கம்பி கடத்தியைப் பயன்படுத்தி அயனிகளை இணைத்தல்

ஒரு கம்பி கடத்தியைப் பயன்படுத்தி தொலைநிலை அயனிகளை இணைப்பதில் இரண்டு ஆராய்ச்சியாளர்களின் குழுக்கள் வெற்றி பெற்றுள்ளன. தனித்தனி துகள்கள் ஒன்றுக்கொன்று அடுத்ததாக இருக்கும்போது அவை உருவாக்கும் மின்னூட்டம் மூலம் ஒன்றையொன்று உணர முடியும் என்பதை இரு அணிகளும் நிரூபித்துள்ளன. முதல் முயற்சியாக, பெர்க்லியில் உள்ள கலிபோர்னியா பல்கலைக்கழகத்தின் ஒரு குழு இரண்டு அயனிகளை ஒரு சிறிய இடைவெளியில் இணைத்து, ஒன்றை குளிர்விப்பதன் மூலம் மற்றொன்றில் குளிர்ச்சியை உணர வைத்தது. இரண்டாவது முயற்சியில், ஒரு சர்வதேச ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழு முதல் அயனியை குளிர்வித்து, கம்பியில் ஒலி அதிர் உண்டாக்கும் பொருளைப் (Resonator) பயன்படுத்துவதன் மூலம் இரண்டாவது அயனியும் குளிர்விக்கப்பட்டன. முதல் குழு, பிசிகல் ரிவியூ லெட்டர்ஸ் இதழில் தங்கள் முடிவுகளை வெளியிட்டது. இரண்டாவது குழு நேச்சர் இதழில் தங்கள் படைப்புகளை வெளியிட்டது.

குவாண்டம் ஆராய்ச்சிகள் முதல் துல்லியமான அளவியல் நடத்துவது வரை நவீன இயற்பியலில் குளிரூட்டல் செய்யப்பட்ட மின்னூட்ட துகள் ஒரு முக்கிய அங்கமாக மாறியுள்ளது. சமீபத்தில், இயற்பியலாளர்கள் குளிர்ச்சியை உள்ளடக்கிய சோதனைகளை நடத்தி வருகின்றனர். இது பொதுவாக மிகவும் நெருக்கமாக இயங்கும் துகள்களுக்கு இடையிலான கூலூம் தொடர்புகளை உள்ளடக்கியது. மேலும் தொலைவில் உள்ள துகள்களுடன் இதுபோன்ற சோதனைகள் பலனளிக்கும் போது, ​​இயற்பியலாளர்கள் துகள்களுக்கு இடையில் சிறிய தூரத்தில் இதேபோன்ற சோதனைகளை நடத்தும் திறனை விரும்புகிறார்கள். குழந்தைகள் உருவாக்கிய பழைய டின்-கேன் ஃபோனை ஒத்த அணுகுமுறையைப் பயன்படுத்தி, கம்பியில்லாக் கடத்தியைப் பயன்படுத்தி அதே இலக்கை அடைய முடியும் என்பதை இரு அணிகளும் நிரூபித்துள்ளன. தனிமையில் விடப்பட்டால், சுற்றுச்சூழலுடனான தொடர்புகளின் காரணமாக அயனிகள் வெப்பமடைகின்றன என்ற உண்மையைச் சுற்றி இரண்டு ஆராய்ச்சிகளும் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன.

இரண்டாவது குழுவின் வேலையில் கால்சியம் அயனிகளை ஒன்றிலிருந்து 0.5 மிமீ தொலைவில் சிக்க வைப்பது. சிலிக்கானின் மின்முனைகளை பொறிப்பதன் மூலம் இரண்டு பொறிகளும் புனையப்பட்டன. பின்னர் ஒரு சிறிய கம்பியை ஒன்றிலிருந்து மற்றொன்றுக்கு இணைத்து, இரண்டாவது கம்பியின் வெப்பத்தை அளந்தனர். ஒரு அயனியை குளிர்விப்பது இரண்டாவது அயனி வெப்பமடையும் விகிதத்தை குறைக்கிறது என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டறிந்தனர்.

இரண்டாவது குழு செய்த வேலை முதல் அணி செய்த வேலையுடன் ஒப்பிடத்தக்கது. அவர்கள் ஒரு ஜோடி பெரிலியம் அயனிகளில் ஒன்றை 9cm இடைவெளியில் குளிர்வித்து, பின்னர் இரண்டாவது அயனியில் ஏற்படும் மாற்றத்தை அளவிட்டனர். இரண்டாவது குழு ஒரு ரெசனேட்டரை இணைத்தனர், இதில் குளிரூட்டும் தூரங்களையும் வலிமையையும் அதிகரித்தனர். இதன் விளைவாக இரண்டாவது அயனியில் குளிர்ச்சி ஏற்பட்டது.

References:

• An, D., Alonso, A. M., Matthiesen, C., & Häffner, H. (2022). Coupling two laser-cooled ions via a room-temperature conductor. Physical Review Letters, 128(6), 063201.
• Schmiegelow, C. T. (2022). “Tin-Can Telephone” Connects Two Ions. Physics, 15, 16.
• Qi, Z., & Koenig Jr, G. M. (2016). A carbon-free lithium-ion solid dispersion redox couple with low viscosity for redox flow batteries. Journal of Power Sources, 323, 97-106.