سائنسدان هڪ آپٽيڪل لٽيس ۾ ميٽر-ويو پولارٽونز جي ٺهڻ جي رپورٽ ڪن ٿا، هڪ تجرباتي دريافت جيڪا الٽرا ڪولڊ ايٽم استعمال ڪندي سڌي ڪوانٽم سموليشن ذريعي مرڪزي ڪوانٽم سائنس ۽ ٽيڪنالاجي پيراڊائم جي مطالعي کي قابل بڻائي ٿي.
مادي-موج پولارٽون جي دريافت فوٽوونڪ ڪوانٽم ٽيڪنالاجيز تي نئين روشني وجهي ٿي
نيچر فزڪس جرنل ۾ شايع ٿيل تحقيق 'ٻئي ڪوانٽم انقلاب' لاءِ هڪ ناول پليٽ فارم مهيا ڪري ٿي.
تجرباتي پليٽ فارمن جي ترقي جيڪا ڪوانٽم سائنس ۽ ٽيڪنالاجي (QIST) جي فيلڊ کي اڳتي وڌائي ٿي، ڪنهن به هنگامي ٽيڪنالاجي لاءِ عام فائدن ۽ چئلينجن جي هڪ منفرد سيٽ سان اچي ٿي. اسٽوني بروک يونيورسٽي ۾ محقق، ڊومينڪ شنبل، پي ايڇ ڊي جي اڳواڻي ۾، هڪ نظرياتي لٽيس ۾ مادي-لڀ پولارٽونز جي ٺهڻ جي رپورٽ ڪن ٿا، هڪ تجرباتي دريافت جيڪا الٽرا ڪولڊ ايٽم استعمال ڪندي سڌو ڪوانٽم سموليشن ذريعي مرڪزي QIST پيراڊائم جي مطالعي جي اجازت ڏئي ٿي. سائنسدان پروجيڪٽ ڪن ٿا ته انهن جا ناول quasiparticles، جيڪي مواد ۽ ڊوائيسز ۾ فوٽونز کي مضبوطي سان ڳنڍيندا آهن پر ڪجهه موروثي چئلينجن کي روڪيندا آهن، QIST پليٽ فارمن جي وڌيڪ ترقي کي فائدو ڏيندا جيڪي ڪمپيوٽنگ ۽ ڪميونيڪيشن ٽيڪنالاجي ۾ انقلاب آڻڻ لاءِ تيار آهن.
جرنل ۾ شايع ٿيل هڪ مقالي ۾ تحقيق جا نتيجا تفصيلي آهن فطرت جي طبعيات.
اڀياس بنيادي پولارٽون ملڪيتن تي روشني وجهي ٿو ۽ ڪيترن ئي جسم جي واقعن سان لاڳاپيل آهي، ۽ اهو پولاريٽونڪ ڪوانٽم معاملي جي مطالعي لاء نئين امڪانن کي کولي ٿو.
فوٽون جي بنياد تي QIST پليٽ فارمن سان ڪم ڪرڻ ۾ هڪ اهم چيلنج اهو آهي ته جڏهن فوٽوون ڪوانٽم معلومات جا مثالي ڪيريئر ٿي سگهن ٿا اهي عام طور تي هڪ ٻئي سان رابطو نٿا ڪن. اهڙين ڳالهين جي غير موجودگي انهن جي وچ ۾ مقدار جي معلومات جي ڪنٽرول مٽائڻ کي به روڪي ٿي. سائنسدانن ان جي چوڌاري هڪ رستو ڳولي لڌو آهي فوٽانن کي مواد ۾ ڳري اتساهه سان ڳنڍي، اهڙيءَ طرح روشنيءَ ۽ مادي جي وچ ۾ پولارٽون، چميرا جهڙو هائبرڊ ٺاهيندا آهن. انهن ڳري quasiparticles جي وچ ۾ ٽڪراء پوء ان کي ممڪن بڻائي ٿو ته فوٽونز کي مؤثر انداز سان رابطو ڪرڻ. هي فوٽوون تي ٻڌل ڪوانٽم گيٽ آپريشنز ۽ آخرڪار هڪ پوري QIST انفراسٽرڪچر جي عمل درآمد کي فعال ڪري سگهي ٿو.
بهرحال، هڪ وڏو چيلنج انهن فوٽون تي ٻڌل پولارٽونز جي محدود حياتي آهي، ڇاڪاڻ ته انهن جي تابڪاري واري ميلاپ جي ڪري ماحول ۾، جنهن جي ڪري غير ڪنٽرول ٿيل خودبخود خرابي ۽ خراب ٿيڻ جي ڪري ٿي.
پولاريٽن جي مطالعي ۾ تحقيق جي نتيجن جي هڪ آرٽسٽڪ رينڊرنگ ڏيکاري ٿي ايٽم هڪ نظرياتي جالي ۾ هڪ موصلي وارو مرحلو ٺاهيندي (بائیں)؛ ائٽم ويڪيوم ڪوپلنگ ذريعي مادي-موج پولارٽونز ۾ تبديل ٿي رهيا آهن مائڪرو ويڪرو تابڪاري جي وچ ۾ سائي رنگ (مرڪز) جي نمائندگي ڪندي؛ پولارٽونز موبائيل ٿي رهيا آهن ۽ مضبوط ويڪيوم ڪپلنگ (ساڄي) لاءِ هڪ سپر فلوئڊ مرحلو ٺاهي رهيا آهن. ڪريڊٽ: Alfonso Lanuza/Schneble Lab/Stony Brook University.
Schneble ۽ ساٿين جي مطابق، انهن جي شايع ٿيل پولارٽون تحقيق مڪمل طور تي غير معمولي خرابي جي ڪري اهڙين حدن کي ختم ڪري ٿي. انهن جي پولاريٽن جا ڦوٽان جا حصا مڪمل طور تي ايٽمي مادي جي لهرن ذريعي هليا ويندا آهن، جن لاءِ اهڙا ناپسنديده زوال وارا عمل موجود نه هوندا آهن. ھي خصوصيت پيراميٽر ريجنز تائين رسائي کي کولي ٿي جيڪي نه آھن، يا اڃا تائين، فوٽون تي ٻڌل پولارٽونڪ سسٽم ۾ رسائي لائق نه آھن.
"گذريل صديءَ ۾ ڪوانٽم ميڪنڪس جي ترقيءَ جو غلبو رهيو آهي، ۽ QIST جي ترقيءَ لاءِ هڪ ٻيو ڪوانٽم انقلاب ۽ ان جون ايپليڪيشنون هاڻي پوري دنيا ۾ هلي رهيون آهن، بشمول ڪارپوريشنز جهڙوڪ IBM، Google ۽ Amazon،" Schneble چوي ٿو، ڪاليج آف آرٽس اينڊ سائنسز ۾ فزڪس ۽ فلڪيات جي شعبي ۾ پروفيسر. "اسان جو ڪم ڪجهه بنيادي ڪوانٽم ميڪيڪل اثرن کي نمايان ڪري ٿو جيڪي QIST ۾ ايمرجنسي فوٽوونڪ ڪوانٽم سسٽم لاءِ دلچسپي رکن ٿا سيمي ڪنڊڪٽر نانوفوٽونڪس کان وٺي سرڪٽ ڪوانٽم اليڪٽرروڊائينامڪس تائين."
اسٽوني بروڪ جي محققن پنھنجا تجربا ھڪ پليٽ فارم سان ڪيا جنھن ۾ الٽرا ڪولڊ ايٽم ھڪ نظري جالي ۾ موجود آھن، ھڪ انڊا-ڪريٽ جھڙو امڪاني نظارو آھي جيڪو روشنيءَ جي بيٺل لهرن سان ٺھي ٿو. مختلف ليزرن ۽ ڪنٽرول فيلڊز کي خاص ڪرڻ ۽ نانوڪيلون جي درجه حرارت تي ڪم ڪرڻ لاءِ وقف ٿيل ويڪيوم اپريٽس استعمال ڪندي، انهن هڪ اهڙي منظرنامي تي عمل ڪيو جنهن ۾ ائٽم ”ڊريس“ ۾ ڦاٿل پاڻ کي ويڪيوم جوش جي بادلن سان گڏ نازڪ، ٻرندڙ مادو لهرن مان ٺاهيل آهن.
ٽيم ڏٺائين ته، نتيجي طور، پولٽريٽونڪ ذرات تمام گهڻو موبائل بڻجي ويندا آهن. محقق سڌو سنئون ان جي اندروني ساخت کي جانچڻ جي قابل هئا نرمي سان جالي کي ڇڪيندي، اهڙيء طرح معاملي جي لهرن جي مدد ۽ ايٽمي جالي جي حوصلا افزائي تائين رسائي حاصل ڪئي. جڏهن اڪيلو رهجي وڃي ٿو، مادو-موج پولارٽون لٽيس ذريعي ڇڪيندا آهن، هڪ ٻئي سان رابطو ڪن ٿا، ۽ quasiparticle مادي جا مستحڪم مرحلو ٺاهيندا آهن.
”اسان جي تجربي سان اسان هڪ نئين نظام ۾ ايڪسائيٽون-پولاريٽن سسٽم جو ڪوانٽم تخليق ڪيو،“ شنبل بيان ڪري ٿو. ”اهڙي ڪم ڪرڻ جي جستجو analogue’ simulations, which in addition areanalog` ان معنيٰ ۾ ته لاڳاپيل پيرا ميٽرز آزاديءَ سان ڊائل ڪري سگھجن ٿا، بذات خود QIST جي اندر ھڪ اھم ھدايت آھي.
حوالو: “Formation of Matter-wave Polaritons in an optical lattice” by Joonhyuk Kwon, Youngshin Kim, Alfonso Lanuza and Dominik Schneble, 31 مارچ 2022، فطرت جي طبعيات.
DOI: 10.1038/s41567-022-01565-4
اسٽوني بروڪ جي تحقيق ۾ گريجوئيٽ شاگرد جون هيڪ ڪوون (هن وقت سانڊيا نيشنل ليبارٽري ۾ پوسٽ ڊاڪ)، ينگشين ڪيم، ۽ الفونسو لانوزا شامل هئا.
ڪم نيشنل سائنس فائونڊيشن (گرانٽ # NSF PHY-1912546) پاران لانگ آئلينڊ تي SUNY سينٽر فار ڪوانٽم انفارميشن سائنس جي اضافي فنڊن سان گڏ ڪيو ويو.
