අල්ට්‍රැකෝල්ඩ් පරමාණු භාවිතයෙන් සෘජු ක්වොන්ටම් සමාකරණය හරහා මධ්‍යම ක්වොන්ටම් විද්යාව සහ තාක්‍ෂණ සුසමාදර්ශය අධ්‍යයනය කිරීමට හැකි වන පර්යේෂණාත්මක සොයාගැනීමක් වන දෘශ්‍ය දැලිස් එකක පදාර්ථ-තරංග ධ්‍රැවීය ගොඩනැගීම විද්‍යාඥයන් වාර්තා කරයි.
පදාර්ථ-තරංග ධ්‍රැවීය ධ්‍රැවීය සොයාගැනීම ෆොටෝනික් ක්වොන්ටම් තාක්ෂණයට නව ආලෝකයක් ලබා දෙයි
Nature Physics සඟරාවේ ප්‍රකාශිත පර්යේෂණ 'දෙවන ක්වොන්ටම් විප්ලවය' සඳහා නව වේදිකාවක් සපයයි.
ක්වොන්ටම් විද්යාව සහ තාක්‍ෂණ ක්ෂේත්‍රය (QIST) දියුණු කරන පර්යේෂණාත්මක වේදිකාවල සංවර්ධනය ඕනෑම නැගී එන තාක්‍ෂණයකට පොදු වූ සුවිශේෂී වාසි සහ අභියෝග සමූහයක් සමඟින් පැමිණේ. ස්ටෝනි බෲක් විශ්ව විද්‍යාලයේ පර්යේෂකයන්, ආචාර්ය ඩොමිනික් ෂ්නෙබල් විසින් මෙහෙයවන ලද, දෘශ්‍ය දැලිස් එකක පදාර්ථ-තරංග ධ්‍රැවීය ගොඩනැගීම වාර්තා කරයි, අල්ට්‍රැකෝල්ඩ් පරමාණු භාවිතයෙන් සෘජු ක්වොන්ටම් සමාකරණය හරහා මධ්‍යම QIST සුසමාදර්ශය අධ්‍යයනය කිරීමට අවසර දෙන පර්යේෂණාත්මක සොයාගැනීමකි. ද්‍රව්‍ය හා උපාංගවල දැඩි ලෙස අන්තර්ක්‍රියා කරන ෆෝටෝන අනුකරණය කරන නමුත් සමහර ආවේනික අභියෝග මඟහරින ඔවුන්ගේ නව අර්ධ අංශු, පරිගණක හා සන්නිවේදන තාක්‍ෂණයේ විප්ලවීය වෙනසක් කිරීමට සූදානම් වන QIST වේදිකා තවදුරටත් දියුණු කිරීමට ප්‍රයෝජනවත් වනු ඇතැයි විද්‍යාඥයන් ප්‍රක්ෂේපණය කරයි.
පර්යේෂණ සොයාගැනීම් සඟරාවේ ප්‍රකාශයට පත් කරන ලද පත්‍රිකාවක විස්තරාත්මකව දක්වා ඇත ස්වභාවික භෞතික විද්යාව.
මෙම අධ්‍යයනය මූලික ධ්‍රැවීය ගුණ සහ ඒ ආශ්‍රිත බොහෝ ශරීර සංසිද්ධි පිළිබඳ ආලෝකය විහිදුවයි, එය ධ්‍රැවීය ක්වොන්ටම් පදාර්ථය පිළිබඳ අධ්‍යයනය සඳහා නව අවස්ථා විවෘත කරයි.
ෆෝටෝන මත පදනම් වූ QIST වේදිකා සමඟ වැඩ කිරීමේ වැදගත් අභියෝගයක් වන්නේ ෆෝටෝන ක්වොන්ටම් තොරතුරුවල කදිම වාහකයන් විය හැකි නමුත් ඒවා සාමාන්‍යයෙන් එකිනෙකා සමඟ අන්තර් ක්‍රියා නොකිරීමයි. එවැනි අන්තර්ක්‍රියා නොමැතිකම ඔවුන් අතර ක්වොන්ටම් තොරතුරු පාලිත හුවමාරුව ද වළක්වයි. ෆෝටෝන ද්‍රව්‍යවල බර උද්දීපනයට සම්බන්ධ කිරීමෙන් විද්‍යාඥයන් මෙය මඟ හරවා ගෙන ඇති අතර එමඟින් ආලෝකය සහ පදාර්ථය අතර ධ්‍රැවීය, චයිමේරා වැනි දෙමුහුන් සාදයි. මෙම බර අර්ධ අංශු අතර ගැටීමෙන් ෆෝටෝනවලට ඵලදායී ලෙස අන්තර්ක්‍රියා කිරීමට හැකි වේ. මෙමඟින් ෆෝටෝන මත පදනම් වූ ක්වොන්ටම් ද්වාර මෙහෙයුම් ක්‍රියාත්මක කිරීමට සහ අවසානයේ සම්පූර්ණ QIST යටිතල ව්‍යුහයක් ක්‍රියාත්මක කිරීමට හැකි වේ.
කෙසේ වෙතත්, ප්‍රධාන අභියෝගයක් වන්නේ මෙම ෆෝටෝන මත පදනම් වූ ධ්‍රැවීය ධ්‍රැවීය පරිසරයට සම්බන්ධ වීම නිසා ඒවායේ සීමිත ආයු කාලයයි, එය පාලනයකින් තොරව ස්වයංසිද්ධ දිරාපත්වීමට සහ විසංයෝජනයට තුඩු දෙයි.
ධ්‍රැවීය අධ්‍යයනයේ පර්යේෂණ සොයාගැනීම්වල කලාත්මක විදැහුම්කරණයක් මඟින් දෘශ්‍ය දැලිස් එකක ඇති පරමාණු පරිවාරක අවධියක් (වමේ) සාදයි. හරිත වර්ණයෙන් (මැද) නියෝජනය වන ක්ෂුද්‍ර තරංග විකිරණ මගින් මැදිහත් වන රික්තක සම්බන්ධ කිරීම හරහා පදාර්ථ-තරංග ධ්‍රැවීය බවට පත්වන පරමාණු; ධ්‍රැවීය චලනය වන අතර ශක්තිමත් රික්තක සම්බන්ධ කිරීම සඳහා සුපිරි තරල අවධියක් සාදයි (දකුණේ). ණය: Alfonso Lanuza/Schneble Lab/Stony Brook University.
Schneble සහ සගයන්ට අනුව, ඔවුන්ගේ ප්‍රකාශිත ධ්‍රැවීය පර්යේෂණ ස්වයංසිද්ධ ක්ෂය වීම නිසා ඇති වන එවැනි සීමාවන් සම්පූර්ණයෙන්ම මග හරියි. ඔවුන්ගේ ධ්‍රැවීය වල ෆෝටෝන අංග සම්පුර්ණයෙන්ම ගෙන යනු ලබන්නේ පරමාණුක ද්‍රව්‍ය තරංග මගිනි, ඒ සඳහා එවැනි අනවශ්‍ය ක්ෂය වීමේ ක්‍රියාවලි නොපවතී. මෙම විශේෂාංගය ෆෝටෝන මත පදනම් වූ ධ්‍රැවීය පද්ධති තුළ ප්‍රවේශ විය නොහැකි හෝ තවමත් නොමැති පරාමිති තන්ත්‍ර වෙත ප්‍රවේශය විවෘත කරයි.
"ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්‍යාවේ දියුණුව පසුගිය ශතවර්ෂයේ ආධිපත්‍යය දැරූ අතර, QIST සහ එහි යෙදුම් සංවර්ධනය සඳහා 'දෙවන ක්වොන්ටම් විප්ලවයක්' දැන් IBM, Google සහ Amazon වැනි සමාගම් ඇතුළුව ලොව පුරා හොඳින් සිදුවෙමින් පවතී," Schneble පවසයි. කලා හා විද්‍යා විද්‍යාලයේ භෞතික විද්‍යා හා තාරකා විද්‍යා අංශයේ මහාචාර්යවරයෙකි. "අර්ධ සන්නායක නැනෝෆොටෝනික්ස් සිට පරිපථ ක්වොන්ටම් විද්‍යුත් ගති විද්යාව දක්වා QIST හි මතුවන ෆෝටෝනික් ක්වොන්ටම් පද්ධති සඳහා උනන්දුවක් දක්වන මූලික ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍රික බලපෑම් කිහිපයක් අපගේ කාර්යය මගින් ඉස්මතු කරයි."
ස්ටෝනි බෲක් පර්යේෂකයන් ඔවුන්ගේ අත්හදා බැලීම් කළේ දෘෂ්‍ය දැලිසක අල්ට්‍රැකෝල්ඩ් පරමාණු ඇතුළත් වේදිකාවක් සමඟිනි, එය ස්ථාවර ආලෝක තරංග මගින් සාදන ලද බිත්තර කූඩයක් වැනි විභව භූ දර්ශනයකි. විවිධ ලේසර් සහ පාලන ක්ෂේත්‍ර සහිත කැපවූ රික්ත උපකරණයක් භාවිතා කරමින් සහ නැනොකෙල්වින් උෂ්ණත්වයේ ක්‍රියා කරමින්, ඔවුන් බිඳෙනසුලු, ඉවානසන්ට් පදාර්ථ තරංග වලින් සාදන ලද රික්ත උත්තේජක වලාකුළු වලින් දැලිස් “ඇඳුම්” තුළ සිරවී ඇති පරමාණු ක්‍රියාත්මක කරන දර්ශනයක් ක්‍රියාත්මක කළහ.
එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ධ්‍රැවීය අංශු වඩාත් ජංගම බවට පත්වන බව කණ්ඩායම සොයා ගත්තේය. ද්‍රව්‍ය තරංගවල දායකත්වය සහ පරමාණුක දැලිස් උද්දීපනය වෙත ප්‍රවේශ වෙමින් දැලිස් මෘදු ලෙස සෙලවීමෙන් ඔවුන්ගේ අභ්‍යන්තර ව්‍යුහය සෘජුව විමර්ශනය කිරීමට පර්යේෂකයන්ට හැකි විය. හුදකලා වූ විට, පදාර්ථ-තරංග ධ්‍රැවීය දැලිස් හරහා පැන, එකිනෙකා සමඟ අන්තර් ක්‍රියා කරන අතර අර්ධ අංශු පදාර්ථයේ ස්ථායී අවධීන් සාදයි.
"අපගේ අත්හදා බැලීමෙන් අපි නව තන්ත්‍රයක් තුළ එක්සිටෝන්-පොලරිටන් පද්ධතියක ක්වොන්ටම් සමාකරණයක් සිදු කළෙමු" යනුවෙන් ෂ්නෙබල් පැහැදිලි කරයි. “එවැනි ඉටු කිරීමට ගවේෂණය analogue’ simulations, which in addition areඇනලොග්` යන්නෙන් අදහස් කරන්නේ අදාළ පරාමිතීන් නිදහසේ ඇමතීමට හැකි වන පරිදි, එය විසින්ම QIST තුළ වැදගත් දිශාවක් සාදයි.
යොමුව: Joonhyuk Kwon, Youngshin Kim, Alfonso Lanuza සහ Dominik Schneble, 31 මාර්තු 2022, "දෘශ්‍ය දැලිසක පදාර්ථ-තරංග ධ්‍රැවීය සෑදීම" ස්වභාවික භෞතික විද්යාව.
DOI: 10.1038/s41567-022-01565-4
Stony Brook පර්යේෂණයට Joonhyuk Kwon (දැනට Sandia ජාතික රසායනාගාරයේ postdoc) යන්ග්ෂින් කිම් සහ Alfonso Lanuza යන උපාධිධාරී සිසුන් ඇතුළත් විය.
ලෝන්ග් අයිලන්ඩ් හි ක්වොන්ටම් තොරතුරු විද්යාව සඳහා වන SUNY මධ්‍යස්ථානයෙන් අමතර අරමුදල් සමඟ ජාතික විද්‍යා පදනම (# NSF PHY-1912546 ප්‍රදානය) විසින් මෙම කාර්යය සඳහා අරමුදල් සපයන ලදී.
