लंदन के अंडरग्राउंड में हो रहे ‘क्वांटम कंपास’ के परीक्षण, जो ले सकता है जीपीएस की जगह

उप-परमाणु उपकरण जमीन के नीचे और पानी के नीचे उन स्थानों को सटीक रूप से इंगित करने में सक्षम होंगे, जहां उपग्रह सिग्नल अक्सर अवरुद्ध होते हैं

जयपुर। डॉ. जोसेफ कॉटर लंदन के अंडरग्राउंड की अपनी यात्राओं में सामान के कुछ असामान्य टुकड़े ले जाते हैं। उनमें एक स्टेनलेस स्टील वैक्यूम चैम्बर, रूबिडियम के कुछ अरब परमाणु और लेज़रों की एक श्रृंखला शामिल है, जिनका उपयोग उसके उपकरण को पूर्ण शून्य से ठीक ऊपर के तापमान पर ठंडा करने के लिए किया जाता है। हालांकि यह वह औसत किट नहीं है जिसे आप डिस्ट्रिक्ट लाइन पर गाड़ियों में घसीटे जाने की उम्मीद करेंगे, यह वह गियर है जिसे कॉटर - जो इंपीरियल कॉलेज लंदन के सेंटर फॉर कोल्ड मैटर में काम करता है - अपनी भूमिगत यात्राओं पर उपयोग करता है। हालांकि यह सामान विचित्र हो सकता है, लेकिन इसका एक महत्वाकांक्षी उद्देश्य है। इसका उपयोग क्वांटम कम्पास विकसित करने के लिए किया जा रहा है - एक ऐसा उपकरण जो ऐसे उपकरण विकसित करने के लिए उप-परमाणु पदार्थ के व्यवहार का शोषण करेगा जो उनके स्थान को सटीक रूप से इंगित कर सकते हैं, चाहे उन्हें कहीं भी रखा गया हो, जिससे भूमिगत की एक नई पीढ़ी के निर्माण का मार्ग प्रशस्त होगा और पानी के नीचे सेंसर।

विकसित कर रहे नए सेंसर

इसका परीक्षण करने के लिए आदर्श स्थान लंदन अंडरग्राउंड है, कॉटर और उनकी टीम ने खोजा है। उन्होंने पिछले सप्ताह ऑब्जर्वर को बताया, "हम क्वांटम यांत्रिकी का उपयोग करके बहुत सटीक नए सेंसर विकसित कर रहे हैं, और ये प्रयोगशाला में बहुत अच्छा वादा दिखा रहे हैं।" “हालांकि, वे वास्तविक जीवन की सेटिंग में कम सटीक हैं। इसलिए हम अपने उपकरण लंदन अंडरग्राउंड ले जा रहे हैं।' यह खुरदुरे किनारों को ठीक करने और हमारे उपकरणों को वास्तविक जीवन में काम करने के लिए एकदम सही जगह है।

जीएनएसएस काम नहीं करते भूमिगत

क्वांटम कम्पास का विचार विमानों, कारों और अन्य वस्तुओं के स्थानों को इंगित करने के लिए वर्तमान तरीकों को बायपास करना या बढ़ाना है। ये आम तौर पर वैश्विक नेविगेशन सैटेलाइट सिस्टम (जीएनएसएस) पर निर्भर होते हैं - जैसे कि जीपीएस - जो सड़क, समुद्र और हवाई मार्ग से वस्तुओं और सेवाओं के परिवहन में महत्वपूर्ण हो गए हैं। बाहरी सिग्नलों का उपयोग करके, ये सिस्टम वाहनों की स्थिति को सटीक रूप से ठीक कर सकते हैं। लेकिन जीएनएसएस उपकरण खराब मौसम और जाम के प्रति संवेदनशील होते हैं, और पानी के नीचे या भूमिगत काम नहीं करते हैं, और उनके सिग्नल अक्सर ऊंची इमारतों और अन्य बाधाओं से अवरुद्ध हो जाते हैं। इंपीरियल कॉलेज परियोजना का उद्देश्य - जिसे यूके रिसर्च एंड इनोवेशन के टेक्नोलॉजी मिशन फंड और यूके नेशनल क्वांटम टेक्नोलॉजीज प्रोग्राम द्वारा समर्थित किया गया है - एक ऐसा उपकरण बनाना है जो न केवल अपनी स्थिति को ठीक करने में सटीक हो, बल्कि प्राप्त करने पर भी निर्भर न हो बाहरी संकेत।

एक्सेलेरोमीटर का इस्तेमाल

इंपीरियल सेंटर फॉर कोल्ड मैटर टीम की एक अन्य सदस्य डॉ. आयशा कौशिक ने कहा, "तब आपको ऊंची इमारतों वाले फ्लैटों द्वारा सिग्नल खोने या अवरुद्ध होने के बारे में चिंता करने की ज़रूरत नहीं है।" "आपको यह जानने में अधिक आत्मविश्वास होगा कि आप या आपका वाहन किसी विशेष समय पर कहां हैं।" क्वांटम कम्पास के केंद्र में - जो कुछ वर्षों में व्यापक उपयोग के लिए तैयार हो सकता है - एक उपकरण है जिसे एक्सेलेरोमीटर के रूप में जाना जाता है जो माप सकता है कि समय के साथ किसी वस्तु का वेग कैसे बदलता है। यह जानकारी, उस वस्तु के शुरुआती बिंदु के साथ मिलकर, उसकी भविष्य की स्थिति की गणना करने की अनुमति देती है। मोबाइल फोन और लैपटॉप में एक्सेलेरोमीटर होते हैं लेकिन ये संस्करण लंबे समय तक अपनी सटीकता बनाए नहीं रख सकते हैं। हालांकि, क्वांटम यांत्रिकी वैज्ञानिकों को सुपरकूल परमाणुओं के गुणों को मापकर नई परिशुद्धता और सटीकता प्रदान करने का एक तरीका प्रदान करता है। अत्यंत कम तापमान पर, परमाणु "क्वांटम" तरीके से व्यवहार करते हैं। वे पदार्थ की तरह और तरंगों की तरह कार्य करते हैं। "जब परमाणु अत्यधिक ठंडे होते हैं, तो हम क्वांटम यांत्रिकी का उपयोग यह बताने के लिए कर सकते हैं कि वे कैसे चलते हैं, और यह हमें सटीक माप करने की अनुमति देता है जो हमें बताता है कि हमारा उपकरण अपनी स्थिति कैसे बदल रहा है," कॉटर ने कहा।

पूर्ण शून्य के ऊपर शक्तिशाली लेजर का उपयोग

उपकरणों में - जिन्हें लंदन की भूमिगत ट्रैक-टेस्टिंग ट्रेनों में ले जाया गया है, न कि कम्यूटर सेवाओं पर - रुबिडियम को वैक्यूम चैंबर में डाला जाता है जो मशीन के दिल में स्थित होता है। फिर इन परमाणुओं को पूर्ण शून्य (−273.15C) से ऊपर की डिग्री के एक अंश तक ठंडा करने के लिए शक्तिशाली लेजर का उपयोग किया जाता है। इन स्थितियों में, रुबिडियम परमाणुओं के तरंग गुण उपकरण ले जाने वाले वाहन के त्वरण से प्रभावित होते हैं, और इन सूक्ष्म परिवर्तनों को सटीक रूप से मापा जा सकता है।