அணுக்கருக்களின் அளவு மற்றும் கருந்துளை வெப்ப இயக்கவியல் கொள்கைகளுக்கு இடையே ஒரு அடிப்படை இணைப்பு

என்ட்ரோபியின் அடிப்படை வடிவியல் புரிதலின் அடிப்படையில் முற்றிலும் புதிய அணுகுமுறையைப் பயன்படுத்தி, சர்ரே பல்கலைக்கழகத்தை உள்ளடக்கிய ஒரு கூட்டுக் குழு, புரோட்டானின் ஆர்த்தை மட்டும் கருத்தில்கொண்டு, ⁴He, ⁶He, ⁸He, ஹீலியம் ஐசோடோப்புகளில் உள்ள கருக்களின் அளவைக் கணக்கிடுவதற்கான புதிய வழியைக் கண்டறிந்துள்ளது.

அன்னாலென் டெர் பிசிக்கில் வெளியிடப்பட்ட சக மதிப்பாய்வுக் கட்டுரையில் விளக்கப்பட்ட இந்த நுட்பம், துகள் மற்றும் மின்னூட்ட ஆரம் ஆகிய இரண்டிற்கும் வேலை செய்கிறது.

இதற்கு நேர்மாறாக, அணு இயற்பியலாளர்களால் வழக்கமாகப் பயன்படுத்தப்படும் நுண்ணிய மாதிரிகள் சிக்கலானவை மற்றும் அடிப்படைக் கொள்கைகளிலிருந்து இயல்பாகப் பின்பற்றப்படும் முடிவுகளை அடையாளம் காணத் தவறிவிடுகின்றன. இந்த பகுதி மேற்பூச்சுக்குரியது, ஏனெனில் கடந்த சில தசாப்தங்களாக அணு அளவுகளை அளவிடுவதற்கான சோதனைகள், பெரும்பாலும் சர்வதேச அளவில் பெரிய துகள் முடுக்கிகளைப் பயன்படுத்தி, இன்னும் விரிவான தரவுகளை உருவாக்கியுள்ளன.

சர்ரே குழுவானது குவாண்டிடேடிவ் ஜியோமெட்ரிக்கல் தெர்மோடைனமிக்ஸ் (QGT) ஐப் பயன்படுத்தியது, இது அடிப்படை மாறுபாடுகளின் கால்குலஸ் பரிசீலனைகளை அடிப்படையாகக் கொண்ட ஆழமான கணித அணுகுமுறையாகும், இது சுழல் விண்மீன் திரள்களின் நிலைத்தன்மை மற்றும் அவற்றின் மையப் பெரிய கருந்துளைகள், டிஎன்ஏ மற்றும் பக்மின்ஸ்டர்ஃபுல் ஆகியவற்றின் பங்கை விளக்குவதற்கு வெற்றிகரமாகப் பயன்படுத்தப்பட்டது. QGT இன் அதே கருந்துளை இயற்பியலைப் பயன்படுத்தி அணுசக்தியை ஆராய்வதன் மூலம், அவர்கள் இப்போது 35 ஆர்டர்கள் நீளம் கொண்ட அதன் செல்லுபடியை நிரூபித்துள்ளனர், இது வேறு எந்த இயற்பியல் கோட்பாட்டையும் விட பரந்த வரம்பாகும்.

ஆராய்ச்சி ஹீலியம் ஐசோடோப்புகளில் கவனம் செலுத்தியது, ஆனால் இதேபோன்ற ஆய்வானது பரந்த “ஹீலியம் தொடர்” அணுக்கருக்களான ¹²C, ¹⁶O, ²⁰Ne, ²⁴Mg, ²⁸Si, ³²S, ³⁶Ar, ⁴⁰Ca ஆகியவற்றிற்கும் வெற்றிகரமாக பயன்படுத்தப்படுகிறது. அதே அணுகுமுறை நிலையான மற்றும் நிலையற்ற மற்ற கருக்களுக்கு மதிப்புமிக்க நுண்ணறிவுக்கு வழிவகுக்கும் என்று குழு எதிர்பார்க்கிறது. இது அணுக்கரு கட்டமைப்பு இயற்பியல் பற்றிய ஆய்வு மற்றும் புரிதலை மேம்படுத்தும் என எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.

சர்ரே பல்கலைக்கழகத்தின் பேராசிரியர் கிறிஸ் ஜெய்ன்ஸ் கூறியதாவது, “ஒரு அடிப்படை அறிவியல் மர்மத்தை அகற்றுவதில், எங்கள் கண்டுபிடிப்புகள் குவாண்டம் இயக்கவியல் மற்றும் பொது சார்பியல் ஆகியவற்றை ஒன்றிணைப்பதில் முக்கியமான முன்னேற்றத்திற்கு வழிவகுக்கும். பல துறைகளில் பலன்கள் அளவிட முடியாதவை மற்றும் பொருத்தமானவை. பிரபஞ்சத்தைப் பற்றிய அறிவு மற்றும் அடிப்படைக் கொள்கைகளைப் புரிந்துகொள்வது முதல் புதிய மருந்துகளின் வளர்ச்சி மற்றும் சிறந்த ஆற்றல் சேமிப்பு வரை இதில் அடங்கும்.”

சர்ரே பல்கலைக்கழகத்தின் பரிசோதனை அணு இயற்பியல் ஆராய்ச்சிக் குழுத் தலைவர் பேராசிரியர் வில்டன் கேட்ஃபோர்ட் விளக்குவதாவது, “கண்டுபிடிப்புகள் உண்மையாக இருப்பதற்கு மிகவும் நன்றாகத் தோன்றுகின்றன, ஆனால் நுண்ணிய குவாண்டம் இயக்கவியலுடனான கருத்தியல் இணைப்புகள் மற்றும் நிலைத்தன்மையை அடையாளம் காண நாங்கள் கடுமையாக உழைத்து மேம்பட்ட புரிதலை அடைந்தோம். எங்கள் அணுகுமுறையின் அடித்தளம் என்ட்ரோபி, தகவல் மற்றும் சமச்சீர் ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான இணைப்புகளில் உள்ளது, அவை அடிப்படை மற்றும் துணை அணு அல்லது காஸ்மிக் அனைத்து அளவுகளிலும் பொருந்தும்.”

References:

• Bekenstein, J. D. (2020). Generalized second law of thermodynamics in black-hole physics. In JACOB BEKENSTEIN: The Conservative Revolutionary(pp. 321-329).
• Leblanc, Y. V. A. N. (2015). Misleading Concepts in Quantum Gravity: Black Hole Thermodynamics and The Holographic Principle. manuscript no. eFTC-150501.
• Susskind, L. (2008). The black hole war: My battle with Stephen Hawking to make the world safe for quantum mechanics. Hachette UK.