आईटीएमओ वैज्ञानिकों द्वारा फंसे आयनों का उपयोग करके आकाशगंगा की गतिशीलता का अनुकरण

आईटीएमओ विश्वविद्यालय के विशेषज्ञों ने एक ऐसी नवीन विधि विकसित की है जो आकाशगंगा के केंद्र के सापेक्ष तारों की गति और मिल्की वे के बाद के परिवर्तनों को अत्यधिक सटीकता के साथ मॉडल करने में सक्षम बनाती है। इस दृष्टिकोण का मूल सिद्धांत विशेष प्रयोगशाला जाल में रोके गए परमाण्विक आयनों का उपयोग करना है। यह उन्हें विशुद्ध रूप से गणितीय गणनाओं से हटकर, समानता के सिद्धांत पर आधारित होकर, खगोल भौतिकी प्रक्रियाओं के प्रायोगिक अध्ययन की ओर बढ़ने की अनुमति देता है। यह एक प्रकार से ब्रह्मांडीय घटनाओं को प्रयोगशाला में उतार लाने जैसा है।

आईटीएमओ के नैनोस्ट्रक्चर भौतिकी के अनुसंधान और शिक्षा केंद्र के वैज्ञानिक कर्मचारी सेम्योन रुडोय ने स्पष्ट किया कि यह विधि 'हथेली पर' एक ब्रह्मांडीय प्रणाली को पुन: प्रस्तुत करने, खगोल भौतिकी संबंधी घटनाओं का अध्ययन करने और यहां तक कि उन पर प्रभाव डालने की क्षमता प्रदान करती है। जाल में मौजूद आवेशित कणों को तारों के अनुरूप मानकर यह प्रयोग संभव हो पाता है। आकाशगंगाएं, अन्य विशाल ब्रह्मांडीय पिंडों की तरह, जटिल गतिशील प्रणालियाँ होती हैं। इनमें प्रारंभिक परिस्थितियों में मामूली बदलाव भी दीर्घकालिक परिणामों में अप्रत्याशितता ला सकते हैं, जो पारंपरिक गणना मॉडलों की सटीकता को सीमित करता है।

लंबी समय सीमाओं के लिए पूर्वानुमान लगाने हेतु खगोलविद पारंपरिक रूप से सरलीकृत गणितीय संरचनाओं का सहारा लेते हैं, जैसे कि मिशेल हेनोन और कार्ल हेलेस द्वारा 1964 में प्रस्तावित हेनोन-हेल्स क्षमता। आईटीएमओ वैज्ञानिकों के इस शोध ने, जिसे रूसी विज्ञान फाउंडेशन का समर्थन प्राप्त है, यह सिद्ध किया कि चतुर्ध्रुवीय जाल (quadrupole trap) में परमाण्विक आयनों के प्रक्षेपवक्र आकाशगंगा क्षमता में तारों की कक्षाओं के समान व्यवहार करते हैं। भौतिकविदों ने पाया कि शास्त्रीय खगोल भौतिकी क्षमता हेनोन-हेल्स को परमाण्विक आयनों की प्रणाली में सफलतापूर्वक साकार किया जा सकता है।

जाल में आवश्यक विद्युत क्षेत्र विन्यास बनाने के लिए, कांच के सब्सट्रेट पर इंडियम टिन ऑक्साइड से बने इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है। इसी केंद्र के वरिष्ठ वैज्ञानिक कर्मचारी दिमित्री शेरबिनिन ने इस बात पर जोर दिया कि उनकी प्रकृति (मैक्रो और माइक्रो स्तर) में भिन्नता के बावजूद, अराजक प्रणालियाँ (chaotic systems) सामान्य नियमों का पालन करती हैं। यह निष्कर्ष इस बात की पुष्टि करता है कि विभिन्न अराजक प्रणालियों के लिए सामान्य नियामक मौजूद हैं जो एक दूसरे की नकल कर सकते हैं। यह समानता ही इस मॉडलिंग का आधार है।

आयन-आधारित क्वांटम गणना जैसे संबंधित क्षेत्रों में, FIAN के रूसी वैज्ञानिकों ने दिसंबर 2025 में 70-क्यूबिट कंप्यूटर पर एकल-क्यूबिट संचालन में रिकॉर्ड सटीकता हासिल की थी, जो आयन प्रणालियों के साथ काम करने में उच्च स्तरीय विशेषज्ञता को दर्शाता है। जबकि क्रिस्टोफर मोनरो जैसे विदेशी शोधकर्ता आयनों पर क्वांटम सिमुलेशन को संघनित पदार्थ प्रणालियों के मॉडलिंग के लिए एक आशाजनक मंच मानते हैं, रूसी विकास आवेशित कणों के नियंत्रण के उन्हीं मूलभूत सिद्धांतों का उपयोग करते हुए स्थूल खगोल भौतिकी मॉडल पर अपना ध्यान केंद्रित कर रहा है। यह कार्य दिखाता है कि भौतिकी के नियम विभिन्न पैमानों पर कैसे एकीकृत होते हैं।