বাঁকা মহাকাশে রোবোটিক গতি পদার্থবিজ্ঞানের আদর্শ আইনকে অস্বীকার করে - SciEduBD.com

 

অবাধে ঘূর্ণায়মান বুম বাহুতে সক্রিয় মোটর সহ একটি গোলকের উপর একজন সাঁতারুর পরীক্ষামূলক উপলব্ধি।

যখন মানুষ, প্রাণী এবং মেশিনগুলি সারা বিশ্বে চলে, তারা সর্বদা কিছুর বিরুদ্ধে ধাক্কা দেয়, তা স্থল, বায়ু বা জল হোক না কেন। সম্প্রতি অবধি, পদার্থবিজ্ঞানীরা এটিকে একটি ধ্রুবক বলে বিশ্বাস করতেন, সংরক্ষণ গতির আইন অনুসরণ করে। এখন, জর্জিয়া ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজির গবেষকরা বিপরীত প্রমাণ করেছেন - যখন দেহগুলি বাঁকা জায়গায় থাকে, তখন দেখা যাচ্ছে যে তারা আসলে কোনও কিছুর বিরুদ্ধে ধাক্কা না দিয়ে সরতে পারে।

Specialized Robot

ফলাফলগুলি 28 জুলাই, 2022- এ প্রসিডিংস অফ দ্য ন্যাশনাল একাডেমি অফ সায়েন্সেস- এ প্রকাশিত হয়েছিল ৷ গবেষণাপত্রে, জর্জিয়া টেকের স্কুল অফ ফিজিক্সের সহকারী অধ্যাপক জেব রকলিনের নেতৃত্বে গবেষকদের একটি দল একটি গোলাকার পৃষ্ঠে সীমাবদ্ধ একটি রোবট তৈরি করেছে৷ এর পরিবেশ থেকে বিচ্ছিন্নতার অভূতপূর্ব মাত্রা সহ, যাতে এই বক্রতা-প্ররোচিত প্রভাবগুলি প্রাধান্য পায়।

রকলিন বলেন, "আমরা আমাদের আকৃতি-পরিবর্তনকারী বস্তুকে সহজতম বাঁকা স্থান, একটি গোলকের উপর সরে যেতে দিই, যাতে বাঁকা স্থানের গতিকে পদ্ধতিগতভাবে অধ্যয়ন করা যায়।" "আমরা শিখেছি যে ভবিষ্যদ্বাণী করা প্রভাব, যা এতটাই বিরোধী-স্বজ্ঞাত ছিল যে এটি কিছু পদার্থবিদদের দ্বারা বাতিল করা হয়েছিল, প্রকৃতপক্ষে ঘটেছে: রোবটটি তার আকৃতি পরিবর্তন করার সাথে সাথে এটি গোলকের চারপাশে এমনভাবে এগিয়ে গেছে যা পরিবেশগত মিথস্ক্রিয়াকে দায়ী করা যায় না।"

একটি বাঁকা পথ তৈরি করা

গবেষকরা একটি বক্র স্থানের মধ্যে কীভাবে একটি বস্তু সরে যায় তা অধ্যয়নের জন্য যাত্রা শুরু করেছিলেন। বাঁকা জায়গায় পরিবেশের সাথে ন্যূনতম মিথস্ক্রিয়া বা ভরবেগের বিনিময়ের মাধ্যমে গোলকের উপর বস্তুকে সীমাবদ্ধ করতে, তারা চলমান ভর হিসাবে বাঁকা ট্র্যাকের উপর মোটরগুলির একটি সেট চালাতে দেয়। তারপরে তারা এই সিস্টেমটিকে সামগ্রিকভাবে একটি ঘূর্ণায়মান শ্যাফ্টের সাথে সংযুক্ত করেছে যাতে মোটরগুলি সর্বদা একটি গোলকের উপর চলে যায়। ঘর্ষণ কমানোর জন্য শ্যাফ্টটি এয়ার বিয়ারিং এবং বুশিং দ্বারা সমর্থিত ছিল এবং মাধ্যাকর্ষণ শক্তির অবশিষ্টাংশকে কমিয়ে আনার জন্য শ্যাফ্টের প্রান্তিককরণ পৃথিবীর মাধ্যাকর্ষণের সাথে সামঞ্জস্য করা হয়েছিল। 

সেখান থেকে, রোবটটি চলতে থাকলে, মাধ্যাকর্ষণ এবং ঘর্ষণ এতে সামান্য শক্তি প্রয়োগ করে। এই শক্তিগুলি বক্রতা প্রভাবের সাথে সংকরিত হয়ে বৈশিষ্ট্য সহ একটি অদ্ভুত গতিশীল উত্পাদন করতে পারে না তাদের নিজেরাই প্ররোচিত করতে পারে না। গবেষণাটি কীভাবে বাঁকা স্থানগুলি অর্জন করা যায় এবং কীভাবে এটি সমতল স্থানের জন্য ডিজাইন করা শারীরিক আইন এবং অন্তর্দৃষ্টিকে মৌলিকভাবে চ্যালেঞ্জ করে তার একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রদর্শন প্রদান করে। রকলিন আশা করেন যে বিকশিত পরীক্ষামূলক কৌশলগুলি অন্যান্য গবেষকদের এই বাঁকা স্থানগুলি অন্বেষণ করার অনুমতি দেবে।

স্পেস এবং তার বাইরে অ্যাপ্লিকেশন

প্রভাবগুলি ছোট হলেও, রোবোটিক্স ক্রমবর্ধমান সুনির্দিষ্ট হয়ে উঠলে, এই বক্রতা-প্ররোচিত প্রভাবটি বোঝা বাস্তবিক গুরুত্বের হতে পারে, ঠিক যেমন মাধ্যাকর্ষণ দ্বারা প্ররোচিত সামান্য ফ্রিকোয়েন্সি শিফট গুরুত্বপূর্ণ হয়ে উঠেছে GPS সিস্টেমগুলিকে কক্ষপথের উপগ্রহগুলিতে তাদের অবস্থান সঠিকভাবে জানাতে দেওয়ার জন্য। পরিশেষে, গতির জন্য একটি স্থানের বক্রতা কীভাবে ব্যবহার করা যেতে পারে তার নীতিগুলি মহাকাশযানকে একটি ব্ল্যাক হোলের চারপাশে উচ্চ বাঁকা স্থান নেভিগেট করার অনুমতি দিতে পারে।

"এই গবেষণাটি 'অসম্ভব ইঞ্জিন' গবেষণার সাথেও সম্পর্কিত," রকলিন বলেছেন। “এর স্রষ্টা দাবি করেছেন যে এটি কোনো প্রপেলান্ট ছাড়াই এগিয়ে যেতে পারে। সেই ইঞ্জিনটি আসলেই অসম্ভব ছিল, কিন্তু স্থানকাল খুব সামান্য বাঁকা হওয়ায় একটি যন্ত্র আসলে কোনো বাহ্যিক শক্তি বা প্রপেলান্ট নির্গত না করেই এগিয়ে যেতে পারে - একটি অভিনব আবিষ্কার।"

উদ্ধৃতি: Shengkai Li, Zeb Rocklin, et al. "বল ছাড়া গতি, এবং অপব্যবহার মাধ্যমে আবেগ: জ্যামিতিক পর্যায়ের মাধ্যমে বাঁকা জায়গায় রোবোটিক সাঁতার।" জাতীয় বিজ্ঞান একাডেমির কার্যধারা। DOI: ১০.১০৭৩/pnas.২২০০৯২৪১১৯।

গবেষকরা একটি নতুন রোবট তৈরি করেছেন যা আমাদের ব্ল্যাক হোলের চারপাশে ভ্রমণ করতে সহায়তা করতে পারে - SciEduBD.com

 

যন্ত্রটি বাঁকা জায়গায় কাজ করে পৃথিবীর নিয়মকে অমান্য করে।

Travel around Black Holes

আপনি কিভাবে ব্ল্যাক হোলের চারপাশে ভ্রমণ করবেন?

• রোবটটি ব্ল্যাক হোলের চারপাশে পাওয়া একই পরিবেশকে পুনরায় তৈরি করে।

• এটি একটি বাঁকা জায়গায় নড়াচড়া করে তা করে।

• এটি একদিন আমাদের আরও ব্ল্যাক হোল অধ্যয়নের অনুমতি দিতে পারে।

পৃথিবীতে একটি ধ্রুবক রয়েছে এবং তা হল যখন মানুষ, প্রাণী এবং মেশিনগুলি চলে, তারা সর্বদা কোনও কিছুর বিরুদ্ধে ধাক্কা দেয়, তা স্থল, বায়ু বা জল হোক না কেন। এই সত্যটি সংরক্ষণ গতির আইন নিয়ে গঠিত এবং এখন পর্যন্ত অবিসংবাদিত ছিল।

বাঁকা স্থানগুলি নতুন নীতি প্রদান করে

যাইহোক, জর্জিয়া ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজির নতুন গবেষণা বিপরীতটি প্রদর্শন করতে এসেছে - যখন দেহগুলি বাঁকা জায়গায় থাকে, তখন তারা কোনও কিছুর বিরুদ্ধে ধাক্কা না দিয়েই চলতে পারে।
নতুন গবেষণাটি জর্জিয়া টেকের স্কুল অফ ফিজিক্সের সহকারী অধ্যাপক জেব রকলিনের নেতৃত্বে করা হয়েছিল এবং এতে "একটি রোবট এর পরিবেশ থেকে অভূতপূর্ব মাত্রার বিচ্ছিন্নতার সাথে একটি গোলাকার পৃষ্ঠে সীমাবদ্ধ একটি রোবট এর ইঞ্জিনিয়ারিং দেখেছিল, যাতে এই বক্রতা-প্ররোচিত প্রভাবগুলি প্রাধান্য পাবে,” সোমবার প্রকাশিত প্রতিষ্ঠানের একটি বিবৃতি অনুসারে।

রকলিন বলেন, "আমরা আমাদের আকৃতি-পরিবর্তনকারী বস্তুকে সহজতম বাঁকা স্থান, একটি গোলকের উপর সরে যেতে দিই, যাতে বাঁকা স্থানের গতিকে পদ্ধতিগতভাবে অধ্যয়ন করা যায়।" "আমরা শিখেছি যে ভবিষ্যদ্বাণী করা প্রভাব, যা এতটাই বিরোধী-স্বজ্ঞাত ছিল যে এটি কিছু পদার্থবিদদের দ্বারা বাতিল করা হয়েছিল, প্রকৃতপক্ষে ঘটেছে: রোবটটি তার আকৃতি পরিবর্তন করার সাথে সাথে এটি গোলকের চারপাশে এমনভাবে এগিয়ে গেছে যা পরিবেশগত মিথস্ক্রিয়াকে দায়ী করা যায় না।"

নতুন গবেষণার পুরো উদ্দেশ্য ছিল একটি বক্র স্থানের মধ্যে কীভাবে একটি বস্তু সরেছে তা মূল্যায়ন করা। এটি করার জন্য, তারা একটি বিশেষ রোবট ব্যবহার করেছিল।

বাঁকা ট্র্যাকের উপর মোটরগুলির একটি সেটকে চলমান ভর হিসাবে ব্যবহার করে বাঁকা জায়গায় ন্যূনতম মিথস্ক্রিয়া বা গতির বিনিময় সহ একটি পরিবেশকে প্ররোচিত করার জন্য মেশিনটি তৈরি করা হয়েছিল। এই সিস্টেমটি তখন একটি ঘূর্ণায়মান শ্যাফ্টের সাথে সংযুক্ত ছিল যাতে মোটরগুলি সর্বদা একটি গোলকের উপর চলে যায়।

ঘর্ষণ কমানোর জন্য এই শ্যাফ্টটি এয়ার বিয়ারিং এবং বুশিং দ্বারা সমর্থিত ছিল এবং মাধ্যাকর্ষণ শক্তির অবশিষ্টাংশকে হ্রাস করার জন্য শ্যাফ্টের প্রান্তিককরণ পৃথিবীর মাধ্যাকর্ষণের সাথে সামঞ্জস্য করা হয়েছিল।

শেষ ফলাফল হল একটি রোবট যেটি চলতে থাকে যখন মাধ্যাকর্ষণ এবং ঘর্ষণ এটিতে সামান্য শক্তি প্রয়োগ করে। এই শক্তিগুলি বক্রতা প্রভাবের সাথে সংকরিত হয়ে বৈশিষ্ট্য সহ একটি অদ্ভুত গতিশীল উত্পাদন করতে পারে না তাদের নিজেরাই প্ররোচিত করতে পারে না।

শারীরিক আইনকে চ্যালেঞ্জ করা

রোবটের বাঁকা নড়াচড়াগুলি কীভাবে বাঁকা স্থানগুলি অর্জন করা যায় এবং কীভাবে তারা শারীরিক আইনকে মৌলিকভাবে চ্যালেঞ্জ করে তার একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রদর্শন।

"এই গবেষণাটি 'অসম্ভব ইঞ্জিন' গবেষণার সাথেও সম্পর্কিত," রকলিন বলেছেন। “এর স্রষ্টা দাবি করেছেন যে এটি কোনো প্রপেলান্ট ছাড়াই এগিয়ে যেতে পারে। সেই ইঞ্জিনটি আসলেই অসম্ভব ছিল, কিন্তু স্থানকাল খুব সামান্য বাঁকা হওয়ায় একটি যন্ত্র আসলে কোনো বাহ্যিক শক্তি বা প্রপেলান্ট নির্গত না করেই এগিয়ে যেতে পারে - একটি অভিনব আবিষ্কার।"

গবেষকরা অনুমান করেন যে এই ধরনের রোবট একদিন আমাদেরকে ব্ল্যাক হোলের চারপাশে ভ্রমণ করতে সাহায্য করতে পারে একই পরিবেশে স্বর্গীয় বস্তু বিদ্যমান। এখন এটি একটি দুর্দান্ত বিকাশ হবে!

Specialized Robot

ফলাফলগুলি প্রসিডিংস অফ দ্য ন্যাশনাল একাডেমি অফ সায়েন্সেস- এ প্রকাশিত হয়েছিল ।

অধ্যয়ন বিমূর্ত:

ভরবেগ সংরক্ষণের কারণে আকৃতির পরিবর্তন বা গ্যাস নিষ্কাশনের জন্য পরিবেশগত মিথস্ক্রিয়া প্রয়োজন বলে ধরে নেওয়া হয়। যাইহোক, যেমন প্রথম উল্লেখ করা হয়েছে [জে. Wisdom, Science 299, 1865-1869 (2003)] এবং পরে [E. গুয়েরন, বিজ্ঞান আমি 301, 38-45 (2009)] এবং [জে. Avron, O. Kenneth, New J. Phys, 8, 68 (2006)], অনুবাদের নন-কমিউটাটিভিটি মাধ্যাকর্ষণ বাঁকানো স্থানকাল বা বাস্তব-বিশ্বের পরিবেশে লোকোমোটর দ্বারা সম্মুখীন বাঁকা পৃষ্ঠগুলিতে ভরবেগ বিনিময় ছাড়াই অনুবাদের অনুমতি দেয়। 

এই ধারণাটি উপলব্ধি করার জন্য যা প্রায় 20 বছর ধরে পরীক্ষা-নিরীক্ষায় অপ্রমাণিত ছিল, আমরা দেখাই যে বাঁকা ট্র্যাকের উপর চালিত মোটর সমন্বিত একটি নির্ভুল রোবোফিজিক্যাল যন্ত্রপাতি (এবং এর ফলে একটি কঠিন স্তর ছাড়াই একটি গোলাকার পৃষ্ঠে সীমাবদ্ধ) পরিবেশগত গতি বিনিময় ছাড়াই স্ব-চালিত হতে পারে। এটি পরিবেশের বিপরীত বক্রতার সাথে তুলনীয় আকৃতির পরিবর্তন ঘটায় এবং প্রতি গিটে 10−1 সেন্টিমিটার চলাচল করে। 

যদিও এই সরল জ্যামিতিক প্রভাব স্বল্প সময়ের মধ্যে প্রাধান্য পায়, অবশেষে বিচ্ছিন্ন (ঘর্ষণমূলক) এবং রক্ষণশীল শক্তিগুলি, বাস্তব ব্যবস্থায় সর্বব্যাপী, একটি উদীয়মান গতিশীলতা তৈরি করতে এটির সাথে মিলিত হয় যেখানে সাঁতারের গতি এমন একটি শক্তি তৈরি করে যা অবশিষ্ট মহাকর্ষীয় শক্তিগুলির বিরুদ্ধে ভারসাম্যপূর্ণ। . এইভাবে, রোবট উভয়ই গতি ছাড়াই সাঁতার কাটে এবং একটি সীমিত গতির সাথে জায়গায় স্থির হয়ে যায় যা সাঁতারের গতি বন্ধ করে ছেড়ে দেওয়া যেতে পারে। 

আমরা কল্পনা করি যে আমাদের কাজটি বিভিন্ন প্রেক্ষাপটে কাজে লাগবে, যেমন বক্র স্থানের সক্রিয় পদার্থ এবং বাঁকা পৃষ্ঠের সাথে বাস্তব-বিশ্বের পরিবেশে নেভিগেট করা রোবট। যদিও এই সরল জ্যামিতিক প্রভাব স্বল্প সময়ের মধ্যে প্রাধান্য পায়, অবশেষে বিচ্ছিন্ন (ঘর্ষণমূলক) এবং রক্ষণশীল শক্তিগুলি, বাস্তব ব্যবস্থায় সর্বব্যাপী, একটি উদীয়মান গতিশীলতা তৈরি করতে এটির সাথে মিলিত হয় যেখানে সাঁতারের গতি এমন একটি শক্তি তৈরি করে যা অবশিষ্ট মহাকর্ষীয় শক্তিগুলির বিরুদ্ধে ভারসাম্যপূর্ণ। . এইভাবে, রোবট উভয়ই গতি ছাড়াই সাঁতার কাটে এবং একটি সীমিত গতির সাথে জায়গায় স্থির হয়ে যায় যা সাঁতারের গতি বন্ধ করে ছেড়ে দেওয়া যেতে পারে।