বেশিরভাগ ব্যাটারি রাসায়নিক প্রক্রিয়ার মাধ্যমে শক্তি সঞ্চয় করে। কোয়ান্টাম ব্যাটারি, বিপরীতে, কোয়ান্টাম সিস্টেমের অত্যন্ত উত্তেজিত অবস্থায় শক্তি সঞ্চয় করে। গবেষকরা এই ধরনের ব্যাটারি বাস্তবায়নের বিভিন্ন উপায়ের প্রস্তাব করেছেন, এবং সাম্প্রতিক অগ্রগতিগুলি আশা জাগিয়েছে যে তারা আরও টেকসই শক্তির উত্সগুলিতে রূপান্তর করতে সহায়তা করতে পারে। যাইহোক, তারা বেশ কয়েকটি চ্যালেঞ্জ নিয়ে আসে, যার মধ্যে শক্তি মুক্তির সহজ উপায় খুঁজে পাওয়া এবং সঞ্চিত শক্তির সঠিক স্তর বজায় রাখা সহ।
ইনস্টিটিউট ফর বেসিক সায়েন্স (আইবিএস), কোরিয়ার গবেষকরা, ইতালির ইনসুব্রিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের সহকর্মীদের সহযোগিতায়, এখন দেখিয়েছেন যে মাইক্রোমাজারের উপর ভিত্তি করে কোয়ান্টাম ব্যাটারিগুলি এই চ্যালেঞ্জগুলির কিছু কাটিয়ে উঠতে সাহায্য করতে পারে। Micromasers একটি অপটিক্যাল গহ্বর ভিতরে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ক্ষেত্রের সাথে যোগাযোগকারী পরমাণুর একটি স্ট্রিম গঠিত। গহ্বরের শক্তি ক্রমাগত মিথস্ক্রিয়ায় বৃদ্ধি পায় যতক্ষণ না এটি একটি নির্দিষ্ট স্তরে মালভূমিতে পরিণত হয়, ব্যাটারি চার্জ করে।
নতুন কাজে, IBS-Insubria টিম দেখিয়েছে যে মাইক্রোমাজারগুলি, একবার চার্জ করা হলে, প্রায় স্থির অবস্থায় পৌঁছে যায়, যার অর্থ তাদের শক্তির স্তর টিমের মডেলের সিস্টেমের সাথে প্রাসঙ্গিক সময়কালের উপর উল্লেখযোগ্যভাবে ওঠানামা করে না। এটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ এটি ব্যাটারির চার্জিংয়ের সময় সঠিকভাবে গণনা করা সম্ভব করে। এই গবেষণায় ব্যবহৃত পরামিতিগুলির সাহায্যে, প্রায় 30টি মিথস্ক্রিয়া করার পরে স্থির-রাষ্ট্রীয় স্তরে পৌঁছে যায় এবং প্রায় 1 মিলিয়ন আরও মিথস্ক্রিয়াগুলির জন্য শক্তি স্থিতিশীল থাকে।
প্রায় বিশুদ্ধ স্থির অবস্থা
এই প্রায় স্থির অবস্থার আরেকটি সুবিধা হল এটি প্রায় বিশুদ্ধ, যা এটি যে পরমাণুর সাথে মিথস্ক্রিয়া করেছে তা থেকে স্বাধীনভাবে গহ্বরের অবস্থা বিবেচনা করা সম্ভব করে তোলে। এটি আশ্চর্যজনক, কারণ অনেক সংঘর্ষের পরে কেউ আশা করতে পারে যে গহ্বরের অবস্থা বিশুদ্ধ হবে না, যা সমস্ত বাতিল পরমাণুর সাথে মিথস্ক্রিয়া না করে ব্যাটারি থেকে নিষ্কাশিত শক্তির পরিমাণকে সর্বাধিক করা অসম্ভব করে তোলে। যাইহোক, IBS-Insubria টিম দেখিয়েছে যে ব্যবহারযোগ্য শক্তির পরিমাণ (যা ব্যাটারির এরগোট্রপি নামে পরিচিত) বেশি থাকে।
মাইক্রোমাসারের কোয়ান্টাম গতিবিদ্যা ব্যাটারিকে অতিরিক্ত চার্জ হতে বাধা দেয়, বলে দারিও রোজা, আইবিএস-এর একজন সিনিয়র গবেষক যিনি গবেষণার নেতৃত্ব দিয়েছেন। "নীতিগতভাবে, সিস্টেমটি শক্তি বৃদ্ধি অব্যাহত রাখতে পারে এবং অসীম হতে পারে," রোসা ব্যাখ্যা করে। "কোন বাহ্যিক নিয়ন্ত্রণ ছাড়াই, মাইক্রোমাজার, তার নিজস্ব গতিশীলতা দ্বারা, অনির্দিষ্টকালের জন্য তার শক্তি বাড়ায় না।" এটি ব্যাটারি চার্জ করা সহজ করে এবং অতিরিক্ত শক্তি থেকে হার্ডওয়্যারের ক্ষতি প্রতিরোধ করে।
অতিরিক্তভাবে, নতুন ফলাফল, যা দল জার্নালে বর্ণনা করে কোয়ান্টাম বিজ্ঞান ও প্রযুক্তি, দেখায় যে এই বৈশিষ্ট্যগুলি বাস্তবসম্মত পরিস্থিতিতে (যেমন, বর্ধিত চার্জিং শক্তি এবং সিস্টেমের ভৌত বৈশিষ্ট্যগুলিতে ভুলতা) মাইক্রোমাজারের প্রস্তুতি এবং পরিচালনার জন্য সত্য ধারণ করে – একটি দরকারী ব্যাটারির মডেলকে পরীক্ষামূলকভাবে যা অর্জন করা যায় তার কাছাকাছি নিয়ে আসে।
সুপারপজিশন সুবিধা
মাইক্রোমাজার সংক্রান্ত ইতিবাচক ফলাফল একটি দ্বারা সমর্থিত সম্পর্কিত অধ্যয়ন সুইজারল্যান্ডের জেনেভা বিশ্ববিদ্যালয়ের একটি গ্রুপ দ্বারা। স্টিফান নিমরিখটারের নেতৃত্বে, এই গ্রুপটি দেখিয়েছে যে একটি একক মাইক্রোমাজার তার চার্জিং শক্তিতে ধ্রুপদী ডিভাইসগুলির তুলনায় একটি সুবিধা পেতে পারে যদি পরমাণুগুলি কোয়ান্টাম সুপারপজিশনে গহ্বরে আসে। পূর্বে, এটি কেবলমাত্র জানা ছিল যে কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গলমেন্ট ব্যবহার করে অনেক কোয়ান্টাম ব্যাটারি একত্রিত করে ক্লাসিক্যাল সিস্টেমে চার্জিং পাওয়ার উন্নত করা যেতে পারে।
কোয়ান্টাম ব্যাটারি জট থেকে একটি বুস্ট পেতে পারে
রোজা বলেছেন যে অনেকগুলি পৃথক মাইক্রোমাসারকে কীভাবে একত্রিত করা যায় এবং সিস্টেমকে স্কেল করার সময় কার্যকারিতা অপ্টিমাইজ করা যায় তা আরও ভালভাবে বোঝার জন্য আরও কাজ করা দরকার। "অন্যান্য ব্যাটারির সাথে, আমরা দেখেছি যে আরও বেশি ব্যাটারি একসাথে চার্জ করার সাথে চার্জ করার ক্ষমতা উন্নত হয়," তিনি বলেছেন। "আমরা জানতে চাই মাইক্রোমাজারদের এই সম্পত্তি আছে কিনা।"
মডেলটিকে আরও বাস্তবসম্মত করতে, দলটি এখন গহ্বরটি অসিদ্ধ হলে কী ঘটে তা নিয়ে আগ্রহী, যার অর্থ কিছু শক্তি নষ্ট হয়ে যায়। যদি ব্যাটারি এই অবস্থার অধীনে ভাল কাজ করে, এই কাজটিতে ইতিমধ্যে দেখা বৈশিষ্ট্যগুলি সংরক্ষণ করে, এটি ইতালির অন্যান্য পদার্থবিদ বা জেনেভাতে গ্রুপ সহ সম্ভাব্য পরীক্ষামূলক সহযোগিতার দরজা খুলে দেবে।
