अंतरिक्ष में चीन का ऐसा प्रयोग, जिसने तापमान का नया विश्व रिकॉर्ड बनाकर वैज्ञानिकों को हैरान कर दिया!

अंतरिक्ष में बना अब तक का सबसे ठंडा तापमान: ब्रह्मांड से 280 अरब गुना ठंडा……

कल्पना कीजिए कि ऐसी जगह, जहां तापमान इतना कम हो जाए कि परमाणुओं की सामान्य हलचल लगभग थमने लगे। जहां पदार्थ का व्यवहार हमारी रोजमर्रा की दुनिया से बिल्कुल अलग हो जाए। चीन के वैज्ञानिकों ने अंतरिक्ष में कुछ ऐसा ही कर दिखाया है।

उन्होंने अपने अंतरिक्ष स्टेशन पर परमाणुओं के एक समूह को ठंडा करके 9.7 पिकोकल्विन (Picokelvin) तक पहुंचा दिया। यह तापमान इतना कम है कि इसकी तुलना ब्रह्मांड की पृष्ठभूमि में मौजूद प्राकृतिक तापमान से करने पर यह लगभग 280 अरब गुना कम बैठता है।

यह सिर्फ ठंड का नया रिकॉर्ड नहीं है। इसके पीछे छिपी है क्वांटम भौतिकी को समझने, बेहद सटीक वैज्ञानिक माप करने और भविष्य की अंतरिक्ष तकनीक विकसित करने की बड़ी संभावना।

1. आखिर वैज्ञानिकों ने हासिल क्या किया?

चीन के वैज्ञानिकों ने अपने तियांगोंग (Tiangong) अंतरिक्ष स्टेशन पर परमाणुओं को असाधारण रूप से ठंडा करने में सफलता हासिल की है।

इस प्रयोग में वैज्ञानिकों ने लगभग 20,000 रूबिडियम (Rubidium) परमाणुओं का इस्तेमाल किया। इन्हें नियंत्रित तरीके से ठंडा करके एक विशेष अवस्था में पहुंचाया गया, जिसे बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट (Bose-Einstein Condensate या BEC) कहा जाता है।

इस प्रक्रिया में तापमान लगभग 9.7 पिकोकल्विन तक पहुंचा।

अब समझिए कि यह आंकड़ा कितना छोटा है।

यानी वैज्ञानिकों ने पदार्थ को परम शून्य के बेहद करीब पहुंचा दिया।

यहां एक बात समझना जरूरी है: वैज्ञानिकों ने पूरे अंतरिक्ष स्टेशन या उसके आसपास के वातावरण को इतना ठंडा नहीं किया। यह तापमान प्रयोग में इस्तेमाल किए गए परमाणुओं के समूह का था।

2. 280 अरब गुना ठंडा होने का मतलब क्या है?

इस खबर का सबसे चौंकाने वाला दावा है कि यह तापमान ब्रह्मांड के औसत तापमान से लगभग 280 अरब गुना कम है।

लेकिन यहां एक वैज्ञानिक स्पष्टीकरण जरूरी है।

वैज्ञानिक तुलना के लिए कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड (Cosmic Microwave Background – CMB) का इस्तेमाल किया जाता है। यह बिग बैंग के बाद बची हुई प्राचीन विकिरण ऊर्जा है, जिसका तापमान लगभग 2.725 केल्विन है।

इसके मुकाबले 9.7 पिकोकल्विन का तापमान लगभग 280 अरब गुना कम है।

इसका अर्थ यह नहीं है कि वैज्ञानिकों ने पूरे ब्रह्मांड को ठंडा कर दिया है या ब्रह्मांड के हर हिस्से का तापमान एक जैसा है। यह एक विशेष वैज्ञानिक प्रयोग में हासिल किया गया तापमान है।

3. बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट क्या है? क्या यह पदार्थ की पांचवीं अवस्था है?

इस प्रयोग की असली वैज्ञानिक उपलब्धि को समझने के लिए हमें बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट को समझना होगा।

हम आमतौर पर पदार्थ की चार अवस्थाओं के बारे में जानते हैं:

लेकिन जब कुछ विशेष परमाणुओं को बेहद कम तापमान पर पहुंचाया जाता है, तो वे एक ऐसी अवस्था में आ सकते हैं जहां उनका क्वांटम व्यवहार सामूहिक रूप से दिखाई देने लगता है।

इसी अवस्था को बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट कहा जाता है।

इसमें परमाणु अपनी अलग-अलग पहचान खोकर एक ही विशाल क्वांटम तरंग की तरह व्यवहार करने लगते हैं।

इसे समझने के लिए एक आसान उदाहरण लीजिए।

सामान्य गैस में परमाणु अलग-अलग दिशाओं में तेजी से घूमते रहते हैं। लेकिन अत्यधिक ठंडा करने पर उनकी गति बहुत कम हो जाती है। एक खास सीमा पर पहुंचने के बाद उनके क्वांटम गुण एक-दूसरे के साथ मिलकर सामूहिक व्यवहार दिखाने लगते हैं।

इस अवस्था की सैद्धांतिक भविष्यवाणी वर्ष 1924 में भारतीय भौतिक विज्ञानी सत्येंद्र नाथ बोस और अल्बर्ट आइंस्टीन ने की थी।

वर्ष 1995 में वैज्ञानिकों ने पहली बार प्रयोगशाला में इस अवस्था को सफलतापूर्वक तैयार किया था। इस खोज के लिए एरिक कॉर्नेल, कार्ल वाइमन और वोल्फगैंग केटरले को 2001 में भौतिकी का नोबेल पुरस्कार दिया गया।

इसलिए इस प्रयोग का भारतीय विज्ञान के इतिहास से भी एक महत्वपूर्ण संबंध है।

4. पृथ्वी पर नहीं, अंतरिक्ष में ही क्यों किया गया यह प्रयोग?

यह इस पूरी खबर का सबसे दिलचस्प पहलू है।

सवाल उठता है कि जब वैज्ञानिक पृथ्वी पर बड़ी-बड़ी प्रयोगशालाएं बना सकते हैं, तो फिर इस प्रयोग को अंतरिक्ष में करने की जरूरत क्यों पड़ी?

इसका जवाब है माइक्रोग्रैविटी (Microgravity) यानी बेहद कम महसूस होने वाला गुरुत्वाकर्षण प्रभाव।

पृथ्वी पर गुरुत्वाकर्षण लगातार परमाणुओं के समूह को नीचे की तरफ खींचता है। इससे बेहद ठंडे परमाणुओं को लंबे समय तक नियंत्रित करना और उनका अध्ययन करना मुश्किल हो जाता है।

लेकिन अंतरिक्ष स्टेशन पर मौजूद माइक्रोग्रैविटी वातावरण में वैज्ञानिकों को परमाणुओं के समूह को ज्यादा देर तक स्वतंत्र रूप से देखने का अवसर मिलता है।

इस प्रयोग में वैज्ञानिकों ने परमाणुओं के समूह को छोड़ने के बाद लगभग 7 सेकंड तक उसके फैलाव का अध्ययन किया।

सुनने में सात सेकंड बहुत कम लग सकते हैं, लेकिन क्वांटम भौतिकी के प्रयोगों में यह समय बेहद महत्वपूर्ण है।

इससे वैज्ञानिकों को परमाणुओं के व्यवहार को अधिक समय तक देखने और बेहद छोटे बदलावों को मापने का अवसर मिलता है।

चीनी वैज्ञानिकों ने इस प्रयोग के लिए तियांगोंग स्टेशन के मेंगटियान (Mengtian) लैब मॉड्यूल में स्थापित Cold Atom Physics Rack का इस्तेमाल किया।

5. परमाणुओं को इतना ठंडा कैसे किया गया?

इस उपलब्धि के पीछे सिर्फ अंतरिक्ष का वातावरण नहीं, बल्कि बेहद उन्नत तकनीक भी है।

वैज्ञानिकों ने कई तकनीकों को मिलाकर यह प्रयोग किया।

पहली तकनीक – लेजर कूलिंग और ऑप्टिकल ट्रैप

लेजर की मदद से परमाणुओं की गति को नियंत्रित किया जाता है। विशेष प्रकाशीय व्यवस्था में परमाणुओं को एक सीमित क्षेत्र में रखा जा सकता है।

दूसरी तकनीक – इवैपोरेटिव कूलिंग (Evaporative Cooling)

इस तकनीक में अधिक ऊर्जा वाले परमाणुओं को बाहर निकलने दिया जाता है। परिणामस्वरूप बचे हुए परमाणुओं की औसत ऊर्जा और तापमान कम हो जाता है।

इसे ऐसे समझिए जैसे गर्म कॉफी से भाप निकलने पर कॉफी धीरे-धीरे ठंडी होती है। हालांकि परमाणुओं के मामले में इसकी प्रक्रिया कहीं ज्यादा नियंत्रित और वैज्ञानिक होती है।

तीसरी तकनीक – नॉन-एडियाबैटिक एक्सपेंशन

इस प्रक्रिया में परमाणुओं के समूह को नियंत्रित तरीके से फैलाया जाता है, जिससे उसका प्रभावी तापमान और कम किया जा सके।

चीनी शोधकर्ताओं ने माइक्रोग्रैविटी में कूलिंग की चुनौतियों को दूर करने के लिए अतिरिक्त मैग्नेटिक ग्रेडिएंट तकनीक का भी इस्तेमाल किया।

यानी यह सफलता केवल ठंडे वातावरण की वजह से नहीं, बल्कि विशेष इंजीनियरिंग, लेजर, चुंबकीय नियंत्रण और सटीक प्रयोगात्मक तकनीक का परिणाम है।

6. इस खोज से इंसानों को क्या फायदा हो सकता है?

अब सबसे महत्वपूर्ण सवाल यह है कि आखिर परमाणुओं को इतना ठंडा करने से आम इंसानों को क्या फायदा होगा?

इसका सीधा जवाब है कि यह तकनीक भविष्य में कई महत्वपूर्ण वैज्ञानिक और तकनीकी क्षेत्रों को आगे बढ़ा सकती है।

1. क्वांटम कंप्यूटिंग और क्वांटम सिमुलेशन

वैज्ञानिक ऐसी परिस्थितियां तैयार कर सकते हैं जिनमें परमाणुओं के व्यवहार के जरिए जटिल क्वांटम सिस्टम का अध्ययन किया जा सके।

इससे भविष्य में नई क्वांटम तकनीकों और पदार्थों को समझने में मदद मिल सकती है।

2. गुरुत्वाकर्षण को मापने की अधिक सटीक तकनीक

अत्यधिक ठंडे परमाणुओं की मदद से Atom Interferometer जैसे उपकरण विकसित किए जा सकते हैं।

ये उपकरण गुरुत्वाकर्षण, त्वरण और अंतरिक्ष में होने वाले बेहद छोटे बदलावों को मापने में उपयोगी हो सकते हैं।

3. पृथ्वी के अंदर छिपी संरचनाओं का अध्ययन

भविष्य में ज्यादा संवेदनशील गुरुत्वाकर्षण मापने वाले उपकरणों से पृथ्वी की आंतरिक संरचना, भूमिगत बदलावों और गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र का बेहतर अध्ययन संभव हो सकता है।

4. डार्क मैटर पर शोध

वैज्ञानिक इन तकनीकों की मदद से डार्क मैटर से जुड़े कुछ सिद्धांतों की जांच करने की संभावनाएं तलाश रहे हैं।

हालांकि यह अभी भविष्य के शोध का विषय है। इस प्रयोग से डार्क मैटर की खोज नहीं हुई है।

7. क्या यह दुनिया का सबसे कम तापमान है?

इस दावे को थोड़ा सावधानी से समझना जरूरी है।

चीनी वैज्ञानिकों की यह उपलब्धि अल्ट्राकोल्ड परमाणु गैसों और अंतरिक्ष में किए गए इस तरह के प्रयोगों के क्षेत्र में एक नया रिकॉर्ड है।

इससे पहले वर्ष 2021 में जर्मनी के वैज्ञानिकों की एक टीम ने माइक्रोग्रैविटी में लगभग 38 पिकोकल्विन का तापमान हासिल किया था। उस समय परमाणुओं के समूह को लगभग दो सेकंड तक स्वतंत्र रूप से फैलते हुए देखा गया था।

अब चीनी वैज्ञानिकों ने तापमान को लगभग 9.7 पिकोकल्विन तक पहुंचाने के साथ निरीक्षण का समय सात सेकंड कर दिया है।

इस शोध के नतीजे 5 नवंबर 2026 को प्रतिष्ठित वैज्ञानिक जर्नल Science में प्रकाशित हुए।

शोध का शीर्षक है – Quantum gases below 10 picokelvin in space.

इस शोध में पेकिंग यूनिवर्सिटी और चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज समेत कई संस्थानों के वैज्ञानिक शामिल थे।

विशेषज्ञ विश्लेषण: असली उपलब्धि तापमान नहीं, क्वांटम विज्ञान के लिए खुलता नया रास्ता है

इस पूरी खोज को केवल दुनिया का सबसे ठंडा तापमान बनाने की प्रतियोगिता के रूप में देखना सही नहीं होगा।

इसकी असली अहमियत यह है कि वैज्ञानिक अब अंतरिक्ष में परमाणुओं को ज्यादा नियंत्रित परिस्थितियों में रखकर उनके व्यवहार का अध्ययन कर सकते हैं।

पृथ्वी पर गुरुत्वाकर्षण के कारण जिन प्रयोगों में कई सीमाएं सामने आती हैं, अंतरिक्ष में उन्हें नए तरीके से किया जा सकता है।

विशेष रूप से क्वांटम सिमुलेशन, एटम इंटरफेरोमेट्री और प्रिसिजन मेजरमेंट जैसे क्षेत्रों में इसके दूरगामी परिणाम हो सकते हैं।

हालांकि यह भी समझना जरूरी है कि अभी इससे कोई नया क्वांटम कंप्यूटर, डार्क मैटर डिटेक्टर या व्यावसायिक तकनीक तैयार नहीं हुई है। ये संभावित भविष्य के अनुप्रयोग हैं, जिनके लिए आगे और शोध की आवश्यकता होगी।

सबसे दिलचस्प बात यह है कि इंसान अंतरिक्ष में सिर्फ दूर की आकाशगंगाओं और ग्रहों को देखने नहीं पहुंचा है, बल्कि अब वहां पदार्थ के सबसे सूक्ष्म व्यवहार को समझने के लिए भी प्रयोगशालाएं बना रहा है।

शायद आने वाले समय में अंतरिक्ष विज्ञान की सबसे बड़ी खोजें किसी नए ग्रह पर नहीं, बल्कि परमाणुओं की इसी रहस्यमयी दुनिया में छिपी होंगी।