अमेरिका के न्यू जर्सी में स्टीवंस इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के भौतिकविदों ने प्रकाश की तरंग गुणों और बिंदु द्रव्यमान के यांत्रिक गुणों के बीच एक नया और आश्चर्यजनक संबंध पाया है। उनकी खोज 350 साल पहले डच गणितीय भौतिक विज्ञानी क्रिस्टियान ह्यूजेंस द्वारा सामने रखे गए सिद्धांतों के माध्यम से शास्त्रीय यांत्रिकी और सुसंगत तरंगों के प्रकाशिकी के बीच की खाई को पाटती है।
ह्यूजेन्स की सबसे बड़ी खोजें 17 में से दो सबसे प्रमुख क्षेत्रों में हुईंth-शताब्दी भौतिकी: प्रकाशिकी और यांत्रिकी। अन्य प्रगतियों के बीच, वह (1670 के दशक में) प्रकाश का एक तरंग विवरण प्रस्तावित करने वाले पहले व्यक्ति थे जो ऑप्टिकल प्रसार के साथ-साथ हस्तक्षेप, विवर्तन और ध्रुवीकरण जैसी महत्वपूर्ण घटनाओं के लिए जिम्मेदार थे जो बाद में देखे गए थे। उन्होंने द्रव्यमान के केंद्र और जड़ता के क्षण की यांत्रिक अवधारणाओं पर भी काम किया, जो दो मूलभूत गुण हैं जो बताते हैं कि कठोर पिंड कैसे चलते हैं।
जिओ-फेंग कियान और मिसाघ इज़ादी का स्टीवंस इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी का क्वांटम विज्ञान और इंजीनियरिंग केंद्र और भौतिकी विभाग अब ह्यूजेन्स के काम के इन विभिन्न हिस्सों के बीच एक अप्रत्याशित संबंध का पता चला है। उन्होंने दो ऑप्टिकल सुसंगतता गुणों का विश्लेषण करके ऐसा किया: ध्रुवीकरण, या वह दिशा जिसमें तरंगें दोलन करती हैं, और उलझाव, जिसे गैर-क्वांटम संदर्भ में तरंग सहसंबंध का एक अनूठा रूप माना जा सकता है। कठोर पिंड घूर्णन के लिए तथाकथित ह्यूजेंस-स्टाइनर प्रमेय के माध्यम से उन्होंने दिखाया कि ये दो गुण मात्रात्मक रूप से द्रव्यमान के केंद्र और जड़ता के क्षण से संबंधित हैं।
समानांतर अक्ष
समानांतर अक्ष प्रमेय के रूप में भी जाना जाता है, ह्यूजेंस-स्टाइनर प्रमेय में कहा गया है कि एक कठोर शरीर में, किसी भी अक्ष के चारों ओर जड़ता का क्षण हमेशा द्रव्यमान के केंद्र से गुजरने वाली समानांतर धुरी के चारों ओर जड़ता के क्षण से अधिक या उसके बराबर होता है। इसमें यह भी कहा गया है कि जड़ता के इन दो क्षणों के बीच का अंतर दोनों अक्षों के बीच लंबवत दूरी के सीधे आनुपातिक है।
उनके अध्ययन में जिसका वर्णन किया गया है शारीरिक समीक्षा अनुसंधानकियान और इज़ादी ने प्रकाश तरंग की तीव्रता को यांत्रिक बिंदु द्रव्यमान में परिवर्तित करने के लिए एक ज्यामितीय मानचित्रण प्रक्रिया का उपयोग किया। एक प्रकाश तरंग की तीव्रता को एक भौतिक वस्तु के द्रव्यमान के बराबर के रूप में व्याख्या करके, वे इन तीव्रताओं को एक समन्वय प्रणाली पर मैप करने में सक्षम थे जिसे ह्यूजेन्स-स्टाइनर मैकेनिकल प्रमेय का उपयोग करके व्याख्या किया जा सकता था।
कियान बताते हैं, "ह्यूजेंस-स्टाइनर प्रमेय जड़ता के क्षणों और समानांतर अक्षों के बीच की दूरी के बीच एक मात्रात्मक संबंध स्थापित करता है।" “हमने उलझाव और ध्रुवीकरण सुसंगतता की ऑप्टिकल अवधारणाओं के साथ अक्षों की दूरी का एक मात्रात्मक संबंध स्थापित किया है। इस प्रकार प्रमेय जड़ता के क्षणों को ऑप्टिकल उलझाव और ध्रुवीकरण से जोड़ने के लिए एक पुल के रूप में कार्य करता है।
एक आश्चर्यजनक संबंध
ऐसा कनेक्शन मौजूद होना आश्चर्यजनक है, कियान कहते हैं: "तरंग एक भौतिक प्रणाली है जो फैलती है (इसका कोई निर्दिष्ट स्थान नहीं है) और एक कण (जिसे एक कठोर वस्तु के रूप में माना जा सकता है) को एक पर स्थानीयकृत किया जा सकता है बिंदु। तरंग प्रकाशिकी और कण यांत्रिकी दो पूरी तरह से अलग-अलग भौतिकी घटनाएं हैं इसलिए हमने जो मात्रात्मक संबंध स्थापित किया है वह अप्रत्याशित है।
हालांकि कनेक्शन पहले नहीं दिखाया गया था, लेकिन एक बार जब आप यांत्रिक प्रणाली पर प्रकाश के गुणों को मैप करते हैं तो यह बहुत स्पष्ट हो जाता है, वह कहते हैं। "जो कभी अमूर्त था वह ठोस हो जाता है: यांत्रिक समीकरणों का उपयोग करके, आप वस्तुतः द्रव्यमान के केंद्र और अन्य यांत्रिक बिंदुओं के बीच की दूरी को माप सकते हैं ताकि यह दिखाया जा सके कि प्रकाश के विभिन्न गुण एक दूसरे से कैसे संबंधित हैं।"
जबकि काम सैद्धांतिक है, कियान और इज़ादी को उम्मीद है कि उनके द्वारा खोजा गया मात्रात्मक संबंध उन प्रक्रियाओं को विकसित करने में मदद कर सकता है जिसमें यांत्रिक द्रव्यमान प्रकाश तरंग उलझाव के व्यवहार का अनुकरण कर सकते हैं। कियान बताते हैं, "उलझन (और ध्रुवीकरण) को मापने के लिए आमतौर पर जटिल और महंगी तकनीकों की आवश्यकता होती है।" “द्रव्यमान के यांत्रिक केंद्र और जड़ता के क्षण को मापकर उनका अनुकरण करना बहुत आसान और किफायती होगा।
समकालिक पेंडुलम का रहस्य
"हम एक सदी से भी अधिक समय से जानते हैं कि प्रकाश कभी-कभी एक लहर की तरह व्यवहार करता है, और कभी-कभी एक कण की तरह, लेकिन उन दो रूपरेखाओं में सामंजस्य बिठाना बेहद मुश्किल साबित हुआ है," वह आगे कहते हैं। "हमारा काम उस समस्या का समाधान नहीं करता है - लेकिन यह दर्शाता है कि न केवल क्वांटम स्तर पर, बल्कि शास्त्रीय प्रकाश-तरंगों और बिंदु-द्रव्यमान प्रणालियों के स्तर पर तरंग और कण अवधारणाओं के बीच गहरा संबंध है।"
स्टीवंस टीम अब क्वांटम उलझाव और शास्त्रीय यांत्रिक बिंदु द्रव्यमान प्रणालियों के बीच मात्रात्मक कनेक्शन की जांच कर रही है। कियान बताते हैं, "हमने पहले ही कुछ महत्वपूर्ण परिणाम प्राप्त कर लिए हैं और भविष्य में कुछ और अप्रत्याशित परिणामों की उम्मीद करते हैं।" भौतिकी की दुनिया.
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- स्रोत: https://physicsworld.com/a/theorists-unearth-new-link-between-entanglement-and-classical-mechanics/
