இயற்பியலாளர்களின் ஒத்திசைவுக்கான ரகசியம் யாது?

டிரினிட்டியைச் சேர்ந்த இயற்பியலாளர்கள், தனித்தனியான “ஊசல்(Oscillation)” பெரிய குழுக்கள் – மின்மினிப் பூச்சிகள் ஆரவாரம் செய்வது முதல் கூட்டத்தை உற்சாகப்படுத்துவது வரை, மற்றும் கடிகாரங்களைத் தட்டுவது முதல் மெட்ரோனோம்களைக் கிளிக் செய்வது வரை – ஒன்றுகொன்று எவ்வாறு ஒத்திசைக்க முனைகின்றன என்பதை விளக்கும் ரகசியத்தைத் திறந்துள்ளனர்.

இயற்பியல் மறுஆய்வு ஆராய்ச்சி இதழில் வெளியிடப்பட்ட அவர்களின் பணி, மில்லியன் கணக்கானவர்களைக் குழப்பிய ஒரு நிகழ்வுக்கு கணித அடிப்படையை வழங்குகிறது. புதிதாக உருவாக்கப்பட்ட சமன்பாடுகள் இயற்கை உலகில், மின் மற்றும் கணினி அமைப்புகளில் காணப்படும் தனிப்பட்ட சீரற்ற தன்மை எவ்வாறு ஒத்திசைவுக்கு வழிவகுக்கும் என்பதை விளக்குகிறது.

ஒரு கடிகாரம் மற்றொன்றை விட சற்றே வேகமாக இயங்கும் போது, ​​அவற்றை இணைப்பதன் மூலம் அவற்றை சரியான நேரத்தில் டிக் செய்ய முடியும் என்பதை நாம் நீண்ட காலமாக அறிந்திருக்கிறோம். ஆனால் கடிகாரங்களின் ஒரு பெரிய கூட்டத்தை இந்த வழியில் ஒத்திசைப்பது மிகவும் கடினமானது அல்லது அவற்றில் அதிகமானவை இருந்தால் கூட சாத்தியமற்றது என்று கருதப்பட்டது.

டிரினிட்டி ஆராய்ச்சியாளர்கள் பணி, இருப்பினும், கடிகாரங்களின் மிகப் பெரிய கூட்டங்களில் கூட ஒத்திசைவு ஏற்படலாம் என்று விளக்குகிறது.

டிரினிட்டியில் இயற்பியலில் இணை பேராசிரியர் டாக்டர் பால் ஈஸ்ட்ஹாம் கூறியதாவது:

“நாம் உருவாக்கிய சமன்பாடுகள், லேசர் போன்ற சாதனங்களின் கூட்டமைப்பை விவரிக்கின்றன. அவை ‘ஊசலாடும் கடிகாரங்களாக’ செயல்படுகின்றன. மேலும் அவை முக்கியமாக ஒத்திசைவுக்கான ரகசியத்தைத் திறக்கின்றன. இதே சமன்பாடுகள் பல வகையான ஊசல்களை விவரிக்கின்றன. இருப்பினும், ஒத்திசைவு மிகவும் எளிதாக இருப்பதைக் காட்டுகிறது. இது முன்பு நினைத்ததை விட பல அமைப்புகளில் அடையப்பட்டது.

“மின்மினிப் பூச்சிகள் ஒளிரும் மற்றும் கைதட்டல் கூட்டங்களில் இருந்து மின்சுற்றுகள், மெட்ரோனோம்கள் மற்றும் லேசர்கள் வரை மீண்டும் மீண்டும் நடத்தையை வெளிப்படுத்தும் பல விஷயங்களை கடிகாரங்களாகக் கருதலாம். சுதந்திரமாக அவை சற்று வித்தியாசமான விகிதங்களில் ஊசலாடும், ஆனால் அவை ஒரு கூட்டமாக உருவாகும்போது அவற்றின் பரஸ்பர தாக்கங்கள் அதைச் சமாளிக்கும்.”

இந்த புதிய கண்டுபிடிப்பு சாத்தியமான பயன்பாடுகளின் தொகுப்பைக் கொண்டுள்ளது. புதிய வகையான கணினி தொழில்நுட்பத்தை உருவாக்குவது உட்பட தகவல் செயலாக்க ஒளி சமிக்ஞைகளைப் பயன்படுத்தும்.

References:

• Gálvez, A., Seneviratne, D., & Galar, D. (2021). Development and synchronisation of a physics-based model for heating, ventilation and air conditioning system integrated into a hybrid model. International Journal of Hydromechatronics, 4(3), 230-258.
• Rydin Gorjão, L., Vanfretti, L., Witthaut, D., Beck, C., & Schäfer, B. (2021). Phase and amplitude synchronisation in power-grid frequency fluctuations in the Nordic Grid. arXiv e-prints, arXiv-2105.
• Jessop, M. (2021). Bistability and Phase Synchronisation in Coupled Quantum Systems(Doctoral dissertation, University of Nottingham).