खुद को बांधे रखने वाली नई 'क्वांटम बूंद' का अनुमान: मोनाश विश्वविद्यालय

अल्ट्राकोल्ड कणों (ultracold particles) के व्यवहार को लेकर लंबे समय से चली आ रही धारणाओं को बदल सकने वाली एक असामान्य नई क्वांटम पदार्थ अवस्था का अनुमान मोनाश विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने लगाया है। Physical Review Letters में प्रकाशित उनके हिसाब बताते हैं कि सही परिस्थितियों में, दो पूरी तरह अलग तरह के क्वांटम कण — बोसॉन और फर्मियॉन — मिलकर स्थिर, खुद को बांधे रखने वाली "क्वांटम बूंदें" (quantum droplets) बना सकते हैं। जब बोसॉन-फर्मियॉन प्रणालियां तेज़ी से आपस में क्रिया करती हैं, तब ऐसी बूंदें बनना पहले असंभव माना जाता था।

मोनाश के भौतिकी और खगोलशास्त्र स्कूल में पीएचडी छात्र और अध्ययन के प्रमुख लेखक सैम फॉस्टर (Sam Foster) ने कहा, "क्वांटम प्रणालियां ऐसे व्यवहार कर सकती हैं जो हमारी रोज़मर्रा की दुनिया में असंभव लगते हैं। हमने दिखाया है कि ये दो बिल्कुल अलग तरह के कण एक-दूसरे को पूरी तरह संतुलित कर एक स्थिर बूंद बना सकते हैं जो खुद को बांधे रखती है।" सामान्य तरल की बूंदों के विपरीत, इन बूंदों की स्थिरता क्वांटम भौतिकी से आती है: कणों को खींचने वाले आकर्षण बल को फर्मियॉन द्वारा बनाए गए दबाव से ठीक-ठीक संतुलित किया जाता है।

फॉस्टर ने बताया कि यह अध्ययन एक पुरानी सैद्धांतिक समस्या को भी सुलझाता है। "पिछले सिद्धांत इन प्रणालियों को तभी समझा पाते थे जब कण अपेक्षाकृत कमज़ोर तरीके से आपस में क्रिया करते थे। हमारा नया तरीका यह जानने में मदद करता है कि जब यह क्रिया बहुत तेज़ हो जाए तो क्या होता है — वहीं सबसे दिलचस्प भौतिकी सामने आती है।" हिसाब बताते हैं कि पहले से मौजूद अल्ट्राकोल्ड परमाणु प्रयोगों से ही इन अनुमानित बूंदों को बनाया जा सकता है, जिससे शोधकर्ताओं के पास इस अनुमान को परखने का व्यावहारिक रास्ता मिल गया है।

टीम को तरल और गैस के बीच होने वाले बदलाव जैसे कुछ और असामान्य क्वांटम व्यवहार के संकेत भी मिले, जिससे पता चलता है कि इन प्रणालियों में पहले की समझ से कहीं अधिक विविध क्वांटम अवस्थाएं हो सकती हैं। यह अध्ययन मोनाश के भौतिकी और खगोलशास्त्र स्कूल के फॉस्टर, एसोसिएट प्रोफेसर येस्पर लेविंसन (Jesper Levinsen) और प्रोफेसर मीरा पैरिश (Meera Parish) ने हाइडलबर्ग विश्वविद्यालय के सहयोगियों के साथ मिलकर किया।