வெற்றிடத்தில் லேசர் கற்றைகளை தெரிய வைக்க ஆய்வு
பான் பல்கலைக்கழகத்தில் உருவாக்கப்பட்ட ஒரு புதிய முறை குவாண்டம் ஒளியியல் பரிசோதனைகளுக்கான மிகத் துல்லியமான சரிசெய்தலை எளிதாக்குகிறது.
ஒளியின் ஒளிக்கற்றை அது பொருள் துகள்களைத் தாக்கி சிதறும்போது அல்லது அவற்றால் பிரதிபலிக்கும்போது மட்டுமே காண முடியும். வெற்றிடத்தில், அது கண்ணுக்கு தெரியாது. பான் பல்கலைக்கழகத்தின் இயற்பியலாளர்கள் இப்போது லேசர் கற்றைகளை இந்த நிலைமைகளின் கீழ் காட்சிப்படுத்த அனுமதிக்கும் ஒரு முறையை உருவாக்கியுள்ளனர். தனிப்பட்ட அணுக்களைக் கையாளத் தேவையான அதி-துல்லியமான லேசர் சீரமைப்பைச் செய்வதை இந்த முறை எளிதாக்குகிறது. ஆராய்ச்சியாளர்கள் இப்போது தங்கள் முறையை பிசிக்கல் ரிவியூ அப்ளைடு இதழில் வழங்கியுள்ளனர்.
தனிப்பட்ட அணுக்கள் ஒன்றோடொன்று தொடர்பு கொள்ளும் போது, அவற்றின் குவாண்டம் நடத்தை காரணமாக அவை பெரும்பாலும் அசாதாரணமான நடத்தையை வெளிப்படுத்துகின்றன. உதாரணமாக, குவாண்டம் கணினிகள் என்று அழைக்கப்படுவதை உருவாக்க இந்த விளைவுகள் பயன்படுத்தப்படலாம், இதனால் வழக்கமான கணினிகள் போராடும் சில சிக்கல்களை தீர்க்க முடியும். எவ்வாறாயினும், இத்தகைய சோதனைகளுக்கு, தனி அணுக்களை சரியான நிலைக்கு மாற்றுவது அவசியம். பான் பல்கலைக்கழகத்தில் பயன்பாட்டு இயற்பியல் நிறுவனத்தில் ஆய்வுக்கு தலைமை தாங்கிய டாக்டர் ஆண்ட்ரியா ஆல்பெர்டி விளக்குகிறார், ஒளியின் கன்வேயர் பெல்ட்களாக விளங்கும் லேசர் கற்றைகளைப் பயன்படுத்தி இதைச் செய்கிறோம்.
ஒளியின் அத்தகைய கன்வேயர் பெல்ட் எண்ணற்ற பாக்கெட்டுகளைக் கொண்டுள்ளது, ஒவ்வொன்றும் ஒரு அணுவை வைத்திருக்க முடியும். இந்த பைகளை விருப்பத்தின் பேரில் முன்னும் பின்னுமாக நகர்த்தலாம், இது ஒரு அணுவை விண்வெளியில் ஒரு குறிப்பிட்ட இடத்திற்கு கொண்டு செல்ல அனுமதிக்கிறது. நீங்கள் அணுக்களை வெவ்வேறு திசைகளில் நகர்த்த விரும்பினால், உங்களுக்கு பொதுவாக இந்த கன்வேயர் பெல்ட்கள் பல தேவைப்படும். அதிக அணுக்கள் ஒரே இடத்திற்கு கொண்டு செல்லப்படும்போது, அவை ஒன்றுடன் ஒன்று தொடர்பு கொள்ள முடியும். கட்டுப்படுத்தப்பட்ட நிலைமைகளின் கீழ் இந்த செயல்முறை நடைபெற, கன்வேயர் பெல்ட்டின் அனைத்து பாக்கெட்டுகளும் ஒரே வடிவத்தையும் ஆழத்தையும் கொண்டிருக்க வேண்டும். “இந்த ஒருமைப்பாட்டை உறுதி செய்ய, லேசர்கள் மைக்ரோமீட்டர் துல்லியத்துடன் ஒன்றுடன் ஒன்று இருக்க வேண்டும்” என்று ஆய்வின் முன்னணி எழுத்தாளர் கௌதம் ரமோலா விளக்குகிறார்.
இந்த பணி ஒலியை விட குறைவான அற்பமானது. ஒன்று, அதற்கு மிகத் துல்லியம் தேவை. “இது ஒரு கால்பந்து அரங்கத்தின் ஸ்டாண்டிலிருந்து லேசர் பாயிண்டரை கிக்ஆஃப் இடத்தில் இருக்கும் ஒரு பீன் அடிக்க இலக்கு வைப்பது போன்றது” என்று ஆல்பெர்டி தெளிவுபடுத்துகிறார். “ஆனால் அது எல்லாம் இல்லை – நீங்கள் அதை கண்மூடித்தனமாக செய்ய வேண்டும்.” ஏனென்றால், குவாண்டம் சோதனைகள் கிட்டத்தட்ட சரியான வெற்றிடத்தில் நடைபெறுகின்றன, அங்கு லேசர் கற்றைகள் கண்ணுக்கு தெரியாதவை.
பான் ஆராய்ச்சியாளர்கள் லேசர் கற்றைகளின் பரவலை அளக்க அணுக்களைப் பயன்படுத்தினர். “இதைச் செய்ய, நாங்கள் முதலில் லேசர் ஒளியை ஒரு சிறப்பியல்பு முறையில் மாற்றினோம் – அதை நீள்வட்ட துருவமுனைப்பு என்றும் அழைக்கிறோம்,” என்று ஆல்பர்டி விளக்குகிறார். இந்த வழியில் தயாரிக்கப்பட்ட லேசர் கற்றை மூலம் அணுக்கள் ஒளிரும் போது, அவை அவற்றின் நிலையை ஒரு சிறப்பியல்பு முறையில் மாற்றியமைக்கின்றன. இந்த மாற்றங்களை மிக அதிக துல்லியத்துடன் அளவிட முடியும்.
“ஒவ்வொரு அணுவும் கற்றையின் தீவிரத்தை பதிவு செய்யும் ஒரு சிறிய சென்சார் போல செயல்படுகிறது” என்று ஆல்பர்டி தொடர்கிறார். “பல்வேறு இடங்களில் உள்ள ஆயிரக்கணக்கான அணுக்களை ஆராய்வதன் மூலம், ஒரு மில்லிமீட்டரின் சில ஆயிரத்தில் ஒரு பகுதிக்குள் பீமின் இருப்பிடத்தை நாம் தீர்மானிக்க முடியும்.”
இந்த வழியில், ஆராய்ச்சியாளர்கள் வெற்றி பெற்றனர், எடுத்துக்காட்டாக, நான்கு லேசர் கற்றைகளை சரிசெய்வதில் அவர்கள் விரும்பிய நிலையில் வெட்டும். “அத்தகைய சரிசெய்தல் பொதுவாக பல வாரங்கள் எடுக்கும், மேலும் உகந்த நிலையை அடைந்துவிட்டீர்கள் என்பதற்கு உங்களுக்கு இன்னும் உத்தரவாதம் இல்லை” என்று ஆல்பெர்டி கூறுகிறார். “எங்கள் செயல்முறை மூலம், இதைச் செய்ய எங்களுக்கு ஒரு நாள் மட்டுமே தேவைப்பட்டது.”
References: