மூலக்கூறு ஒளிச்சேர்க்கையில் விக்னர் நேர தாமதத்தின் அட்டோசெகண்ட் அளவிலான அளவீடு

ஒளிமின்னழுத்த விளைவு என்பது அணுக்கள், மூலக்கூறுகள் மற்றும் அமுக்கப்பட்ட பொருட்களில் வேகமான இயக்கவியலை ஆய்வு செய்வதில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் அடிப்படை ஒளி-பொருள் தொடர்புகளில் ஒன்றாகும். இது 100 ஆண்டுகளுக்கும் மேலாக ஆராய்ச்சி மையமாக உள்ளது, மேலும் அதன் பெரும்பாலான இயற்கை கூறுகள் நன்கு புரிந்து கொள்ளப்படுகின்றன. எவ்வாறாயினும், ஒளிச்சேர்க்கை செயல்முறை எவ்வளவு நேரம் எடுக்கும் மற்றும் அளவிடப்பட்ட நேர தாமதத்திற்கு காரணமான குறிப்பிட்ட வழிமுறைகளை எவ்வாறு அடையாளம் காண்பது என்பது பற்றிய அடிப்படை கேள்விகள் விவாதிக்கப்படுகின்றன.

நேரம் ஒரு குவாண்டம் ஆபரேட்டர் அல்ல என்ற உண்மையிலிருந்து சர்ச்சை வருகிறது. எனவே, அத்தகைய உமிழ்வு தாமதங்களை வகைப்படுத்தப் பயன்படுத்தக்கூடிய நன்கு கட்டமைக்கப்பட்ட மாறும் அவதானிப்புகள் எதுவும் இல்லை. எழுபது ஆண்டுகளுக்கு முன்பு ஐசன்பட் மற்றும் விக்னர்ஸ் (பின்னர் ஸ்மித்) ஆகியோரால் முதலில் விவரிக்கப்பட்ட விக்னர் நேர தாமதத்தின் கருத்து, ஒளிச்சேர்க்கை செயல்முறையின் நேரத்தை விவரிக்க நீட்டிக்கப்பட்டுள்ளது. விக்னர் நேர தாமதம் என்பது உமிழப்படும் ஃபோட்டோ எலக்ட்ரானின் அலை பாக்கெட்டின் கட்ட மாற்றத்தின் ஆற்றல் வழித்தோன்றலாக வரையறுக்கப்படுகிறது. ஒளி அயனியாக்கம் நேர தாமதத்தையும் கட்ட மாற்றத்தைப் பயன்படுத்தி உருவாக்கலாம்.

பேராசிரியர் யுன்குவான் லியு தலைமையிலான ஒரு ஆய்வுக் குழு “இரட்டை-சுட்டி அட்டோகடிகாரம்” திட்டத்தை வழங்கியது, இதில் அணு மல்டிஃபோட்டான் அயனியாக்கம் (2018) அலை பாக்கெட்டுகளை உமிழும் கட்டம் மற்றும் வீச்சு ஆகியவற்றை ஆராய இரண்டு வண்ண இரு-வட்ட புலங்கள் பயன்படுத்தப்பட்டன. சமீபத்தில், இந்த ஆராய்ச்சிக் குழு இந்தத் திட்டத்தை அணுக்களிலிருந்து மூலக்கூறுகளுக்கு மாற்றியது. ஆராய்ச்சியின் முடிவுகள் அல்ட்ராஃபாஸ்ட் சயின்ஸில் வெளியிடப்பட்டுள்ளன.

அவர்கள் இரு வட்டப் புலங்களின் கீழ் சமச்சீரற்ற CO மூலக்கூறுகளின் நோக்குநிலை சார்ந்த ஒளிச்சேர்க்கையை சோதனை முறையில் அளந்தனர். பின்னர் அவர்கள் ஒளிமின்னழுத்த கோண விநியோகங்களில் மூலக்கூறு கூலூம் தொடர்பு மற்றும் மூலக்கூறு சுற்றுப்பாதை கட்டமைப்பின் நோக்குநிலை சார்ந்த நடத்தையைப் பிரித்தெடுக்க ஒரு செமிகிளாசிக்கல் நோனாடியாபாடிக் மூலக்கூறு குவாண்டம்-பாதை மான்டே கார்லோ (MO-QTMC-Molecular Quantum-Trajectory Monte Carlo) மாதிரியை உருவாக்கினர். உமிழப்படும் எலக்ட்ரான் அலை பாக்கெட்டுகளின் அதிவேக துணை-கூலூம் தடை கட்டத்தை அவர்கள் பிரித்தெடுத்துள்ளனர் மற்றும் ஒளிச்சேர்க்கையின் சமச்சீரற்ற நேர தாமதத்தை மறுகட்டமைத்தனர்.

செதுக்கப்பட்ட வட்டப் புலங்களைக் கொண்ட “டபுள்-பாய்ண்டர் அட்டோகடிகாரம்” திட்டம், நேரத்தைத் தீர்க்கும் ஒளிச்சேர்க்கை செயல்முறையை ஆராய்வதிலும், பாலிடோமிக் மூலக்கூறுகளின் நோக்குநிலை சார்ந்த விக்னர் நேர-தாமதத்தை அளவிடுவதிலும் உள்ள நம்பிக்கைக்குரிய சாத்தியமான பயன்பாட்டைக் காட்டுகிறது.

References:

• He, P. L., Hatsagortsyan, K. Z., & Keitel, C. H. (2022). Nondipole Time Delay and Double-Slit Interference in Tunneling Ionization. Physical Review Letters, 128(18), 183201.
• Babushkin, I., Galán, Á. J., de Andrade, J. R. C., Husakou, A., Morales, F., Kretschmar, M., … & Ivanov, M. (2022). All-optical attoclock for imaging tunnelling wavepackets. Nature Physics, 18(4), 417-422.
• Maquet, A., Caillat, J., & Taïeb, R. (2014). Attosecond delays in photoionization: time and quantum mechanics. Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics, 47(20), 204004.
• Deshmukh, P. C., Banerjee, S., Mandal, A., & Manson, S. T. (2021). Eisenbud–Wigner–Smith time delay in atom–laser interactions. The European Physical Journal Special Topics, 230(23), 4151-4164.
• Chacón, A., & Ruiz, C. (2018). Attosecond delay in the molecular photoionization of asymmetric molecules. Optics Express, 26(4), 4548-4562.