திருகு மீள் அலைகள் மூலம் சுற்றுப்பாதை கோண உந்தம்

எக்ஸிடெர் பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்கள், கோட்பாட்டளவில், திருகு மீள் அலைகள் (சுழல் அலைகள் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன) நன்கு வரையறுக்கப்பட்ட சுற்றுப்பாதை கோண உந்தத்தைக் கொண்டு செல்கின்றன என்பதைக் காட்டியுள்ளனர். இயற்பியல் மறுஆய்வு கடிதங்கள் இதழில் வெளியிடப்பட்ட அவர்களின் ஆய்வறிக்கையில், குழுவானது அலுமினியக் குழாய் மற்றும் புதிய வகையான பயன்பாடுகளில் குழாயின் சுவர்களில் நகரும் அதிர்வு அலைகளைப் பயன்படுத்துவதற்கான சாத்தியக்கூறுகளைக் காட்டும் உருவகப்படுத்துதல்கள் மூலம் அவர்கள் நடத்திய சோதனைகள் விவரிக்கப்படுகிறது.

முறுக்கப்பட்ட லேசர் கற்றையின் சுழல் அலைமுனையானது அதன் சுற்றுப்பாதை கோண உந்தம் (OAM-Orbital Angular Momentum) காரணமாக திருகைப் போல சுழற்ற முடியும் என்று முந்தைய ஆராய்ச்சி காட்டுகிறது. ஒலி அலைகளிலும் இது உண்மையாக இருக்குமா என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஆராய முற்பட்டனர். ஒரு குழாயின் சுவர்கள் வழியாக மீள் அலையைத் தள்ளுவதன் மூலம் சுழல் அலைகளை உருவாக்க முடியும் என்றும் முந்தைய ஆராய்ச்சி காட்டுகிறது. இந்த அலைகள் மூலம் சுற்றுப்பாதை கோண உந்தத்தை (OAM) கொண்டு செல்ல முடியுமா என்பதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டறிய முயன்றனர். குழாயின் நீளத்தில் பயணிக்கும் மீள் அலைகள் சுழல் அலைகளாக பயணிப்பதால் குழாயின் சுற்றளவில் சுருண்டு செல்லும் நெகிழ்வு அலைகளாக மாற்றப்படும் என்பதைக் காட்டும் சோதனைக் குழாயை (குழாயின் ஒரு பகுதியை வேறு பொருளால் மாற்றியமைக்கப்பட்டது) உருவாக்குவதன் மூலம் சோதனைத் தொடங்கப்பட்டது. அடுத்ததாக நிலைமையை கோட்பாட்டு ரீதியாக பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டது மற்றும் அந்த அலை உண்மையில் சுற்றுப்பாதை கோண உந்தத்தை எடுத்துச் செல்லும் என்று காட்டும் உருவகப்படுத்துதல்களை உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்பட்டது.

மேலும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் அலைகள் குழாயின் கடைசியில் ஒரு திரவமாக நகர்வதை கற்பனை செய்து பார்த்தனர். இத்தகைய அலைகள் தண்ணீரில் ஏற்படுத்தும் தாக்கத்தை ஆய்வு செய்ததில், அவை சுழல் அலைமுனைகளைக் கொண்ட அழுத்த அலைகளை ஏற்படுத்தியது கண்டறியப்பட்டது. சில பயன்பாடுகளில் திரவ ஓட்டத்தை கண்காணிக்க அல்லது குழாய்களில் விரிசல்களைக் கண்டறிய இந்த பொருள் பயன்படுத்தப்படலாம் என்றும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் குறிப்பிடுகின்றனர். ஒலியியல் சாமணத்தை(Acoustic Tweezers) உருவாக்கவும் பயன்படுத்தவும் சுற்றுப்பாதை கோண உந்தத்துடன் அழுத்த அலைகள் பயன்படுத்தப்படலாம் என்றும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் சுட்டிக்காட்டுகின்றனர். எடுத்துக்காட்டாக, உயிரியல் அமைப்புகளில் சிறிய பொருட்களைக் கையாளும் திறன் கொண்ட கருவிகளை உருவாக்க நுட்பம் பயன்படுத்தப்படலாம். மேலும் நுண்பாய்ம மின்சுற்றை உருவாக்குவதிலும் இதன் பயன்பாடு அடங்கும்.

References:

• Wright, Katherine. “Waves in a Solid Imitate Twisted Light.” Physics15 (2022): 21.
• Simpson, N. B. (1998). Optical spanners and improved optical tweezers. University of St. Andrews (United Kingdom).
• Dholakia, K., & Lee, W. M. (2008). Optical trapping takes shape: the use of structured light fields. Advances in Atomic, Molecular, and Optical Physics, 56, 261-337.