वैज्ञानिकों ने आखिरकार साबित कर दिया होगा कि 'खाली' अंतरिक्ष वास्तव में खाली नहीं है (फिर से)

खगोलविदों को क्वांटम यांत्रिकी की सबसे अजीब भविष्यवाणियों में से एक के लिए अब तक के सबसे मजबूत सबूत मिल सकते हैं: यहां तक कि स्पष्ट रूप से खाली स्थान भी प्रकाश के यात्रा करने के तरीके को प्रभावित कर सकता है। 'वैक्यूम बायरफ्रिंजेंस' के रूप में जानी जाने वाली यह घटना, क्वांटम यांत्रिकी के अग्रदूतों में से एक, वर्नर हाइजेनबर्ग द्वारा लगभग 90 साल पहले भविष्यवाणी की गई थी। उनके काम ने सुझाव दिया कि एक आदर्श वैक्यूम वास्तव में खाली नहीं है। इसके बजाय, इसमें 'आभासी कण' होने चाहिए जो संक्षेप में प्रकट और गायब हो जाते हैं।

स्विनबर्न यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्नोलॉजी के डॉ. मार्कस लोवर सहित शोधकर्ताओं ने एक मैग्नेटर की जांच करके इस लंबे समय से चले आ रहे क्वांटम रहस्य की जांच की, जो एक दुर्लभ प्रकार का न्यूट्रॉन तारा है जिसमें ब्रह्मांड में ज्ञात सबसे मजबूत चुंबकीय क्षेत्र होते हैं। उनके अवलोकन मैग्नेटर के असाधारण रूप से शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र के भीतर होने वाले वैक्यूम बायरफ्रिंजेंस का पहला पता लगाने का प्रतिनिधित्व कर सकते हैं। यदि पुष्टि की जाती है, तो परिणाम वैज्ञानिकों को क्वांटम ब्रह्मांड की जांच करने का एक नया तरीका दे सकता है। निष्कर्ष हाल ही में नेचर में प्रकाशित हुए थे।

सिद्धांत के अनुसार, एक असाधारण रूप से मजबूत चुंबकीय क्षेत्र वैक्यूम से जुड़े आभासी कणों के समुद्र को प्रभावित कर सकता है। इन शर्तों के तहत, कणों से प्रकाश के यात्रा करने के तरीके को प्रभावित करने की उम्मीद की जाती है, इसे एक विशिष्ट तरीके से अपवर्तित किया जाता है और वैक्यूम बायरफ्रिंजेंस का उत्पादन किया जाता है। मैग्नेटर इस प्रभाव की खोज के लिए एक दुर्लभ अवसर प्रदान करते हैं क्योंकि उनके चुंबकीय क्षेत्र इतने शक्तिशाली होते हैं कि भविष्यवाणी की गई क्वांटम व्यवहार संभावित रूप से देखने योग्य हो सकता है।

डॉ. लोवर एक अंतरराष्ट्रीय शोध दल का हिस्सा थे जिसने नासा के इमेजिंग एक्स-रे पोलारिमेट्री एक्सप्लोरर (IXPE) के साथ मैग्नेटर 1E 1547.0-5408 (या संक्षेप में 1E1547) का अध्ययन किया। अवलोकनों को अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर सवार NICER एक्स-रे टेलीस्कोप और मुरियांग, सीएसआईआरओ के पार्क्स रेडियो टेलीस्कोप द्वारा समर्थित किया गया था, जो ऑस्ट्रेलिया की राष्ट्रीय विज्ञान एजेंसी के स्वामित्व और संचालित है। डॉ. लोवर द्वारा मुरियांग का उपयोग करके एकत्र किए गए रेडियो अवलोकन, इसके बाद स्विनबर्न के Ngarrgu Tindebeek सुपरकंप्यूटर पर विश्लेषण ने शोधकर्ताओं को इस पहले से सैद्धांतिक क्वांटम घटना का पहला प्रत्यक्ष पता लगाने की जांच करने में मदद की।

हालांकि वैक्यूम बायरफ्रिंजेंस की भविष्यवाणी 1930 के दशक में की गई थी, डॉ. लोवर ने कहा कि वैज्ञानिकों को अभी तक एक निश्चित पता नहीं चला है। "वैक्यूम बायरफ्रिंजेंस का पता लगाने के लिए एक चुंबकीय क्षेत्र की आवश्यकता होती है जो पृथ्वी पर हमने कभी बनाए गए किसी भी क्षेत्र से 100 मिलियन गुना अधिक मजबूत हो। सौभाग्य से, प्रकृति ने हमें मैग्नेटर प्रदान किए हैं, जो इस प्रभाव की तलाश में जाने के लिए एकदम सही ब्रह्मांडीय प्रयोगशालाएं हैं," डॉ. लोवर ने कहा।

शोधकर्ताओं ने बारीकी से देखा कि तारे के घूमने पर मैग्नेटर से आने वाली रेडियो तरंगों ने दिशा कैसे बदली (उनकी 'ध्रुवीकरण स्थिति')। उन मापों से, उन्होंने निर्धारित किया कि 1E 1547 के चुंबकीय और घूर्णी अक्ष लगभग संरेखित हैं। मैग्नेटर को लगभग ध्रुव-सम्मुख दृष्टिकोण से भी देखा जाता है। साथ में, ये विशेषताएं वैज्ञानिकों को 1E 1547 के आसपास वैक्यूम बायरफ्रिंजेंस की खोज के लिए एक असामान्य रूप से अनुकूल दृश्य देती हैं।

टीम को तब क्वांटम प्रभाव की ओर इशारा करते हुए दो महत्वपूर्ण सुराग मिले। IXPE द्वारा पता लगाए गए मैग्नेटर द्वारा उत्पन्न एक्स-रे ने ध्रुवीकरण के अत्यधिक उच्च स्तर दिखाए। इसके अलावा, उस ध्रुवीकरण की दिशा 1E1547 के चुंबकीय क्षेत्र से उसी तरह बंधी रही जैसे रेडियो अवलोकनों में देखी गई थी।

"चुंबकीय क्षेत्र की ताकत के कारण, हाइजेनबर्ग के आभासी कण उस दिशा के साथ संरेखित हो जाते हैं जिस दिशा में क्षेत्र इशारा कर रहा है," डॉ. लोवर ने कहा। "मैग्नेटर के घूमने पर रेडियो तरंगों और एक्स-रे के दोलन की दिशा को ध्यान से ट्रैक करके, टीम ने पाया कि 1E1547 के चुंबकीय और घूर्णी ध्रुवों का संरेखण वैक्यूम बायरफ्रिंजेंस का पता लगाने के लिए आदर्श था।"

यदि व्याख्या की पुष्टि हो जाती है, तो परिणाम भौतिकविदों को यह परीक्षण करने में मदद कर सकता है कि क्वांटम भौतिकी के स्थापित सिद्धांत ब्रह्मांड में कहीं भी पाए जाने वाले सबसे चरम स्थितियों में कैसे व्यवहार करते हैं। डॉ. लोवर ने कहा कि अतिरिक्त अवलोकन और अधिक उन्नत कंप्यूटर सिमुलेशन यह स्थापित करने में मदद कर सकते हैं कि संकेत वास्तव में वैक्यूम बायरफ्रिंजेंस से आता है या नहीं।