محققین نے ایک نئی ٹیکنالوجی تیار کی ہے جو مقناطیسیت کی پوشیدہ قوتوں کی پیمائش میں انسانی دماغ کے اندر سے لے کر بیرونی خلا کی گہرائیوں تک-بغیر کسی بھاری شیلڈنگ یا انتہائی خاموش لیبارٹریوں کی ضرورت کے مدد کر سکتی ہے۔

میگنیٹومیٹر مفید آلات ہیں جن کا استعمال بنیادی طبیعیات سے لے کر طبی امیجنگ اور نیویگیشن تک کے شعبوں میں ہوتا ہے ۔ مقناطیسی میدان کی پیمائش کے لیے سب سے زیادہ امید افزا طریقے انتہائی کمزور مقناطیسی میدان میں الکالی ایٹموں سے گزرنے والی پروب روشنی کی پولرائزیشن گردش کا پتہ لگانے پر مبنی ہیں ۔ اس طریقہ کار پر مبنی میگنیٹومیٹر ، جسے آپٹکلی پمپڈ اٹامک میگنیٹومیٹر (او پی اے ایم) اور اسپن ایکسچینج ریلیکسشن فری (ایس ای آر ایف) میگنیٹومیٹر کہا جاتا ہے ، عام طور پر اعلی حساسیت رکھتے ہیں لیکن نفیس مقناطیسی شیلڈنگ کا مطالبہ کرتے ہیں اور ان کی متحرک حد کم ہوتی ہے ۔ ان ضروریات کی وجہ سے انہیں فیلڈ تعیناتی کے قابل آلہ کے طور پر استعمال کرنا مشکل ہو جاتا ہے ۔

محکمہ سائنس و ٹیکنالوجی (ڈی ایس ٹی) کے ایک خود مختار ادارے رمن ریسرچ انسٹی ٹیوٹ (آر آر آئی) کے محققین نے ایک آل آپٹیکل کوانٹم میگنیٹومیٹر میں میگنیٹومیٹری کے لیے ایک نیا طریقہ وضع کیا ہے جو ان چیلنجوں سے نمٹ سکتا ہے ۔ رمن سے چلنے والی اسپن شور سپیکٹروسکوپی (آر ڈی ایس این ایس) پر مبنی یہ طریقہ مقناطیسی میدانوں کی پیمائش کے طریقے کو تبدیل کر سکتا ہے-شور ، حقیقی دنیا کے ماحول میں بھی عمل کو تیز ، پورٹیبل اور درست بنا سکتا ہے ۔

یہ طریقہ مختلف سائنسی ، صنعتی اور تحقیقی شعبوں میں توسیع کرتے ہوئے براڈ بینڈ صلاحیت اور تیز رفتار ردعمل کے ساتھ مقناطیسی میدان کی پیمائش کے میدان میں تعیناتی کے قابل ایپلی کیشنز کی صلاحیت کو ظاہر کرتا ہے ۔

آر ڈی ایس این ایس  روبیڈیم ایٹموں کے چھوٹے کوانٹم وائبریشنز کو سننے کے لیے لیزر لائٹ کا استعمال کرتا ہے۔ یہ کمپن، جو اسپن شور کہلاتی ہیں، ایٹموں کے گھماؤ میں بے ترتیب اتار چڑھاؤ ہیں - ایٹموں کی ایک بنیادی کوانٹم خاصیت جیسے چھوٹے بار میگنیٹ۔ مقناطیسی میدان کے سامنے آنے پر، اس گھماؤ والے شور کا انداز پیش قیاسی طریقوں سے بدل جاتا ہے۔ لیزر کو چمکانے اور شور کا تجزیہ کرکے، محققین ایٹموں کو چھوئے یا پریشان کیے بغیر مقناطیسی میدان کی درست پیمائش کر سکتے ہیں۔ آر ڈی ایس این حساسیت کے نمایاں نقصان کے بغیر متحرک حد کو کافی حد تک بڑھاتا ہے۔

شکل 1 ۔ آر ڈی ایس این ایس مقناطیسی گونج سگنل اور اس کے فوائد کو کیسے بڑھاتا ہے۔

 

پی ایچ ڈی کے محقق اور مطالعہ کے سرکردہ مصنف سیاری نے کہا، "ہم نے غیر معمولی طور پر بڑی متحرک رینج کے ساتھ اعلی حساسیت کو جوڑ دیا ہے - ایسی چیز جس کا حصول انتہائی مشکل ہے۔" زیادہ تر میگنیٹومیٹر کو ان دو خصوصیات کے درمیان سمجھوتہ کرنا پڑتا ہے۔ لیکن آر ڈی ایس این ایس   درستگی کی قربانی کے بغیر بہت کمزور سے بہت مضبوط تک فیلڈ طاقتوں کی ایک وسیع رینج میں خوبصورتی سے کام کرتا ہے۔

ان کا سیٹ اپ مقناطیسی شیلڈنگ کے بغیر کام کرتا ہے ۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ اسے بیرونی ، صنعتی اور طبی ماحول میں استعمال کیا جا سکتا ہے جہاں دوسرے میگنیٹومیٹر ناکام ہو جاتے ہیں ۔ یہ کمپیکٹ ، مکمل طور پر آپٹیکل (کوئی حرکت پذیر حصے نہیں) اور برقی مداخلت سے محفوظ ہے ۔

ان کے آلے نے 100 ہرٹز پر 30 پیکوٹسلا فی جڑ ہرٹز کی حساسیت حاصل کی-جو کہ بھاری لیب سسٹم کی حساسیت کے قریب پہنچ گئی-جبکہ ایک ایسے نظام میں فٹ ہوتی ہے جو ایک دن پورٹیبل ہو سکتا ہے ۔

یہ تکنیک بیرونی آوارہ شعبوں کی موجودگی میں بھی اسی طرح کی حساسیت پیدا کرتی ہے جو آر ڈی ایس این ایس کے اطلاق کو بہت سے اور ایپلی کیشنز تک وسیع کرتی ہے ، جیسے تعینات ایٹم میگنیٹومیٹر جو اتار چڑھاؤ والے مقناطیسی شعبوں والے ماحول میں چل سکتے ہیں ۔ اس تکنیک کو آوارہ آر ایف شور اور مکینیکل کمپن کی وجہ سے مداخلت کے خلاف بھی موصل کیا جاتا ہے ، جو دیگر میگنیٹومیٹر ٹیکنالوجیز کے لیے عام مسائل ہیں ۔

یہ طریقہ دماغ اور اعصابی نظام کو اسکین کرنے کے طریقے میں انقلاب لا سکتا ہے-جو ایم آر آئی کا ایک متبادل پیش کرتا ہے جو خاموش ، کمپیکٹ اور غیر حملہ آور ہے ۔ امکانات ان سینسرز کو زیر زمین مقناطیسی تغیرات کا پتہ لگانے کے لیے استعمال کر سکتے ہیں جو معدنی ذخائر کی طرف اشارہ کرتے ہیں ۔ خلا میں ، جہاں وزن اور مضبوطی اہم ہے ، سیاروں اور ستاروں کے ارد گرد مقناطیسی شعبوں کا مطالعہ کرنے کے لیے ایک پورٹیبل ، شیلڈ فری میگنیٹومیٹر انمول ہے ۔

متعلقہ تحقیقی مضمون حال ہی میں ڈی ایس ٹی کے نیشنل کوانٹم مشن کے تحت ایک پہل کے ذریعے جرنل آئی ای ای ای ٹرانزیکشنز آن انسٹرومینٹیشن اینڈ میزرمنٹ میں شائع ہوا تھا ۔

آر آر آئی میں کوانٹم مکسچرز (کیو ایم آئی ایکس) لیب کی قیادت کرنے والے ڈاکٹر سپتاریشی چودھری نے کہا ، "ہمارا نقطہ نظر عالمی کوانٹم ٹیکنالوجی کی دوڑ میں ہندوستان کی بڑھتی ہوئی خواہش کی عکاسی کرتا ہے ۔ "ہم اگلی نسل کے سینسرز کو ڈیزائن کرنے کے لیے ایٹم-فطرت کے کوانٹم بلڈنگ بلاکس-کا استعمال کر رہے ہیں ۔"

آر آر آئی کی ٹیم استحکام کو مزید بڑھانے کے لیے فیز لاکڈ لیزرز کا استعمال کرنے ، کوانٹم شور کو کم کرنے کے لیے نچوڑی ہوئی روشنی کو مربوط کرنے اور ایم ای ایم ایس ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے چھوٹے ورژن بنانے کا تصور کرتی ہے ۔ طویل عرصے میں ، آر ڈی ایس این ایس گہرے کوانٹم اسرار کی تحقیقات میں بھی مدد کر سکتا ہے ، جیسے کہ ایٹم کس طرح تعامل کرتے ہیں یا پیچیدہ کوانٹم مراحل کیسے ابھرتے ہیں ۔

******

U.No:2566

ش ح۔ح ن۔س ا

(Release ID: 2143244)