एक मैग्नेटार ने दिखाया हो सकता है कि खाली अंतरिक्ष प्रकाश को कैसे बदलता है
ब्रह्मांड की सबसे चरम वस्तुओं में से एक का अध्ययन कर रहे खगोलविदों का कहना है कि उनके पास आखिरकार एक अजीब क्वांटम प्रभाव के प्रमाण हो सकते हैं, जिसका भौतिक विज्ञानी दशकों से पीछा कर रहे थे। मैग्नेटार 1E 1547.0–5408 के अवलोकनों का उपयोग करते हुए, एक अंतरराष्ट्रीय शोध दल ने वैक्यूम बिरेफ्रिंजेन्स के अनुरूप संकेत पाए, यह विचार कि अत्यंत शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र के संपर्क में आने पर खाली अंतरिक्ष भी प्रकाश के व्यवहार को बदल सकता है।
यह परिणाम महत्वपूर्ण है क्योंकि वैक्यूम बिरेफ्रिंजेन्स क्वांटम यांत्रिकी की एक दीर्घकालिक भविष्यवाणी रही है। इस प्रभाव का पहली बार 1930 के दशक में प्रस्ताव रखा गया था, जब भौतिकविदों ने तर्क दिया था कि वैक्यूम वास्तव में पूरी तरह खाली नहीं होता। इसके बजाय, उसमें अल्पजीवी आभासी कण होने चाहिए, जो अस्तित्व में आते-जाते रहते हैं। सामान्य परिस्थितियों में, उस क्वांटम गतिविधि को सीधे देखना असंभव है। लेकिन जब चुंबकीय क्षेत्र इतना मजबूत हो कि वह प्रकाश के प्रसार के तरीके को विकृत कर दे, तब स्वयं वैक्यूम एक प्रिज़्म की तरह काम कर सकता है और प्रकाश को मापने योग्य तरीकों से बदल सकता है।
स्रोत सामग्री के अनुसार, टीम ने मैग्नेटार के अवलोकन के लिए NASA के Imaging X-ray Polarimetry Explorer, या IXPE, का उपयोग किया। मैग्नेटार न्यूट्रॉन तारों का एक दुर्लभ वर्ग हैं और ब्रह्मांड में सबसे शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्रों के लिए जाने जाते हैं। ये क्षेत्र इतने तीव्र हैं कि शोधकर्ता उन्हें ऐसे विचारों की जांच के लिए प्राकृतिक प्रयोगशालाओं के रूप में देखते हैं, जिन्हें पृथ्वी पर दोहराया नहीं जा सकता।
परिणाम में मैग्नेटार केंद्रीय क्यों हैं
वैक्यूम बिरेफ्रिंजेन्स का पता लगाने में मूल चुनौती हमेशा आवश्यक क्षेत्र-ताकत रही है। स्रोत पाठ कहता है कि इस प्रभाव के लिए ऐसा चुंबकीय क्षेत्र चाहिए जो पृथ्वी पर वैज्ञानिकों द्वारा बनाए गए किसी भी क्षेत्र से 100 मिलियन गुना से अधिक शक्तिशाली हो। इससे दशकों के काम, परमाणु भौतिकी और कण त्वरकों में प्रगति के बावजूद, साधारण प्रयोगशाला में इसकी पुष्टि करना बेहद कठिन हो जाता है।
मैग्नेटार इस समस्या को हल करते हैं क्योंकि वे मानव इंजीनियरिंग की सीमाओं से बहुत आगे मौजूद होते हैं। वे एक तारे के पतन के बाद बची हुई छोटी-सी अवशेष-गिरह में विशाल द्रव्यमान को संकुचित कर देते हैं, और इस प्रक्रिया में ऐसे चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करते हैं जो पदार्थ, विकिरण और, शोधकर्ताओं के अनुसार, स्वयं क्वांटम वैक्यूम को प्रभावित करने के लिए पर्याप्त शक्तिशाली होते हैं। इस मामले में, टीम ने 1E 1547.0–5408 पर ध्यान केंद्रित किया, एक ज्ञात मैग्नेटार जिसके गुण इसे ठीक इसी तरह के परीक्षण के लिए उपयुक्त बनाते थे।
अवलोकन अभियान का नेतृत्व जॉर्ज वॉशिंगटन यूनिवर्सिटी की रैचल ई. स्टीवर्ट सहित शोधकर्ताओं ने किया, और अध्ययन Nature में प्रकाशित हुआ, स्रोत पाठ के अनुसार। टीम में NASA केंद्रों, दक्षिण अफ्रीकी रेडियो खगोल विज्ञान वेधशाला, लॉस एलामोस नेशनल लैबोरेटरी, स्विनबर्न यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्नोलॉजी और अन्य संस्थानों के वैज्ञानिक भी शामिल थे।
सहयोग की यह व्यापकता उल्लेखनीय है क्योंकि जिस संकेत की तलाश थी, वह एक चरम खगोलीय वातावरण में भी सूक्ष्म है। शोधकर्ता खाली अंतरिक्ष को सीधे नहीं देख रहे हैं। वे इसके बजाय यह देख रहे हैं कि प्रकाश उस क्षेत्र से गुजरने के बाद कैसे व्यवहार करता है, जहां सिद्धांत के अनुसार वैक्यूम अब प्रकाशीय रूप से तटस्थ नहीं रहना चाहिए। यदि X-किरणों के ध्रुवीकरण गुण उन अपेक्षाओं के अनुरूप हों, तो यह इस बात का प्रमाण बन जाता है कि वैक्यूम प्रभावी रूप से बिरेफ्रिंजेंट हो गया है।
वैक्यूम बिरेफ्रिंजेन्स का वास्तविक अर्थ क्या है
बिरेफ्रिंजेन्स प्रकाशिकी में एक परिचित अवधारणा है। कुछ पदार्थों में, प्रकाश अपनी दिशा या अभिविन्यास के आधार पर विभाजित हो जाता है या बदल जाता है, क्योंकि पदार्थ प्रकाश तरंग के अलग-अलग घटकों को अलग तरह से प्रभावित करता है। क्वांटम संस्करण यही तर्क स्वयं खाली अंतरिक्ष पर लागू करता है। पर्याप्त तीव्र चुंबकीय क्षेत्र में, वैक्यूम को एक फीचरहीन पृष्ठभूमि की तरह व्यवहार करना बंद कर देना चाहिए और, कम से कम प्रकाश के गुजरने के संदर्भ में, संरचना वाले माध्यम की तरह व्यवहार करना शुरू करना चाहिए।
यदि इसकी पुष्टि होती है, तो यह इस बात का प्रभावशाली प्रदर्शन होगा कि क्वांटम प्रभाव केवल असामान्य प्रयोगशाला उपकरणों या अमूर्त समीकरणों तक सीमित नहीं हैं। इसका अर्थ होगा कि स्पष्ट रूप से खाली दिखने वाला अंतरिक्ष भी चरम परिस्थितियों में प्रेक्षणीय प्रकाशीय गुण ग्रहण कर सकता है। यही एक कारण है कि इस परिणाम का महत्व खगोल विज्ञान से आगे भी जाता है। यह क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्स की नींव और उन तरीकों को छूता है जिनसे भौतिक विज्ञानी क्षेत्रों, कणों और विकिरण के बीच संबंध को समझते हैं।
स्रोत पाठ शब्दावली को लेकर सावधान है। वह इस परिणाम को वैक्यूम बिरेफ्रिंजेन्स के पहले प्रमाण के रूप में वर्णित करता है, न कि मामले के अंतिम रूप से बंद होने के रूप में। यह भेद महत्वपूर्ण है। भौतिकी में असाधारण दावों की सामान्यतः बार-बार जांच, क्रॉस-चेक और स्वतंत्र विश्लेषण की आवश्यकता होती है, तब जाकर उन्हें स्थापित माना जाता है। लेकिन एक मजबूत संभावित संकेत के रूप में भी, यह खोज एक बड़ी उपलब्धि होगी क्योंकि यह प्रभाव लगभग 90 वर्षों से पहुंच से बाहर रहा है।
यह परिणाम एक तारे से आगे क्यों जाता है
इसके निहितार्थ दो दिशाओं में फैलते हैं। एक व्यावहारिक रूप से खगोल भौतिकी के लिए है: मैग्नेटार सीमा-क्षेत्र भौतिकी के परीक्षण स्थलों के रूप में और अधिक महत्वपूर्ण हो सकते हैं। उन्हें केवल तारकीय विकास के असामान्य अवशेषों के रूप में देखने के बजाय, वैज्ञानिक उन्हें उन परिस्थितियों में प्रकृति के व्यवहार की जांच करने वाले उपकरणों के रूप में तेजी से उपयोग कर सकते हैं, जिन्हें पृथ्वी पर दोहराया नहीं जा सकता।
दूसरा वैचारिक है। क्वांटम यांत्रिकी ने लंबे समय से वैक्यूम को एक खाली शून्य के बजाय एक सक्रिय मंच के रूप में वर्णित किया है, लेकिन उस तस्वीर में सीधे अवलोकन के अवसर दुर्लभ हैं। एक मैग्नेटार से मिले प्रमाण इस विचार को मजबूत करेंगे कि ब्रह्मांड के सबसे हिंसक वातावरण क्वांटम सिद्धांत द्वारा पूर्वानुमानित छिपी संरचना को उजागर कर सकते हैं। उस अर्थ में, यह परिणाम केवल एक न्यूट्रॉन तारे के बारे में नहीं है। यह इस बारे में है कि क्या ब्रह्मांडीय चरम स्थितियां ऐसे घटनाक्रमों की पुष्टि कर सकती हैं जो पारंपरिक प्रयोगों में पहुंच से बाहर हैं।
स्रोत पाठ उन वैज्ञानिकों के लिए भविष्य के अवसरों की ओर भी संकेत करता है जो क्वांटम क्षेत्र की खोज कर रहे हैं। इसका मतलब संभवतः अन्य मैग्नेटारों के समान अवलोकन, बेहतर X-किरण ध्रुवीकरण मापन और अत्यंत शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्रों में विकिरण के व्यवहार के अधिक विस्तृत मॉडलिंग से है। यदि कई प्रणालियां समान संकेत दिखाती हैं, तो व्याख्या में भरोसा तेजी से बढ़ेगा।
फिलहाल, इसका महत्व सिद्धांत, उपकरणों और खगोलीय संयोग के संगम में है। बीसवीं सदी की शुरुआत तक जाने वाली एक परिकल्पना इतनी देर तक जीवित रही कि वह एक आधुनिक वेधशाला और एक उपयुक्त ब्रह्मांडीय लक्ष्य से मिल सके। यदि विश्लेषण सही ठहरता है, तो इस संदर्भ में खाली अंतरिक्ष को अब केवल पदार्थ की अनुपस्थिति के रूप में नहीं देखा जाएगा। यह प्रकाश की यात्रा में एक सक्रिय भागीदार बन जाता है।
यही इस परिणाम की गहरी अपील है। भौतिकी अक्सर अदृश्य को मापने योग्य बनाकर आगे बढ़ती है। इस मामले में, खगोलविदों ने संभवतः ब्रह्मांड की सबसे प्रबल चुंबकीय वस्तुओं में से एक का उपयोग करके यह दिखाया है कि वैक्यूम स्वयं जितना दिखता है, उससे कम खाली है।
यह लेख Universe Today की रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें.
Originally published on universetoday.com