिलचस्प विषयों की तलाश में रहता था। एक दिन, मैं डॉ. निमट्ज़ और सुपरल्यूमिनल क्वांटम टनलिंग की रहस्यमय प्रक्रियाओं के बारे में एक लेख पर अचानक से आ गया। उत्सुकतावश, मैंने उनसे संपर्क किया और वे विनम्रतापूर्वक अपना प्रयोग प्रदर्शित करने के लिए सहमत हो गए।
निम्नलिखित मूल लेख का एक अंश है जो मैंने 9 सितम्बर 1999 को निमट्ज़ के प्रयोग के बारे में लिखा था, जिसका शीर्षक था प्रकाश से भी अधिक तेज़ गति से सिग्नल का संचरण:
"पहली बार प्रो. डॉ. निमट्ज़ से मिलने के बाद मुझे उनका नया टनलिंग प्रयोग दिखाया गया। एक आम व्यक्ति के रूप में मैं उनके प्रयोग की गहन वैज्ञानिक व्याख्या करने में तुरंत सक्षम नहीं हूँ, लेकिन मैं आज जो कुछ भी देखा, उसे समझने की पूरी कोशिश करूँगा, और अपनी अंतर्दृष्टि और प्रश्नों को साझा करने का प्रयास करूँगा और जैसे ही डेटा ज्ञात होगा, उसे उपलब्ध कराऊँगा।"
"मैं यहां पहली बार प्रोफेसर निमट्ज़ के नए प्रयोग सेटअप की विश्व-विशिष्ट तस्वीरें प्रस्तुत कर रहा हूं।"
इस प्रयोग में, क्वांटम-टनल सिग्नल को साधारण प्रयोगशाला अंतरिक्ष से गुज़रने वाले सिग्नल के विरुद्ध मापा गया। इसे प्रदर्शित करने के लिए, डॉ. निमट्ज़ ने टनलिंग समय को सटीक रूप से मापने के लिए एक ऑसिलोस्कोप और एक डिटेक्टर डायोड का इस्तेमाल किया।
मोजार्ट की गति प्रकाश की गति से 4.7 गुना अधिक
भविष्य में संभावित प्रश्नों की प्रत्याशा में, मैंने छह वर्ष पहले एक लघु वीडियो तैयार किया था, जिसमें सुपरलुमिनल मोजार्ट ट्रांसमिशन की अंतिम बची हुई रिकॉर्डिंग भी शामिल है।
तकनीकी प्रश्न
अगस्त 2023 में, मैंने क्वांटम टनलिंग प्रयोग के पीछे के इंजीनियर और प्रोफेसर निमट्ज़ के साथ विभिन्न संबंधित शोधपत्रों के सह-लेखक होर्स्ट एचमैन के साथ पत्राचार किया। मैंने सिग्नल टाइमिंग के मॉड्यूलेशन और डिटेक्शन के बारे में पूछताछ की। उन्होंने निम्नलिखित जानकारी प्रदान की:
"हमारे समय माप के दौरान, मैंने विशेष फ़िल्टरिंग से सुसज्जित एक पल्स मॉड्यूलेटर बनाया, जिससे 13 मेगाहर्ट्ज की पुनरावृत्ति दर और लगभग 500 पिकोसेकंड का उदय समय संभव हुआ। एएम सिग्नल एक आसानी से पता लगाने योग्य और मापने योग्य ट्रेस प्रदान करता है, जो एक तेज़ डिटेक्टर डायोड के साथ पर्याप्त रूप से तेज़ ऑसिलोस्कोप के कारण संभव है।"
यदि हम वास्तव में क्वांटम टनलिंग से उत्पन्न होने वाले सुपरल्यूमिनल प्रभावों के अस्तित्व को स्वीकार करते हैं, तो हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि यह घटना एक कण को बहुत ही कम समय के लिए एक सख्त स्थानीयकृत टैकीऑनिक अवस्था में प्रवेश करने की अनुमति देती है।
सुपरल्यूमिनल टनलिंग को दुनिया भर की प्रयोगशालाओं में सैकड़ों बार सफलतापूर्वक किया गया है, जो रोज़मर्रा की तकनीक में इसकी प्रयोज्यता को दर्शाता है। उदाहरण के लिए, आपके स्मार्टफ़ोन पर फ़िंगरप्रिंट रीडर क्वांटम टनलिंग का उपयोग करता है। आप इसके बारे में शायद न सोचें, लेकिन यह बस काम करता है!
फिंगरप्रिंट रीडर और क्वांटम टनलिंग
जब क्वांटम टनलिंग लाल लेजर पॉइंटर (कई सौ टेराहर्ट्ज़ की आवृत्ति पर संचालित) के साथ होती है, तो उच्च आवृत्ति के कारण क्षणभंगुर टैकीऑनिक क्षेत्र केवल कुछ पिकोमीटर तक ही फैलता है।
निमट्ज़ के प्रयोगों के दौरान, उन्होंने 8.7 गीगाहर्ट्ज की आवृत्ति का उपयोग किया, जो संयोग से हीलियम-3 उत्सर्जन की तरंगदैर्घ्य से मेल खाती थी। इस विशेष आवृत्ति ने उनके क्षणभंगुर क्षेत्र को प्रिज्मों के बीच कई सेंटीमीटर तक पता लगाने योग्य बनाया। (यह संयोग ही हुआ कि विश्वविद्यालय प्रयोगशाला में उपलब्ध माइक्रोवेव उत्सर्जक इसी आवृत्ति पर संचालित होता था।)
दिलचस्प बात यह है कि ऐसा प्रतीत होता है कि जितनी कम आवृत्ति का प्रयोग किया जाता है, क्षणभंगुर क्षेत्र अवरोध से उतना ही अधिक विस्तृत होता है।
अनुकरण (यह आपके लिए एक महान विषय है विज्ञान मेला परियोजना!)
हाल ही में, इस अभूतपूर्व प्रयोग को दोहराया गया पीटर एल्सेन और साइमन टेबेक, जिन्होंने अपने निष्कर्ष प्रस्तुत किए "जुगेंड फोर्श्टउनके काम ने उन्हें राइनलैंड-पफल्ज़ से प्रथम पुरस्कार के साथ-साथ जर्मनी के लिए हेरियस पुरस्कार भी दिलाया।
सन्दर्भ:
सुपरल्यूमिनल टनलिंग: "जुगेंड फ़ोर्स्च" विजेता।
"जुगेंड फ़ोर्स्च" विजेता जर्मन चांसलर से मिले
ब्रेन क्या है? (टोपोलॉजी और स्ट्रिंग सिद्धांत संक्षेप में)
इस नियम के अनुसार कोई भी चीज़ प्रकाश से तेज़ नहीं चल सकती, लेकिन इसका एक अपवाद है जिसे कम लोग जानते हैं: क्षणभंगुर तरंगें। इस घटना के लिए कई तरह के स्पष्टीकरण दिए गए हैं।
मेरा स्पष्टीकरण सरल है: एक फोटॉन टोपोलॉजी, ज्यामिति, आयाम, सूचना, ऊर्जा या किसी भी चीज़ की सबसे छोटी संभव इकाई है। टोपोलॉजिकल रूप से, एक फोटॉन अंतरिक्ष में एक शून्य-आयामी बिंदु है; यह शून्य (0) आयाम का एक क्वांटम है।
क्वांटम टनलिंग की मंत्रमुग्ध कर देने वाली बैले में, यह फोटॉन, यह शुद्ध क्षमता, एक अवरोध को पार करती है। ऐसा करते हुए, यह रूपांतरित हो जाता है; जैसे ही एक बिंदु एक स्थान से दूसरे स्थान पर संक्रमण करता है, यह एक रेखा बन जाता है - एक स्ट्रिंग। यह वही स्ट्रिंग है, वह नाजुक तंतु, जो स्ट्रिंग सिद्धांत की भव्य कथा में अपना स्थान पाता है। अचानक, हम शून्य-आयामी के अलौकिक क्षेत्र से एक-आयामी वस्तु की मूर्त वास्तविकता में पहुँच गए हैं।
सैद्धांतिक भौतिकी के शब्दकोष में, हम इस एक-आयामी स्ट्रिंग को "ब्रेन" के रूप में भी संदर्भित कर सकते हैं, जो समय के ताने-बाने से रहित एक सीमित, एक-आयामी अंतरिक्ष में मौजूद है।
ब्रेन क्या है?
स्ट्रिंग और क्वांटम सिद्धांत के क्षेत्र में, 1-ब्रेन एक-आयामी "वस्तुएँ या तरंगें" हैं जो अंतरिक्ष-समय को पार करती हैं - शास्त्रीय नियमों के माध्यम से नहीं, बल्कि क्वांटम भौतिकी के सिद्धांतों द्वारा शासित होती हैं। जब हम एक-आयामी अंतरिक्ष पर विचार करते हैं, तो हम चौथे आयाम को छोड़ देते हैं, जो समय है।
इस संदर्भ में, फोटॉन या स्ट्रिंग्स सुपरल्यूमिनली गति कर सकते हैं। यह केवल एक अमूर्त गणितीय विचार नहीं है; यह हमारी वास्तविकता को दर्शाता है।
क्षणभंगुर तरंगें फोटॉनों के चार-आयामी गैर-क्वांटम क्षेत्र में पुनः प्रवेश करने से उत्पन्न होती हैं, जिससे हमें अवरोध को पार करते हुए फोटॉन की प्रकाश से भी तेज गति को देखने का अवसर मिलता है।
यह अंतरिक्ष है, जिम, लेकिन जैसा हम जानते हैं वैसा नहीं
अल्बर्ट आइंस्टीन ने गणितज्ञ हरमन मिन्कोवस्की द्वारा बताए गए ज्यामिति का उपयोग करते हुए अपने विशेष सापेक्षता के सिद्धांत की व्याख्या की, जिन्होंने अंतरिक्ष और समय को एक चार-आयामी स्पेसटाइम सातत्य में एकीकृत किया।
अपने सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत के लिए, आइंस्टीन ने रीमानियन ज्यामिति का उपयोग किया - एक शाखा जिसमें वक्र स्थान की अवधारणा शामिल है - यह वर्णन करने के लिए कि द्रव्यमान और ऊर्जा किस प्रकार स्पेसटाइम को विकृत करते हैं।
इस "टोपोलॉजी", घुमावदार अंतरिक्ष मॉडल, ने शुरुआती समय से ही हमारे लिए एक अंतहीन आकर्षण रखा है।
एक गोला 3 और 4 आयामों में मौजूद होता है। शून्य और एक आयामी क्षेत्रों में, गोला (और समय) मौजूद नहीं होता है, क्योंकि इन आयामों में "सतह" या "आयतन" को परिभाषित करने के लिए आवश्यक संरचना का अभाव होता है, "समय" की तो बात ही छोड़िए।
क्या ब्रह्माण्ड की हमारी समझ में रीमान क्षेत्र से आगे बढ़ने का “समय” आ गया है?
"सुपरलुमिनल" भाग 3 के लिए यहां क्लिक करें:
मस्तिष्क को खोलना: क्या मानव मस्तिष्क तरंगें प्रकाश की गति को चुनौती दे रही हैं?
“सुपरलुमिनल” श्रृंखला:
1. प्रकाश से भी तेज़ मस्तिष्क तरंगों की खोज: एक सचित्र यात्रा
2. वैज्ञानिकों ने प्रकाश की गति सीमा को तोड़ते हुए अंतरिक्ष की आश्चर्यजनक टोपोलॉजी का खुलासा किया!
3. मस्तिष्क को खोलना: क्या मानव मस्तिष्क तरंगें प्रकाश की गति को चुनौती दे रही हैं?
4. प्रकाश से भी तेज चेतना के रहस्य का अनावरण