ਮੈਟਰ-ਵੇਵ ਪੋਲੀਟੋਨਸ ਦੀ ਖੋਜ ਨੇ ਫੋਟੋਨਿਕ ਕੁਆਂਟਮ ਤਕਨਾਲੋਜੀਆਂ 'ਤੇ ਨਵੀਂ ਰੌਸ਼ਨੀ ਪਾਈ
ਨੇਚਰ ਫਿਜ਼ਿਕਸ ਜਰਨਲ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ਿਤ ਖੋਜ 'ਦੂਜੀ ਕੁਆਂਟਮ ਕ੍ਰਾਂਤੀ' ਲਈ ਇੱਕ ਨਵਾਂ ਪਲੇਟਫਾਰਮ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦੀ ਹੈ।
ਕੁਆਂਟਮ ਵਿਗਿਆਨ ਅਤੇ ਤਕਨਾਲੋਜੀ (QIST) ਦੇ ਖੇਤਰ ਨੂੰ ਅੱਗੇ ਵਧਾਉਣ ਵਾਲੇ ਪ੍ਰਯੋਗਾਤਮਕ ਪਲੇਟਫਾਰਮਾਂ ਦਾ ਵਿਕਾਸ ਕਿਸੇ ਵੀ ਸੰਕਟਕਾਲੀਨ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਲਈ ਆਮ ਫਾਇਦਿਆਂ ਅਤੇ ਚੁਣੌਤੀਆਂ ਦੇ ਇੱਕ ਵਿਲੱਖਣ ਸਮੂਹ ਦੇ ਨਾਲ ਆਉਂਦਾ ਹੈ। ਸਟੋਨੀ ਬਰੂਕ ਯੂਨੀਵਰਸਿਟੀ ਦੇ ਖੋਜਕਰਤਾ, ਡੋਮਿਨਿਕ ਸ਼ਨੇਬਲ, ਪੀਐਚਡੀ ਦੀ ਅਗਵਾਈ ਵਿੱਚ, ਇੱਕ ਆਪਟੀਕਲ ਜਾਲੀ ਵਿੱਚ ਮੈਟਰ-ਵੇਵ ਪੋਲੀਟੋਨਸ ਦੇ ਗਠਨ ਦੀ ਰਿਪੋਰਟ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਇੱਕ ਪ੍ਰਯੋਗਾਤਮਕ ਖੋਜ ਜੋ ਅਲਟਰਾਕੋਲਡ ਐਟਮਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ ਸਿੱਧੇ ਕੁਆਂਟਮ ਸਿਮੂਲੇਸ਼ਨ ਦੁਆਰਾ ਇੱਕ ਕੇਂਦਰੀ QIST ਪੈਰਾਡਾਈਮ ਦੇ ਅਧਿਐਨ ਦੀ ਆਗਿਆ ਦਿੰਦੀ ਹੈ। ਵਿਗਿਆਨੀ ਪ੍ਰੋਜੈਕਟ ਕਰਦੇ ਹਨ ਕਿ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੇ ਨਾਵਲ ਕਵਾਸੀਪਾਰਟਿਕਲ, ਜੋ ਕਿ ਸਮੱਗਰੀ ਅਤੇ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਵਿੱਚ ਫੋਟੌਨਾਂ ਦੀ ਜ਼ੋਰਦਾਰ ਨਕਲ ਕਰਦੇ ਹਨ ਪਰ ਕੁਝ ਅੰਦਰੂਨੀ ਚੁਣੌਤੀਆਂ ਨੂੰ ਦੂਰ ਕਰਦੇ ਹਨ, QIST ਪਲੇਟਫਾਰਮਾਂ ਦੇ ਹੋਰ ਵਿਕਾਸ ਨੂੰ ਲਾਭ ਪਹੁੰਚਾਉਣਗੇ ਜੋ ਕੰਪਿਊਟਿੰਗ ਅਤੇ ਸੰਚਾਰ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਵਿੱਚ ਕ੍ਰਾਂਤੀ ਲਿਆਉਣ ਲਈ ਤਿਆਰ ਹਨ।
ਖੋਜ ਦੇ ਨਤੀਜੇ ਜਰਨਲ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ਿਤ ਇੱਕ ਪੇਪਰ ਵਿੱਚ ਵਿਸਤ੍ਰਿਤ ਹਨ ਕੁਦਰਤ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ.
ਅਧਿਐਨ ਨੇ ਬੁਨਿਆਦੀ ਪੋਲਰੀਟੋਨ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਅਤੇ ਸੰਬੰਧਿਤ ਕਈ-ਸਰੀਰ ਦੇ ਵਰਤਾਰਿਆਂ 'ਤੇ ਰੌਸ਼ਨੀ ਪਾਈ ਹੈ, ਅਤੇ ਇਹ ਪੋਲੈਰੀਟੋਨਿਕ ਕੁਆਂਟਮ ਪਦਾਰਥ ਦੇ ਅਧਿਐਨ ਲਈ ਨਵੀਂ ਸੰਭਾਵਨਾਵਾਂ ਨੂੰ ਖੋਲ੍ਹਦਾ ਹੈ।
ਫੋਟੌਨ-ਅਧਾਰਿਤ QIST ਪਲੇਟਫਾਰਮਾਂ ਨਾਲ ਕੰਮ ਕਰਨ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਚੁਣੌਤੀ ਇਹ ਹੈ ਕਿ ਜਦੋਂ ਕਿ ਫੋਟੌਨ ਕੁਆਂਟਮ ਜਾਣਕਾਰੀ ਦੇ ਆਦਰਸ਼ ਕੈਰੀਅਰ ਹੋ ਸਕਦੇ ਹਨ ਤਾਂ ਉਹ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਇੱਕ ਦੂਜੇ ਨਾਲ ਇੰਟਰੈਕਟ ਨਹੀਂ ਕਰਦੇ। ਅਜਿਹੀਆਂ ਪਰਸਪਰ ਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਦੀ ਅਣਹੋਂਦ ਉਹਨਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਕੁਆਂਟਮ ਜਾਣਕਾਰੀ ਦੇ ਨਿਯੰਤਰਿਤ ਵਟਾਂਦਰੇ ਨੂੰ ਵੀ ਰੋਕਦੀ ਹੈ। ਵਿਗਿਆਨੀਆਂ ਨੇ ਇਸ ਦੇ ਆਲੇ-ਦੁਆਲੇ ਇੱਕ ਰਸਤਾ ਲੱਭਿਆ ਹੈ ਫੋਟੌਨਾਂ ਨੂੰ ਸਮੱਗਰੀ ਵਿੱਚ ਭਾਰੀ ਉਤਸ਼ਾਹ ਨਾਲ ਜੋੜ ਕੇ, ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਅਤੇ ਪਦਾਰਥ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਪੋਲੀਟੋਨ, ਚਾਈਮੇਰਾ-ਵਰਗੇ ਹਾਈਬ੍ਰਿਡ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ। ਇਹਨਾਂ ਭਾਰੀ ਅਰਧ-ਕਣਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਟਕਰਾਅ ਫਿਰ ਫੋਟੌਨਾਂ ਲਈ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਪਰਸਪਰ ਪ੍ਰਭਾਵ ਪਾਉਣਾ ਸੰਭਵ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਫੋਟੌਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਕੁਆਂਟਮ ਗੇਟ ਓਪਰੇਸ਼ਨਾਂ ਅਤੇ ਅੰਤ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਪੂਰੇ QIST ਬੁਨਿਆਦੀ ਢਾਂਚੇ ਨੂੰ ਲਾਗੂ ਕਰਨ ਨੂੰ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾ ਸਕਦਾ ਹੈ।
ਹਾਲਾਂਕਿ, ਇੱਕ ਵੱਡੀ ਚੁਣੌਤੀ ਇਹਨਾਂ ਫੋਟੌਨ-ਆਧਾਰਿਤ ਪੋਲੀਟੋਨਸ ਦੇ ਵਾਤਾਵਰਣ ਵਿੱਚ ਉਹਨਾਂ ਦੇ ਰੇਡੀਏਟਿਵ ਕਪਲਿੰਗ ਦੇ ਕਾਰਨ ਸੀਮਤ ਜੀਵਨ ਕਾਲ ਹੈ, ਜੋ ਬੇਕਾਬੂ ਸਵੈ-ਚਾਲਤ ਸੜਨ ਅਤੇ ਡੀਕੋਹੇਰੈਂਸ ਵੱਲ ਲੈ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।
ਸ਼ਨੇਬਲ ਅਤੇ ਸਹਿਕਰਮੀਆਂ ਦੇ ਅਨੁਸਾਰ, ਉਹਨਾਂ ਦੀ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ਿਤ ਪੋਲਰੀਟੋਨ ਖੋਜ ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਸਵੈ-ਚਾਲਤ ਸੜਨ ਕਾਰਨ ਪੈਦਾ ਹੋਈਆਂ ਅਜਿਹੀਆਂ ਸੀਮਾਵਾਂ ਨੂੰ ਰੋਕਦੀ ਹੈ। ਉਹਨਾਂ ਦੇ ਪੋਲੀਟੋਨ ਦੇ ਫੋਟੌਨ ਪਹਿਲੂ ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਪਰਮਾਣੂ ਪਦਾਰਥ ਤਰੰਗਾਂ ਦੁਆਰਾ ਲਿਜਾਏ ਜਾਂਦੇ ਹਨ, ਜਿਸ ਲਈ ਅਜਿਹੀਆਂ ਅਣਚਾਹੇ ਸੜਨ ਦੀਆਂ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਮੌਜੂਦ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ। ਇਹ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾ ਪੈਰਾਮੀਟਰ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਤੱਕ ਪਹੁੰਚ ਨੂੰ ਖੋਲ੍ਹਦੀ ਹੈ ਜੋ ਫੋਟੋਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਪੋਲੈਰੀਟੋਨਿਕ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਵਿੱਚ ਨਹੀਂ, ਜਾਂ ਅਜੇ ਤੱਕ ਪਹੁੰਚਯੋਗ ਨਹੀਂ ਹਨ।
"ਪਿਛਲੀ ਸਦੀ ਵਿੱਚ ਕੁਆਂਟਮ ਮਕੈਨਿਕਸ ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਦਾ ਦਬਦਬਾ ਰਿਹਾ ਹੈ, ਅਤੇ QIST ਅਤੇ ਇਸਦੇ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਵੱਲ ਇੱਕ 'ਦੂਜੀ ਕੁਆਂਟਮ ਕ੍ਰਾਂਤੀ' ਹੁਣ ਦੁਨੀਆ ਭਰ ਵਿੱਚ ਚੰਗੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਚੱਲ ਰਹੀ ਹੈ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ IBM, Google ਅਤੇ Amazon ਵਰਗੀਆਂ ਕਾਰਪੋਰੇਸ਼ਨਾਂ ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ," Schneble ਕਹਿੰਦਾ ਹੈ, ਕਾਲਜ ਆਫ਼ ਆਰਟਸ ਐਂਡ ਸਾਇੰਸਜ਼ ਵਿੱਚ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਅਤੇ ਖਗੋਲ ਵਿਗਿਆਨ ਵਿਭਾਗ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਪ੍ਰੋਫੈਸਰ। "ਸਾਡਾ ਕੰਮ ਕੁਝ ਬੁਨਿਆਦੀ ਕੁਆਂਟਮ ਮਕੈਨੀਕਲ ਪ੍ਰਭਾਵਾਂ ਨੂੰ ਉਜਾਗਰ ਕਰਦਾ ਹੈ ਜੋ ਕਿ QIST ਵਿੱਚ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਨੈਨੋਫੋਟੋਨਿਕਸ ਤੋਂ ਲੈ ਕੇ ਸਰਕਟ ਕੁਆਂਟਮ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਾਇਨਾਮਿਕਸ ਤੱਕ ਦੇ ਐਮਰਜੈਂਟ ਫੋਟੋਨਿਕ ਕੁਆਂਟਮ ਸਿਸਟਮਾਂ ਲਈ ਦਿਲਚਸਪੀ ਰੱਖਦੇ ਹਨ।"
ਸਟੋਨੀ ਬਰੂਕ ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਇੱਕ ਪਲੇਟਫਾਰਮ ਦੇ ਨਾਲ ਆਪਣੇ ਪ੍ਰਯੋਗ ਕੀਤੇ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਆਪਟੀਕਲ ਜਾਲੀ ਵਿੱਚ ਅਲਟਰਾਕੋਲਡ ਪਰਮਾਣੂ ਹਨ, ਇੱਕ ਅੰਡੇ-ਕਰੇਟ-ਵਰਗੇ ਸੰਭਾਵੀ ਲੈਂਡਸਕੇਪ ਜੋ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਦੀਆਂ ਖੜ੍ਹੀਆਂ ਤਰੰਗਾਂ ਦੁਆਰਾ ਬਣਾਈ ਗਈ ਹੈ। ਵੱਖ-ਵੱਖ ਲੇਜ਼ਰਾਂ ਅਤੇ ਨਿਯੰਤਰਣ ਖੇਤਰਾਂ ਅਤੇ ਨੈਨੋਕੇਲਵਿਨ ਤਾਪਮਾਨ 'ਤੇ ਕੰਮ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਇੱਕ ਸਮਰਪਿਤ ਵੈਕਿਊਮ ਯੰਤਰ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ, ਉਨ੍ਹਾਂ ਨੇ ਇੱਕ ਦ੍ਰਿਸ਼ ਲਾਗੂ ਕੀਤਾ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਜਾਲੀ ਵਿੱਚ ਫਸੇ ਪਰਮਾਣੂ ਆਪਣੇ ਆਪ ਨੂੰ ਨਾਜ਼ੁਕ, ਅਸਥਾਈ ਪਦਾਰਥ ਤਰੰਗਾਂ ਦੇ ਬਣੇ ਵੈਕਿਊਮ ਉਤਸ਼ਾਹ ਦੇ ਬੱਦਲਾਂ ਨਾਲ "ਪਹਿਰਾਵੇ" ਵਿੱਚ ਫਸ ਜਾਂਦੇ ਹਨ।
ਟੀਮ ਨੇ ਪਾਇਆ ਕਿ, ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ, ਪੋਲੈਰੀਟੋਨਿਕ ਕਣ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਮੋਬਾਈਲ ਬਣ ਜਾਂਦੇ ਹਨ। ਖੋਜਕਰਤਾ ਜਾਲੀ ਨੂੰ ਹੌਲੀ-ਹੌਲੀ ਹਿਲਾ ਕੇ ਆਪਣੀ ਅੰਦਰੂਨੀ ਬਣਤਰ ਦੀ ਜਾਂਚ ਕਰਨ ਦੇ ਯੋਗ ਸਨ, ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਪਦਾਰਥ ਤਰੰਗਾਂ ਦੇ ਯੋਗਦਾਨ ਅਤੇ ਪਰਮਾਣੂ ਜਾਲੀ ਦੇ ਉਤੇਜਨਾ ਤੱਕ ਪਹੁੰਚ ਕਰ ਸਕਦੇ ਸਨ। ਜਦੋਂ ਇਕੱਲੇ ਛੱਡ ਦਿੱਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਮੈਟਰ-ਵੇਵ ਪੋਲਰੀਟਨ ਜਾਲੀ ਵਿੱਚੋਂ ਲੰਘਦੇ ਹਨ, ਇੱਕ ਦੂਜੇ ਨਾਲ ਪਰਸਪਰ ਪ੍ਰਭਾਵ ਪਾਉਂਦੇ ਹਨ, ਅਤੇ ਕਵਾਸੀਪਾਰਟਿਕਲ ਪਦਾਰਥ ਦੇ ਸਥਿਰ ਪੜਾਅ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ।
"ਸਾਡੇ ਪ੍ਰਯੋਗ ਦੇ ਨਾਲ ਅਸੀਂ ਇੱਕ ਨਾਵਲ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਐਕਸੀਟੋਨ-ਪੋਲਰੀਟਨ ਸਿਸਟਮ ਦਾ ਇੱਕ ਕੁਆਂਟਮ ਸਿਮੂਲੇਸ਼ਨ ਕੀਤਾ," ਸ਼ਨੇਬਲ ਦੱਸਦਾ ਹੈ। “ਅਜਿਹਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕਰਨ ਦੀ ਖੋਜ analogue’ simulations, which in addition are
analog` ਇਸ ਅਰਥ ਵਿੱਚ ਕਿ ਸੰਬੰਧਿਤ ਮਾਪਦੰਡਾਂ ਨੂੰ ਸੁਤੰਤਰ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਡਾਇਲ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਆਪਣੇ ਆਪ ਵਿੱਚ QIST ਦੇ ਅੰਦਰ ਇੱਕ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਦਿਸ਼ਾ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ।"
ਹਵਾਲਾ: ਜੂਨਹਯੁਕ ਕਵੋਨ, ਯੰਗਸ਼ਿਨ ਕਿਮ, ਅਲਫੋਂਸੋ ਲਾਨੂਜ਼ਾ ਅਤੇ ਡੋਮਿਨਿਕ ਸ਼ਨੇਬਲ ਦੁਆਰਾ, 31 ਮਾਰਚ 2022, "ਇੱਕ ਆਪਟੀਕਲ ਜਾਲੀ ਵਿੱਚ ਪਦਾਰਥ-ਵੇਵ ਪੋਲੀਟੋਨਸ ਦਾ ਗਠਨ" ਕੁਦਰਤ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ.
DOI: 10.1038/s41567-022-01565-4
ਸਟੋਨੀ ਬਰੂਕ ਖੋਜ ਵਿੱਚ ਗ੍ਰੈਜੂਏਟ ਵਿਦਿਆਰਥੀ ਜੂਨਹਯੁਕ ਕਵੋਨ (ਇਸ ਵੇਲੇ ਸੈਂਡੀਆ ਨੈਸ਼ਨਲ ਲੈਬਾਰਟਰੀ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਪੋਸਟਡੌਕ), ਯੰਗਸ਼ਿਨ ਕਿਮ, ਅਤੇ ਅਲਫੋਂਸੋ ਲੈਨੂਜ਼ਾ ਸ਼ਾਮਲ ਸਨ।
ਕੰਮ ਨੂੰ ਨੈਸ਼ਨਲ ਸਾਇੰਸ ਫਾਊਂਡੇਸ਼ਨ (ਗ੍ਰਾਂਟ # NSF PHY-1912546) ਦੁਆਰਾ ਲੌਂਗ ਆਈਲੈਂਡ 'ਤੇ SUNY ਸੈਂਟਰ ਫਾਰ ਕੁਆਂਟਮ ਇਨਫਰਮੇਸ਼ਨ ਸਾਇੰਸ ਤੋਂ ਵਾਧੂ ਫੰਡਾਂ ਨਾਲ ਫੰਡ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ।