अध्ययनों के एक नए सेट के अनुसार काल्पनिक संख्याओं का वास्तविक भौतिक अर्थ है।
काल्पनिक संख्याएँ, जिन्हें वास्तविक संख्याओं के साथ जोड़कर जटिल संख्याएँ बनाई जा सकती हैं, वे संख्याएँ हैं जिनके बारे में सोचा जाता था कि दैनिक जीवन में किसी भी प्रकार का एनालॉग नहीं है। वास्तविक संख्या, इसके विपरीत, स्पष्ट रूप से देखने योग्य हैं: 1 या 2 वास्तविक दुनिया में पहचानने के लिए पर्याप्त आसान है; पाई अपने व्यास के एक वृत्त की परिधि का अनुपात है; 32 डिग्री फ़ारेनहाइट (0 डिग्री सेल्सियस) पानी का हिमांक है। लेकिन वास्तविक दुनिया में ऐसा कुछ भी नहीं है जो एक नकारात्मक 1 के वर्गमूल की तरह एक काल्पनिक संख्या का प्रतिनिधित्व कर सकता है।
अब तक, शायद: पोलैंड में वारसॉ विश्वविद्यालय के अलेक्जेंडर स्ट्रेल्टोव और हेफ़ेई में चीन के विज्ञान और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय के कांग-दा वू के नेतृत्व में एक टीम द्वारा किए गए नए शोध से पता चलता है कि काल्पनिक संख्या वास्तव में क्वांटम के बारे में वास्तविक जानकारी लेती है। बताता है।
“वे एक मात्र नहीं हैं गणितीय विरूपण साक्ष्य, “कनाडा में कैलगरी विश्वविद्यालय में गणितीय भौतिक विज्ञानी सह-लेखक कार्लो मारिया स्कैंडोलो ने कहा, इसके बजाय, उन्होंने कहा,” जटिल संख्या वास्तव में मौजूद हैं। “
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काल्पनिक संख्याओं को हमेशा क्वांटम सिद्धांत में जगह मिली है। छोटे क्वांटम कणों के व्यवहार का वर्णन करने के लिए उपयोग किए जाने वाले समीकरण इन जटिल संख्याओं के साथ व्यक्त किए जाते हैं। इसने एक सवाल उठाया, स्कैंडोलो ने लाइव साइंस को बताया: क्या ये संख्याएं सिर्फ गणितीय उपकरण हैं, या वे इन समीकरणों का वर्णन करने वाले क्वांटम राज्यों के बारे में कुछ वास्तविक प्रतिनिधित्व करते हैं?
पता लगाने के लिए, शोधकर्ताओं ने यह निर्धारित करने के लिए एक गणितीय ढांचे का उपयोग किया कि क्या काल्पनिक संख्या एक “संसाधन” है। क्वांटम सिद्धांत में, “संसाधन“ इसका एक विशिष्ट अर्थ है: एक संपत्ति जो नए कार्यों को सक्षम करती है जो अन्यथा असंभव होगी। बहुत नाजुक स्थिति क्वांटम सिद्धांत में एक संसाधन है, क्योंकि यह क्वांटम टेलीपोर्टेशन, या स्थानों के बीच सूचना के हस्तांतरण जैसे कार्यों की अनुमति देता है।
यदि काल्पनिक संख्या एक संसाधन है, तो वे भौतिकविदों को अधिक से अधिक करने में सक्षम करेंगे यदि काल्पनिक संख्या मौजूद नहीं थी। टीम की गणना ने सुझाव दिया कि काल्पनिक संख्या वास्तव में एक संसाधन है। लेकिन अगला कदम वास्तविक दुनिया में उस गणित की जांच करना था।
ऐसा करने के लिए, शोधकर्ताओं ने एक प्रकाशिकी प्रयोग की स्थापना की जिसमें एक स्रोत ने दो रिसीवरों, “एलिस” और “बॉब” को उलझी हुई फोटॉन (प्रकाश के कण) भेजे। लक्ष्य एलिसन और बॉब के लिए फोटॉनों के क्वांटम राज्यों को निर्धारित करना था। वे अपने स्वयं के फोटॉनों पर स्थानीय माप प्रदर्शन कर सकते हैं और फिर मापों की तुलना कर सकते हैं, जिससे ऐलिस और बॉब विपरीत फोटॉन के लिए सही स्थिति का अनुमान लगाने की उनकी संभावना की गणना कर सकेंगे।
क्वांटम राज्यों के कुछ जोड़े के लिए, शोधकर्ताओं ने पाया, ऐलिस और बॉब 100% सटीकता के साथ राज्यों का अनुमान लगा सकते हैं – लेकिन केवल अगर उन्हें अपने स्थानीय मापों में काल्पनिक संख्या का उपयोग करने की अनुमति दी गई थी। जब उन्हें काल्पनिक संख्या का उपयोग करने से मना किया गया, तो दोनों राज्यों को अलग-अलग बताना सही नहीं था।
“अगर मैं जटिल संख्या को हटाता हूं, तो इन मामलों में, मैं पूरी तरह से इन दोनों राज्यों को अलग करने की क्षमता खो देता हूं,” स्कैंडोलो ने कहा।
दूसरे शब्दों में, प्रयोग में गणित के समान ही पाया गया: जटिल संख्याओं के नुकसान ने क्वांटम प्रणाली के बारे में वास्तविक जानकारी के नुकसान की बराबरी की।
इन जटिल संख्याओं को ले जाने वाली जानकारी एक इलेक्ट्रॉन के स्पिन की तरह एक साधारण भौतिक संपत्ति से संबंधित नहीं है। इसके बजाय, स्कैंडोलो ने कहा, यह एक कण से जानकारी निकालने की क्षमता के साथ करना है जहां यह कण स्थित है, दूरी पर अन्य कणों के साथ बातचीत पर विचार किए बिना।
शोधकर्ताओं ने अब क्वांटम सिद्धांत में अन्य स्थितियों के लिए अपनी खोज का विस्तार करने की योजना बनाई है जिसमें काल्पनिक संख्या एक क्वांटम संसाधन हो सकती है। वे यह भी पता लगाना चाहते हैं कि काल्पनिक संख्या उन स्थितियों में कैसे भूमिका निभाती है जिसमें क्वांटम जानकारी का उपयोग करना फायदेमंद है। उदाहरण के लिए, काल्पनिक संख्याओं द्वारा की गई जानकारी अंतर्निहित कारणों की व्याख्या करने में भी मदद कर सकती है कि क्वांटम कंप्यूटिंग उन कार्यों के लिए अनुमति देता है जो पारंपरिक कंप्यूटिंग नहीं करता है, स्कॉलोलो ने कहा।
उन्होंने कहा, “यह एक महत्वपूर्ण दृष्टिकोण से महत्वपूर्ण है, लेकिन यह समझने का एक तरीका है कि हम क्वांटम संसाधनों का बेहतर उपयोग कैसे कर सकते हैं और क्वांटम दुनिया कैसे काम करती है,” उन्होंने कहा।
शोध पत्रिकाओं में 1 मार्च को प्रकाशित किया गया था शारीरिक समीक्षा ए तथा शारीरिक समीक्षा पत्र।
मूल रूप से लाइव साइंस पर प्रकाशित।
