இரட்டைப் பிளவு பரிசோதனையை நடத்த மூலக்கூறுகள் மற்றும் அணுக்களைப் பயன்படுத்துதல்  எவ்வாறு?

ஸ்டான்போர்ட் பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழு, புகழ்பெற்ற இரட்டைப் பிளவு பரிசோதனையை மூலக்கூறு அளவில் நடத்துவதற்கான வழியை உருவாக்கியுள்ளது. அறிவியல் இதழில் வெளியிடப்பட்ட அவர்களின் ஆய்வறிக்கையில், இந்த அறிவியல் நுட்பத்தை விவரிக்கிறது மற்றும் பிற மூலக்கூறு சோதனைகளுக்கு உதவ இது பயன்படுத்தப்படலாம் என்று பரிந்துரைக்கிறது.

1801-ஆம் ஆண்டில், தாமஸ் யங் இரட்டை பிளவு பரிசோதனையை நடத்தினார். அந்த நேரத்தில், ஒளி ஒரு அலையாக செயல்படுகிறது என்பதை நிரூபிக்க ஒரு வழிமுறையாக அதைப் பயன்படுத்தினார். அப்போதிருந்து, ஒளி நிச்சயமாக ஒரு துகள் போல செயல்படுவது உறுதிசெய்யப்பட்டது. மேலும் இரட்டை பிளவு சோதனை பல்வேறு நிலைமைகளின் கீழ் பல்வேறு வழிகளில் நடத்தப்பட்டது. எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் அணுக்கள் மற்றும் மூலக்கூறுகள் ஒரே மாதிரியான நடத்தையை வெளிப்படுத்தின. இந்த புதிய முயற்சியில், மூலக்கூறுகள், ஒற்றை அணுக்கள் மற்றும் லேசர்களைத் தவிர வேறு எதையோ பயன்படுத்தி ஆராய்ச்சியாளர்கள் சோதனையை ஒரு புதிய நிலைக்கு கொண்டு சென்றுள்ளனர். அசல் இரட்டைப் பிளவு பரிசோதனையில், ஒளியானது இரண்டு பிளவுகளின் வழியாகப் பாதைகளின் சூப்பர்போசிஷனில் சென்றது. இந்த புதிய முறையில், ஒரே ஒரு பிளவு மட்டுமே உள்ளது. ஆனால் அது நிலைகளின் மேல் நிலையில் உள்ளது.

குழுவின் சோதனையானது -272 டிகிரி செல்சியஸ் வரை குளிரூட்டப்பட்ட ஒரு அறையில் டியூட்டீரியம் மற்றும் ஹீலியம் மூலக்கூறுகளின் கற்றை உருவாக்குவதை உள்ளடக்கியது. டியூட்டீரியம் மூலக்கூறுகளை வெவ்வேறு நோக்குநிலைகளுடன் ஒரு குறிப்பிட்ட அதிர்வு மற்றும் சுழற்சி நிலைக்கு தள்ள துருவப்படுத்தப்பட்ட லேசர் வெடிப்புகளின் ஜோடிகளைப் பயன்படுத்தினர். ஒன்றுக்கொன்று செங்கோணங்களில், இவை சோதனைக்கான பிளவுகளாக செயல்பட்டன. குழு மற்ற டியூட்டீரியம் மூலக்கூறுகளை ஒரு நிலைக்கு கட்டாயப்படுத்தியது. அங்கு அவை பிளவுகளின் இரண்டு நோக்குநிலைகளின் அனுமானமாக இருந்தன. ஹீலியம் அணுக்கள் சூப்பர்போஸ் செய்யப்பட்ட மூலக்கூறுகளிலிருந்து (ஒன்றோடு ஒன்று குறுக்கிடும் வெவ்வேறு பாதைகளில்) சிதறடிக்கப்படுவதால், டியூட்டீரியம் ஒரு வகையில் அவை இரண்டையும் ஒரே நேரத்தில் “உணர” முடியும். ஹீலியம் அணுக்கள் மூலக்கூறுகளுடன் மோதியதால், டியூட்டீரியம் அணுக்கள் அவற்றின் அசல் நிலைக்கு மீண்டும் வெளியிடப்பட்டன, அவை அயனியாக்கம் செய்யப்பட்டு ஆய்வுக் குழுவால் ஆய்வு செய்யப்பட்டன.

இரட்டை பிளவு பரிசோதனையை ஒரு புதிய வழியில் நடத்துவதோடு, அவர்களின் பணி புதிய வகைப் பொருட்களைத் தயாரிப்பதன் மூலம் குவாண்டம் நடத்தையைப் புதிய வழியில் படிப்பதற்கான அடித்தளத்தை அமைக்கிறது என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் தெரிவிக்கின்றனர். சீர்குலைவைப் படிப்பதில் பயன்படுத்துவதற்கு அவர்களின் நுட்பங்களையும் மாற்றியமைக்கலாம் என்று பரிந்துரைத்து அவர்களின் முடிவு.

References:

• Baltenkov, A. S., Becker, U., Manson, S. T., & Msezane, A. Z. (2012). Interference in the molecular photoionization and Young’s double-slit experiment. Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics, 45(3), 035202.
• Liu, X. J., Miao, Q., Gel’Mukhanov, F., Patanen, M., Travnikova, O., Nicolas, C., & Miron, C. (2015). Einstein–Bohr recoiling double-slit gedanken experiment performed at the molecular level. Nature Photonics, 9(2), 120-125.
• Liu, X. J., Cherepkov, N. A., Semenov, S. K., Kimberg, V., Gel’mukhanov, F., Prümper, G., & Ueda, K. (2006). Young’s double-slit experiment using core-level photoemission from N2: revisiting Cohen–Fano’s two-centre interference phenomenon. Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics, 39(23), 4801.
• Kunitski, M., Eicke, N., Huber, P., Köhler, J., Zeller, S., Voigtsberger, J., & Dörner, R. (2019). Double-slit photoelectron interference in strong-field ionization of the neon dimer. Nature communications, 10(1), 1-7.
• Carnal, O., & Mlynek, J. (1991). Young’s double-slit experiment with atoms: A simple atom interferometer. Physical review letters, 66(21), 2689.