تجرباتی ماہرین نے ایک ایٹم میڈیم میں ایک مناسب بصری  ردعمل حاصل کیا ہے، جس کا استعمال ایک خاص وقت کے لیے روشنی کو ذخیرہ کرنے کے لیے کیا جا سکتا ہے، اعلیٰ درستگی والے کوانٹم سینسرز کے لیے کئی کوانٹم پروٹوکولز کے لیے ایپلی کیشنز کو ڈیزائن کرنے میں سہولت فراہم کرتا ہے۔

کئی سالوں سے، سائنسدان الکلی ایٹموں جیسے روبیڈیم اور سیزیم کے ساتھ کام کر رہے ہیں، لیکن اس عنصر کے ساتھ کام کرنے میں دشواری کے پیش نظر پوٹاشیم کو تعینات کرنے کے لیے بہت کم کوششیں کی گئی ہیں۔

گورب پال اور ڈاکٹر سپتارشی چودھری کوانٹم مکسچرز (کیو مکس) لیب، رمن ریسرچ انسٹی ٹیوٹ، جو کہ شعبہ سائنس اور ٹیکنالوجی (ڈی ایس ٹی) کے خود مختار ادارے ہیں، نے اپنے تھیوری ساتھی پروفیسر سبھاشیش دتہ گپتا، ٹی آئی ایف آر حیدرآباد کے ساتھ تھرمل پوٹاشیم اور جوہری میڈیم میں کوانٹم مداخلت پیدا کرنے کے لیے ایٹموں کو دو لیزر لائٹس سے مشروط کر کے استعمال کیا۔ اس ایٹم میڈیم کے اندر کوانٹم ہم آہنگی کو کنٹرول لائٹ کا استعمال کرتے ہوئے بنایا گیا تھا، جو ایک لیزر بھی ہے۔ یہ تحقیقات اور کنٹرول لائٹس پوٹاشیم ایٹموں کا استعمال کرتے ہوئے تجربات کرنے کے لیے انتہائی مستحکم لیزر ذرائع سے حاصل کی گئی تھیں۔

"اس کام کی اختراعی نوعیت مربوط میڈیم کے ذریعہ برقی مقناطیسی طور پر حوصلہ افزائی شفافیت (ای آئی ٹی) مطالعات کو انجام دینے کے لئے پوٹاشیم ایٹموں کے استعمال میں مضمر ہے۔ گورب پال، پی ایچ ڈی کے طالب علم اور مقالے کے سرکردہ مصنف ہیں ، کے مقالے کا عنوان 'پوٹاشیم بخارات میں رفتار کے انتخابی متعدد دو فوٹون سیاہ اور روشن گونج' تھا، نے کہا  کہ ہم نے تحقیقاتی روشنی کے ردعمل کی تلاش کی، جب یہ ایک جوہری مربوط میڈیم سے گزار ا گیا۔

ای آئی  ٹی ایک کوانٹم مداخلت کا رجحان ہے، جو ایٹم میڈیم میں آپٹیکل ردعمل کو ڈرامائی طور پر تبدیل کرتا ہے۔ آپٹیکل نان لائنیرٹیز میں، خود روشنی کے استعمال سے روشنی کو کنٹرول کرنے کے متعدد منفرد مواقع موجود ہیں،  اور اس کی ایک بہترین مثال ای آئی ٹی ہے۔ یہ رجحان اس وقت پید ا ہوتا ہے جب کسی گھنے میڈیم سے گزرتے وقت پروب بیم کی ترسیل کو کنٹرول بیم کے ذریعے جوڑ دیا جاتا ہے۔ ای آئی ٹی  تجربات روشنی کے ایک یا  زیادہ ذرات کے ساتھ کوانٹم ڈومین میں توسیع پذیر ہونے کے باعث، متعلقہ مادہ ایٹموں اور فوٹون کے ساتھ کوانٹم پروٹوکول کے نفاذ کی اجازت دیتا ہے، جیسا کہ خواہش کی گئی ہے۔

تجربات کے بعد مشاہدات نے حیران کن نتائج  اخذ ہوئے۔ صرف ایک گونج والی لکیر کی شکل کا مشاہدہ کرنے کے بجائے، جیسا کہ دوسرے الکلی ایٹموں کا معاملہ رہا ہے، کیو مکس کے تجرباتی ماہرین نے اس بار ایک ہی جذب اسپیکٹرم میں تین لائنوں کی شکلوں کا مشاہدہ کیا۔

پال نے وضاحت کی کہ "اضافی دو لائن کی شکلیں خاص طور پر پوٹاشیم ایٹموں میں قریب سے فاصلہ رکھنے والی، ہائپر فائن زمینی حالتوں کی وجہ سے ابھری ہیں۔ دو لیزر لائٹس حرکت پذیر ایٹموں کا استعمال کرتے ہوئے اپنے  اشتعال انگیزی کے راستوں کا تبادلہ کرتے ہوئے پائی گئیں، جس سے دو اضافی گونج کی لکیریں پیدا ہوئیں۔ ہم نے ان کا تجرباتی طور پر مناسب نظریاتی ماڈلنگ کے ساتھ مطالعہ کیا ہے’’ ۔

روشنی کی شعاعوں کے فوٹون ایٹم میڈیا کے اندر محفوظ ہوتے ہیں۔ جب ایٹم میڈیا میں ہم آہنگی قائم ہو جاتی ہے، تو روشنی کی معلومات فوٹون سے ایٹموں میں منتقل ہو جاتی ہیں۔ کچھ وقت کے بعد، یہ عمل واپس آ جاتا ہے۔

کوانٹم ٹکنالوجی کے میدان میں ہندوستان تیزی سے اپنی تحقیق اور ترقی کی کوششوں کو آگے بڑھا رہا ہے،آر آر آئی محققین نے کہا کہ روشنی کو کافی وقت کے لیے ذخیرہ کرنے کی یہ صلاحیت متعدد، مستقبل کے کوانٹم پروٹوکول میں کام آئے گی، بشمول کوانٹم میموری اور کوانٹم کمیونیکیشن۔ پوٹاشیم کا استعمال کرتے ہوئے مربوط جوہری میڈیا کی اس تفہیم کا براہ راست اطلاق لیزرز کے انتہائی عین مطابق تعدد استحکام کے ڈومین میں ہوگا۔

چونکہ لائن کی شکلیں موافق ہیں، فریکوئنسی ڈومین میں پوزیشن کے لحاظ سے، یہ لیزر فریکوئنسی کو مستحکم کرنے کے لیے ایک بہترین ٹول ہے، خاص طور پر جہاں اسپیکٹرو اسکوپک حوالہ جات دستیاب نہیں ہیں۔ محققین نے کہا کہ یہ مہنگی لہروں کی لمبائی والے میٹر استعمال کرنے کی ضرورت سے بچ جائے گا۔

آر آر آئی جوڑی نے دعویٰ کیا کہ نتائج منفرد ہیں، کیونکہ یہ اس بات کی تصدیق کرتی ہے کہ کوانٹم ماسٹر ایکویشن (کیو ایم ای) کی تفصیل ان صورتوں میں بھی درست ہے، جہاں زمینی توانائی کی سطح کی علیحدگی چھوٹی ہو۔ کیو ایم ای  ایک نظریاتی ٹول ہے جو کوانٹم مکینیکل سسٹم (یہاں پوٹاشیم جوہری بخارات) کی تقلید کرتا ہے، جہاں روشنی کے مادے کے تعاملات کا مطالعہ کیا جاتا ہے۔ یہ نقطہ نظر مختلف ممکنہ زوال کی اصطلاحات کو شامل کرنے کے لیے لچکدار ہے، جو حقیقی دنیا کے کوانٹم سسٹم کی نقل کرتے ہیں۔ ہماری نظریاتی ماڈلنگ میں، ہم نے کیو ایم ای  کو متعلقہ خرابی کی شرائط کے ساتھ استعمال کیا ہے۔

تحقیقی مقالے کا لنک: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1402-4896/ad5b2c

تصویر- 1: تجرباتی سیٹ اپ کا ایک منصوبہ

تصویر- 2: 230.5 میگا ہرٹز کنٹرول بیم کی دی گئی قدر کے لیے تین روشن گونجوں کا مشاہدہ

تصویر- 3: پینل 1 ایٹم کے جذب اسپیکٹرم کو صرف پروب لائٹ کے نیچے دکھاتا ہے، جس کی توانائی |F=1> سے |F’> کی طرح ہوتی ہے۔

پینل 2 ایٹم کے جذب اسپیکٹرم کو ظاہر کرتا ہے، جب پروب لائٹ کے ساتھ، ایک کنٹرول لائٹ (|F=2> سے |F’> کی طرح کی توانائی) بھی اس سے گزرتی ہے۔ C سے پتہ چلتا ہے کہ جذب ڈپ پر، ایک چوٹی نظر آتی ہے، جس کا نتیجہ ای آئی  ٹی  ہوتا ہے۔

************

U.No:329

ش ح۔ش ت۔ق ر

(Release ID: 2057892) Visitor Counter : 25