सीएनआर, प्रकाश का सुपरसॉलिड में रूपांतरण: विश्व में पहली बार

“हमने प्रकाश को ठोस में बदल दिया है। यह बढ़िया है।" के शब्द दिमित्रिस ट्राइपोजॉर्गोस वे एक असाधारण प्रयोग का संश्लेषण हैं अभी प्रकाशित प्रकृति. प्रकाश का एक अति ठोस रूप। एक क्वांटम पदार्थ जो सभी ज्ञात श्रेणियों को चुनौती देता है, तथा एक साथ ठोस क्रिस्टल और श्यानता रहित तरल पदार्थ के रूप में व्यवहार करता है। कल तक हम केवल अतिशीतित परमाणुओं का उपयोग करके पदार्थ की ऐसी विचित्र अवस्थाओं की कल्पना ही कर सकते थे।

आज, भौतिकविदों की एक टीम के लिए धन्यवाद राष्ट्रीय अनुसंधान परिषद इटालियन, प्रकाश स्वयं इस विरोधाभासी स्थिति में परिवर्तित हो गया है, जिससे एक नए अध्याय के द्वार खुल गए हैं मौलिक भौतिकी और, शायद, ऐसी प्रौद्योगिकियों के बारे में भी जिनकी हम अभी तक कल्पना भी नहीं कर सकते।

जब असंभव भी प्रयोगात्मक बन जाता है

यह पहली बार नहीं है कि प्रकाश ने हमें आश्चर्यचकित किया है। 2009 से, जब डेनियल सैनविट्टोसीएनआर में शोधकर्ता रहे डॉ. टेड ब्राउन ने जब प्रदर्शित किया कि प्रकाश एक तरल पदार्थ की तरह व्यवहार कर सकता है, तब हमें पता चला कि यह साधारण सा दिखने वाला तत्व असाधारण गुणों को छिपाए हुए है। लेकिन अगला कदम उठाना - प्रकाश को अति ठोस में बदलना - लगभग असंभव कार्य जैसा प्रतीत हो रहा था।

फिर भी, लेज़रों और गैलियम एल्युमिनियम आर्सेनाइड अर्धचालकों को मिलाकर एक जटिल प्रयोगात्मक सेटअप के माध्यम से, इतालवी शोधकर्ताओं ने यह कर दिखाया है। उन्होंने सिर्फ प्रकाश में हेरफेर नहीं किया, उन्होंने मूलतः इसे ऐसी चीज़ में बदल दिया है जो किसी भी शास्त्रीय वर्गीकरण को चुनौती देती है। मैं सोच रहा हूँ कि फोटॉनों की यह किरण, जिसे हम प्रतिदिन सामान्य मानते हैं, हमारे लिए कितने और आश्चर्य लेकर आएगी।

हम सचमुच किसी नई चीज़ की शुरुआत में हैं।

सुपरसॉलिड क्या है और हमें उत्साहित क्यों होना चाहिए?

सुपरसॉलिड वास्तव में क्या है? कल्पना कीजिए कि एक बर्फ का टुकड़ा लें, जो अपने घनाकार आकार को पूरी तरह बनाए रखते हुए, एक छलनी से भी आसानी से गुजर सकता है, जैसे कि वह पानी हो। यह बेतुका लगता है, फिर भी पदार्थ की इन विचित्र अवस्थाओं में ठीक यही घटित होता है: कठोर क्रिस्टलीय संरचना और घर्षण रहित प्रवाह एक ही पदार्थ में सह-अस्तित्व में रहते हैं।

अब तक, भौतिक विज्ञानी केवल परमाणुओं को परम शून्य (-273,15 डिग्री सेल्सियस) के बहुत करीब तापमान तक ठंडा करके सुपरसॉलिड बनाने में सक्षम थे, जहां क्वांटम प्रभाव हावी होता है। बड़ी खबर यह है कि अब हम उन्हें बहुत अधिक तापमान पर प्रकाश में हेरफेर करके प्राप्त कर सकते हैं, विशेष रूप से संरचित अर्धचालक सामग्रियों के साथ बातचीत के कारण। इसका अर्थ है कि इन क्वांटम परिघटनाओं का अध्ययन अधिक सुलभ परिस्थितियों में किया जा सकेगा।

प्रकाश को वश में करने की इतालवी विधि

यह प्रयोग बिलकुल भी सरल नहीं था। शोधकर्ताओं को माइक्रोमेट्रिक परिशुद्धता के साथ अर्धचालक पर "रिज" डिजाइन करना था, एक पैटर्न बनाना था जो प्रकाश और पदार्थ (तथाकथित "प्रकाश" के बीच बातचीत द्वारा उत्पन्न संकर कणों को सीमित कर देगा।पोलारिटोन“). इस परिसीमन ने पोलारिटॉन्स को क्रिस्टलीय संरचना में व्यवस्थित होने के लिए बाध्य किया, जबकि क्वांटम प्रणालियों की विशिष्ट तरलता को बनाए रखा।

संविट्टो यह इस बात पर प्रकाश डालता है कि उन्हें यह साबित करने के लिए कितनी चुनौतियों का सामना करना पड़ा कि उन्होंने वास्तव में प्रकाश का एक सुपरसॉलिड बनाया है। वहां कोई मिसाल नहीं थी, न ही कोई प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल था जिसका पालन किया जाना था। उन्हें यह साबित करने के लिए कि उनकी सामग्री एक ही है, कई गुणों को एक साथ मापना पड़ा। वास्तव में यह ठोस और तरल दोनों था, बिना किसी श्यानता के।

एक अति-ठोस भविष्य अभी लिखा जाना बाकी है

दूसरा अल्बर्टो ब्रमाटी की सोरबोन विश्वविद्यालययह प्रयोग तो बस पहला कदम है। प्रकाश के इस अतिठोस पिंड के गुणों को पूरी तरह से समझने के लिए अभी भी अनगिनत माप किए जाने बाकी हैं, लेकिन संभावनाएं रोमांचक हैं।

ट्रिपोजॉर्गोस यह सुझाव देता है कि इन फोटोनिक सुपरसॉलिड को परमाणु सुपरसॉलिड की तुलना में नियंत्रित करना अधिक आसान हो सकता है, जिससे पदार्थ की उन विचित्र अवस्थाओं के अध्ययन के लिए नए रास्ते खुलेंगे, जो पहले तक पहुंच से बाहर थीं। शायद एक दिन यह अमूर्त प्रतीत होने वाला अनुसंधान क्रांतिकारी प्रौद्योगिकियों को जन्म देगा, जैसा कि अन्य क्वांटम परिघटनाओं के साथ हुआ है, जो आज कंप्यूटर, लेजर और चिकित्सा उपकरणों को शक्ति प्रदान करती हैं।

हम वास्तव में भौतिकी में एक नये अध्याय की शुरुआत में ही हैं। और, जैसा कि अक्सर होता है, यह सब एक प्रकाश की किरण से शुरू होता है।