کولڈ رائڈبرگ ایٹمس کے ساتھ کام کرنے والے تجرباتی ماہرین کی ایک ٹیم نے نیویگیشن، ٹیلی کمیونیکیشن اور ایوی ایشن میں درست وقت کے لیے استعمال ہونے والی ایٹم گھڑیوں اور میگنیٹومیٹرز کی مدد کے لیے کوانٹم میگنیٹومیٹری کا استعمال کیا ہے اوراس سلسلے میں اعلیٰ درستگی حاصل کی ہے اور انہیں اضافی طور پر مضبوط بنایا ہے۔

ایک سے زیادہ الیکٹران کے ساتھ رائڈبرگ ایٹم ایک پرجوش ایٹم ہے جن کا پرنسپل کوانٹم نمبر بہت زیادہ ہوتا ہے۔ زیادہ پرجوش حالت کی پیمائش ایک سپیکٹروسکوپک طریقہ سے کی جاتی ہے جسے برقی مقناطیسی طور پر حوصلہ افزائی شفافیت (ای آئی ٹی) کہا جاتا ہے۔

رمن ریسرچ انسٹی ٹیوٹ (آرآرآئی) کے محققین نے اپنے فائدے کے لیے ڈوپلر اثر کا فائدہ اٹھایا ہے اور کوانٹم میگنیٹومیٹری (مقناطیسی میدانوں کی درست پیمائش کے لیے روشنی اور ایٹموں کی کوانٹم نوعیت کا استحصال کرنے کا رجحان)کااستعمال کرتے ہوئے کمرے کے درجہ حرارت پر مبنی ماحول میں رائڈبرگ الیکٹرومیگنیٹکلی انڈیوز(ای آئی ٹی) ٹرانسپرنسی مقناطیسی کے فیلڈ کے لیے دس گنا بہتر ردعمل حاصل کیا ہے۔

رائڈبرگ الیکٹرومیگنیٹکلی انڈیوز(ای آئی ٹی) ایک دلچسپ رجحان ہے جو ایک مبہم میڈیم کو شفاف بناتا ہے، روشنی کی دھڑکنوں کو رینگنے کی رفتار تک سست کر سکتا ہے اور یہاں تک کہ ایٹم میڈیا کے اندر روشنی کوبھی یہ روک سکتا ہے۔ ای آئی ٹی درست ایٹمی گھڑیوں، ایٹم میگنیٹومیٹرز اور کوانٹم کمپیوٹیشن میں متعدد اہم ایپلی کیشنز کا باعث بنا ہے۔ ای آئی ٹی عام طور پر تین سطحی ایٹومک سسٹم میں ہوتا ہے جس میں ایک کمزور پروب لیزر بیم اور ایک مضبوط کپلنگ لیزر بیم کے ذریعے دو ایٹم ٹرانزیشنز شامل ہوتے ہیں۔

سائنسی طور پر مداخلت اس وقت ہوتی ہے جب ایک لہر دو پوائنٹس کے درمیان متعدد راستوں کے ذریعے سفر کرنے کے قابل ہوتی ہے، جس کے نتیجے میں ان میں اضافہ یا منسوخی ہوتی ہے۔ اسی طرح کی خطوط پر ایک ایٹم متعدد مقداری توانائی کی سطحوں کے درمیان ان مختلف راستوں سے منتقلی کر سکتا ہے جو مداخلت کر سکتے ہیں۔ یہ روشنی کی مقدار کا تعین کرتا ہے جو ایٹم جذب کرتا ہے۔

روشنی کی مداخلت کی طرح، جہاں تعمیری مداخلت روشن کنارے دیتی ہے اور تباہ کن مداخلت سیاہ کنارے دیتی ہے، ان توانائی کی سطحوں کے درمیان جوہری منتقلی کے امکانات بھی تباہ کن مداخلت کر سکتے ہیں، جسے کوانٹم مداخلت کہا جاتا ہے۔ اس کے نتیجے میں ایٹم تاریک حالت میں ہو سکتے ہیں تاکہ پروب لائٹ جذب نہ ہو سکے اور اس طرح ایٹم میڈیم شفاف ہو جائے۔ اس رجحان کو رائڈبرگ الیکٹرومیگنیٹکلی انڈیوز(ای آئی ٹی) کہا جاتا ہے۔

رائڈبرگ ای آئی ٹی کو تعینات کرتے ہوئے، محققین نے اپنی انتہائی پرجوش (رائڈبرگ) ریاستوں میں ان ایٹموں کا پتہ لگایاہےجورائڈبرگ الیکٹرومیگنیٹکلی انڈیوز(ای آئی ٹی) کے عمل میں شامل توانائی کی سطحوں میں سے ایک کے طور پر رائڈبرگ کی حالت سے مطابقت رکھتے ہیں۔ رائڈبرگ ای آئی ٹی سگنلز کا استعمال رائڈبرگ ایٹموں کے بیرونی مقناطیسی میدان میں ردعمل کی پیمائش کے لیے کیا گیا تھا۔

"جب رائڈبرگ ای آئی ٹی کو تحقیقات اور کپلنگ بیم کی غیر روایتی ترتیب میں دیکھا گیا، جہاں ڈوپلر شفٹ کو معاوضہ نہیں دیا گیا، مقناطیسی میدان میں ایک بہتر ردعمل دیکھا گیا۔ یہ ڈوپلر شفٹ ہے جو بیرونی طور پرنافذ مقناطیسی میدان میں رائڈبرگ ای آئی ٹی سگنل کے بڑے ردعمل کا باعث بنتی ہے،"

یہ بات آرآرآئی میں رائڈبرگ ایٹمس لیب(کیویواوآراے ایل)کے ساتھ کوانٹم آپٹکس کی سربراہ ڈاکٹر سنجکتارائے نے کہی جو سائنس اور ٹیکنالوجی محکمے (ڈی ایس ٹی) کا ایک خود مختار ادارہ ہے۔

عام طور پر ڈوپلر شفٹ کو حرکت پذیر مبصر کے ذریعہ لہر کی فریکوئنسی میں تبدیلی کے طور پر سمجھا جاتا ہے۔ جب ایک لیزر بیم ایٹمس پر چمکتی ہے تو ان کی تھرمل حرکت ڈوپلر شفٹ کی طرف لے جاتی ہے ۔لیزر بیم کی طرف بڑھنے والا ایٹم زیادہ فریکوئنسی دیکھتا ہے، جب کہ دور جانے والا کم فریکوئنسی کو دیکھتا ہے۔ یہ اثر عام طور پر سینسنگ کے لیے نقصان دہ سمجھا جاتا ہے۔

تجرباتی ماہرین نے حال ہی میں نیو جرنل آف فزکس میں شائع ہونے والے مقالے میں اس ڈوپلر اثر کو اپنے فائدے کے لیے مؤثر طریقے سے استعمال کرتے ہوئے کمرے کے درجہ حرارت پر کوانٹم اثرات کا مظاہرہ کیا اوراسے کامیابی کے ساتھ استعمال کیا ہے۔ انہوں نے ڈاکٹر شوون دتہ، تھیوریٹیکل فزکس گروپ، آر آر آئی کے ساتھ مل کر نظریاتی ماڈلنگ اور سمیلیشنز کا استعمال کرتے ہوئے اپنے تجرباتی مشاہدات کی بھی وضاحت کی ہے۔

"مقناطیسی میدان توانائی کی سطح کو تبدیل کرتے ہیں۔ اس کی موجودگی میں، توانائی کی سطح مختلف مقداروں سے منتقل ہو جاتی ہے، جس سے متعدد ٹرانسمیشن بلندیاں پیدا ہوتی ہیں جن کی علیحدگی کو مقناطیسی میدان کی پیمائش کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے،" آرآرآئی میں پی ایچ ڈی کے طالب علم اور ‘ڈوپلران ہینزڈ’ عنوان کے مقالے کے سرکردہ مصنف شوون کانتی بارک نے کہا کہ تھرمل رائڈبرگ ایٹم کے ساتھ کوانٹم میگنیٹومیٹری کریوجینک طور پر ٹھنڈے سپر کنڈکٹنگ آلات انتہائی کمزور مقناطیسی شعبوں کو محسوس کرنے کے لیے مفید ہیں۔

"لیکن کمرے کے درجہ حرارت کے بخارات سیل میں ہمارے تجربے کو مختلف عملی ایپلی کیشنز کے لیے آسانی سے تعینات کیا جا سکتا ہے۔ ایسا آسان تجرباتی نظام اور ایٹم کولنگ یا الٹرا ہائی ویکیوم کی ضرورت نہ ہونے کی وجہ سے ممکن ہوا۔جناب رائے نے مزید کہاکہ اس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ ہمارے نتائج میں استعمال میں آسان کمرے کے درجہ حرارت کے سیٹ اپ میں کمزور مقناطیسی شعاؤں کا پتہ لگانے کے لیے امید افزا ایپلی کیشنز ہیں،"۔

اس طرح کے ڈوپلر سے بڑھا ہوا کوانٹم میگنیٹومیٹری جغرافیائی طبیعیات سے لے کر دماغی سرگرمیوں اور معدنیات کی کھوج سے لے کر خلائی تحقیق اور آثار قدیمہ تک وسیع اقسام کی ایپلی کیشنز پیش کرتا ہے۔

 

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

ش ح۔ش م۔ م ا

UNO: 1588

(Release ID: 2067070) Visitor Counter : 33