भौतिकीविदों ने बनाया एक फैंसी घूमने वाला चीज़, सुपरफ्लूइड्स को कम रहस्यमय बनाने के लिए

भौतिकीविदों ने पता लगा लिया है कि कैसे तरल हीलियम की बूंदों के अंदर अणुओं को एक कस्टम ऑप्टिकल सेंट्रीफ्यूज का उपयोग करके घुमाया जाए, जो उतना ही शानदार और थोड़ा बेतुका है जितना सुनने में लगता है। ब्रिटिश कोलंबिया विश्वविद्यालय (UBC) के शोधकर्ताओं के नेतृत्व में फ्रीबर्ग विश्वविद्यालय की मदद से टीम ने एक सुपरफ्लूइड के अंदर एक अणु के पहले सफल नियंत्रित घूर्णन की रिपोर्ट दी - एक घर्षण रहित अवस्था जो बिना चिपचिपाहट के बहती है, मूल रूप से ब्रह्मांड का दिखावा करने का तरीका।

ऑप्टिकल सेंट्रीफ्यूज हीलियम नैनो-बूंदों में एम्बेडेड अणुओं पर घूमने वाली लेजर पल्स फायर करके काम करता है। लेकिन गैसों के विपरीत, जहां यह ट्रिक पहले की जा चुकी है, सुपरफ्लूइड्स विरोध करते हैं क्योंकि घुले हुए अणु आसपास के परमाणुओं से चिपक जाते हैं। इसे हल करने के लिए, शोधकर्ताओं ने बूंदों को नाइट्रिक ऑक्साइड डिमर के साथ डोप किया और लेजर पल्स के बीच एक छोटी देरी शुरू की, जिससे धीमी, स्थिर घूर्णन बना जिसने अणुओं को अधिक सहकारी बना दिया - जिसे वे बेहतर 'स्पिनेबिलिटी' कहते हैं।

"किसी भी तरल में घुले अणु के घूर्णन को नियंत्रित करना एक चुनौती है," UBC में एसोसिएट प्रोफेसर और पेपर के लेखक डॉ. वैलेरी मिलनर ने कहा। "एक स्नोबॉल बनाने की कल्पना करें: जब यह छोटा होता है तो इसे हिलाना बहुत आसान होता है, लेकिन जैसे-जैसे इसमें और बर्फ जुड़ती जाती है, यह कठिन होता जाता है।" सौभाग्य से, इस प्रयोग में कोई बर्फ को नुकसान नहीं पहुंचा - बस बहुत सारे लेज़र और लगभग परम शून्य पर तरल हीलियम।

यह कार्य, फिजिकल रिव्यू लेटर्स में प्रकाशित, अब शोधकर्ताओं को सीधे अणु के घूर्णन की दिशा और गति दोनों को समायोजित करने की अनुमति देता है, जिससे अणु अपने क्वांटम परिवेश के साथ कैसे बातचीत करते हैं, इस पर एक नई खिड़की खुलती है। टीम एक महत्वपूर्ण बिंदु खोजने के लिए घूर्णन आवृत्ति को बदलने की योजना बना रही है जहां सुपरफ्लूडिटी टूट जाती है - क्योंकि घर्षण रहित पदार्थ की भी अपनी सीमाएं होती हैं। अनुसंधान को कनाडा के प्राकृतिक विज्ञान और इंजीनियरिंग अनुसंधान परिषद, कनाडा फाउंडेशन फॉर इनोवेशन और बीसी नॉलेज डेवलपमेंट फंड द्वारा वित्त पोषित किया गया था।