அல்ட்ராகோல்ட் மூலக்கூறுகளை நுண்ணலைகளுடன் பாதுகாத்தல்
அல்ட்ராகோல்ட் மூலக்கூறுகள் புதிய குவாண்டம் தொழில்நுட்பங்களில் பயன்பாடுகளுக்கு உறுதியளிக்கின்றன. துரதிர்ஷ்டவசமாக, இந்த மூலக்கூறுகள் ஒன்றுடன் ஒன்று மோதி அழிக்கப்படுகின்றன. ஹார்வர்ட் பல்கலைக்கழகம், எம்ஐடி, கொரியா பல்கலைக்கழகம் மற்றும் ராட்பவுட் பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்கள் நுண்ணுயிரிகளைப் பயன்படுத்தி மூலக்கூறுகளுக்கிடையேயான தொடர்புகளை வழிநடத்துவதன் மூலம் இந்த மோதல் இழப்புகளைத் தடுக்க முடியும் என்பதை நிரூபித்துள்ளனர். அவர்களின் கட்டுரை ஆகஸ்ட் 13 அன்று அறிவியலில் வெளியிடப்படும்.
குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் மற்றும் குவாண்டம் சிமுலேஷன் போன்ற வரவிருக்கும் குவாண்டம் தொழில்நுட்பங்கள் இப்போது பரபரப்பாக உள்ளன. சிக்கிய அயனிகள் மற்றும் ரைட்பெர்க் அணு வரிசைகள் போன்ற பல்வேறு தளங்களில் அவற்றின் உணர்தலை நோக்கி மிகப்பெரிய பாய்ச்சல்கள் செய்யப்படுகின்றன. அல்ட்ராகோல்ட் மூலக்கூறுகள் மற்றொரு நம்பிக்கைக்குரிய தளமாகும். துரதிர்ஷ்டவசமாக, மூலக்கூறுகளுக்கிடையேயான மோதல்கள் இரசாயன ரீதியாக எதிர்வினையாற்றுவதைப் போல இழப்புக்கு வழிவகுக்கிறது, இது கடந்த தசாப்தத்தில் மூலக்கூறுகளை குளிர்விக்கும் திறனைக் குறைத்துள்ளது. மைக்ரோவேவ் பயன்படுத்தி மூலக்கூறுகளுக்கு இடையேயான பொறியியல் விரட்டும் தொடர்புகளால் இந்த மோதல் இழப்புகளை அடக்க முடியும் என்பதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழு இப்போது நிரூபித்துள்ளது.
மோதல் இழப்புகளை நீக்குதல் மற்றும் மீள் மோதல்களை அதிகரிப்பது ஒரு குவாண்டம் வாயுவிற்கு குளிரூட்டும் மூலக்கூறுகளை செயல்படுத்துகிறது மற்றும் அவற்றின் பயன்பாட்டை புதிய குவாண்டம் தொழில்நுட்பங்களில் எட்டும். அல்ட்ராகோல்ட் மூலக்கூறுகளின் தனித்துவமான சலுகை என்னவென்றால், மூலக்கூறுகளுக்கிடையேயான தொடர்புகளை வெளிப்புற புலங்களைப் பயன்படுத்தி ஆய்வகத்தில் ஒரு குமிழ் திருப்புவதன் மூலம் டியூன் செய்து கட்டுப்படுத்த முடியும். உதாரணமாக, மூலக்கூறுகள் நுண்ணலைகளுக்கு வெளிப்படும் போது, அவற்றின் இருமுனை தருணங்கள் நுண்ணலைகளுடன் ஊசலாடும். இந்த வழியில் மூலக்கூறு இருமுனை தருணங்களுக்கு இடையிலான தொடர்புகளை நாம் கட்டுப்படுத்தலாம்.
மைக்ரோவேவ் புலத்தைப் பின்தொடர்வதற்குப் பதிலாக, இருமுனை தருணங்கள் ஒன்றுக்கொன்று ஒன்றிணைக்கலாம், இது மூலக்கூறுகளுக்கு இடையில் ஈர்ப்பு அல்லது விலக்கை ஏற்படுத்தும். மூலக்கூறுகளுக்கு இடையேயான விலகல் ஒன்றுடன் ஒன்று நெருங்குவதைத் தடுக்கலாம். “இந்த வழியில் நாம் மூலக்கூறுகளை மோதல் இழப்புகளிலிருந்து பாதுகாக்க முடியும்” என்று ராட்பவுட் பல்கலைக்கழகத்தின் டிஜ்ஸ் கர்மன் விளக்குகிறார், இந்த முறையை முன்மொழிந்தவர் மற்றும் அதன் கணக்கீடுகள் பரிசோதனையை வழிநடத்தியது.
சோதனை உணர்தல்
முதன்முறையாக, ஹார்வர்ட் பல்கலைக்கழகத்தில் பேராசிரியர் ஜான் டாய்லின் ஆய்வகத்தில் மைக்ரோவேவ் ஷீல்டிங் சோதனை முறையில் நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த சோதனை லேசர் கூலிங் எனப்படும் நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி 100 µK வெப்பநிலையில் குளிர்விக்கப்படும் கால்சியம் மோனோஃப்ளோரைடு மூலக்கூறுகளை (CaF) பயன்படுத்துகிறது. இந்த மூலக்கூறுகள் கவனம் செலுத்தும் லேசர் ஒளியால் செய்யப்பட்ட தனிப்பட்ட பொறிகளில் சேமிக்கப்படுகின்றன, அவை ஆப்டிகல் சாமணம் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. இந்த இரண்டு சாமணம், ஒவ்வொன்றும் ஒற்றை மூலக்கூறு கொண்டவை, பின்னர் சரியாக இரண்டு மூலக்கூறுகளுக்கிடையில் மோதல்களைப் படிக்க இணைக்கப்படுகின்றன. மூலக்கூறுகளை பாதுகாக்க, அவை ஆண்டெனாக்களின் வரிசையில் இருந்து நுண்ணலைகளுக்கு வெளிப்படும். இந்த வழியில், இயற்பியலாளர்கள் மோதல் இழப்பிலிருந்து பாதுகாக்கும் மூலக்கூறுகளுக்கிடையேயான வெறுப்பூட்டும் தொடர்புகளை உருவாக்கினர். இழப்பு விகிதம் ஆறு காரணிகளால் குறைக்கப்பட்டுள்ளது.
மூலக்கூறுகளின் குவாண்டம் வாயுவுக்கு குளிர்ச்சி
மோதல் இழப்புகளை அடக்குவதோடு மட்டுமல்லாமல், மூலக்கூறுகள் தொலைவில் இருக்கும்போது அவற்றை விரட்டுவது வேகமான மீள் மோதல்களுக்கு வழிவகுக்கிறது. இங்கே மீள் மோதல்கள் காரணி 17 மூலம் அதிகரிக்கப்படுகிறது. இந்த மீள் மோதல்கள் வெப்பமயமாக்கலுக்கு முக்கியம். வேகமான வெப்பமயமாக்கல் மற்றும் மெதுவான இழப்பு என்பது ஆவியாதல் மூலம் மூலக்கூறுகளை மேலும் குளிர்விக்கத் தேவையானது, இது களத்தில் நீண்டகால மைல்கல்லாகும். எனவே, இங்கு நிரூபிக்கப்பட்ட கவசம் அல்ட்ராகோல்ட் மூலக்கூறுகளின் குவாண்டம் வாயுவை உருவாக்கும் மற்றும் குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் மற்றும் குவாண்டம் சிமுலேஷன் போன்ற எதிர்கால குவாண்டம் தொழில்நுட்பங்களை உணர்ந்து கொள்வதற்கான முக்கிய படியாகும்.
References: