পরীক্ষামূলক সংশ্লেষণ এবং ফোটন এবং ইলেক্ট্রনের কক্ষপথ কৌণিক ভরবেগের অধ্যয়নের কৌশলগুলি ব্যাপকভাবে গবেষণা করা সত্ত্বেও, নিউট্রন ব্যবহার করে একটি ডিভাইসের নকশা আগে কখনও সফলভাবে প্রমাণিত হয়নি। নিউট্রনগুলির অনন্য বৈশিষ্ট্য রয়েছে, তাই গবেষকদের নতুন সরঞ্জাম তৈরি করতে হয়েছিল এবং তাদের সাথে কাজ করার জন্য নতুন পদ্ধতির বিকাশ করতে হয়েছিল।
ইনস্টিটিউট ফর কোয়ান্টাম কম্পিউটিং (আইকিউসি) এর বিজ্ঞানীরা একটি ডিভাইস তৈরি করেছেন যা স্পষ্টভাবে নির্দিষ্ট অরবিটাল সহ বাঁকানো নিউট্রন তৈরি করে কৌণিক ভরবেগ পরীক্ষামূলক ইতিহাসে প্রথমবারের মতো। এই যুগান্তকারী বৈজ্ঞানিক কৃতিত্ব, যা পূর্বে অসম্ভব বলে মনে করা হয়েছিল, বিজ্ঞানীদের জন্য পরবর্তী প্রজন্মের কোয়ান্টাম উপকরণগুলির বৃদ্ধির তদন্ত করার জন্য একটি একেবারে নতুন উপায় প্রস্তাব করে, যার অ্যাপ্লিকেশন সহ কোয়ান্টাম কম্পিউটিং মৌলিক পদার্থবিজ্ঞানে অভিনব সমস্যাগুলি আবিষ্কার এবং সমাধান করার জন্য।
ডক্টর ডুসান সারেনাক, আইকিউসি-র একজন গবেষণা সহযোগী এবং ওয়াটারলু বিশ্ববিদ্যালয়ের ট্রান্সফরমেটিভ কোয়ান্টাম টেকনোলজিসের প্রযুক্তিগত নেতৃত্ব, বলেছেন, "নিউট্রন উদীয়মান কোয়ান্টাম উপাদানগুলির বৈশিষ্ট্যের জন্য একটি শক্তিশালী অনুসন্ধান কারণ তাদের বেশ কয়েকটি অনন্য বৈশিষ্ট্য রয়েছে। তাদের ন্যানোমিটার আকারের তরঙ্গদৈর্ঘ্য, বৈদ্যুতিক নিরপেক্ষতা এবং তুলনামূলকভাবে বড় ভর রয়েছে। এই বৈশিষ্ট্যগুলির অর্থ নিউট্রনগুলি এমন পদার্থের মধ্য দিয়ে যেতে পারে যা এক্স-রে এবং আলো পারে না।"
আইকিউসি এবং পদার্থবিদ্যা এবং জ্যোতির্বিদ্যা বিভাগের অনুষদের সদস্য ড. দিমিত্রি পুশিন এবং তার দল তাদের পড়াশোনার জন্য কাঁটাচামচের মতো ছোট সিলিকন গ্রেটিং কাঠামো তৈরি করেছে। এই ডিভাইসগুলি এতটাই ক্ষুদ্র যে 0.5 মিলিয়নেরও বেশি কাঁটাচামচের স্থানচ্যুতি ফেজ গ্রেটিংগুলি শুধুমাত্র 0.5 সেমি বাই 19 সেন্টিমিটারের মধ্যে পাওয়া যায়। একক নিউট্রনের একটি প্রবাহ এই যন্ত্রের মধ্য দিয়ে যাওয়ার সাথে সাথে পৃথক নিউট্রনগুলি কর্কস্ক্রু প্যাটার্নে মোচড় দিতে শুরু করে। একটি বিশেষ নিউট্রন ক্যামেরা নিউট্রনগুলির ছবি 10 মিটার ভ্রমণ করার পরে রেকর্ড করে। দলটি লক্ষ্য করেছে যে প্রতিটি নিউট্রন XNUMX সেমি চওড়া ডোনাট আকৃতির ট্রেসে পরিণত হয়েছে।
প্রচারিত নিউট্রনগুলির ডোনাট প্যাটার্ন নির্দেশ করে যে তাদের একটি বিশেষ হেলিকাল অবস্থায় রাখা হয়েছে এবং গ্রুপের গ্রেটিং ডিভাইসগুলি কোয়ান্টাইজড অরবিটাল কৌণিক ভরবেগ সহ নিউট্রন বিম তৈরি করেছে, এটি এটির প্রথম পরীক্ষামূলক অর্জন।
ডঃ দিমিত্রি পুশিন, আইকিউসি এবং ওয়াটারলুতে পদার্থবিদ্যা ও জ্যোতির্বিদ্যা অনুষদের সদস্য, বলেছেন, "নিউট্রন মৌলিক পদার্থবিদ্যার পরীক্ষামূলক যাচাইকরণে জনপ্রিয় হয়েছে, স্বাধীনতার তিনটি সহজলভ্য ডিগ্রী ব্যবহার করে: স্পিন, পথ এবং শক্তি। এই পরীক্ষাগুলিতে, আমাদের গোষ্ঠী নিউট্রন বিমগুলিতে অরবিটাল কৌণিক গতির ব্যবহার সক্ষম করেছে, স্বাধীনতার একটি অতিরিক্ত পরিমাপযুক্ত ডিগ্রি প্রদান করে। এটি করার মাধ্যমে, আমরা কোয়ান্টাম সিমুলেটর এবং কোয়ান্টাম কম্পিউটারের মতো পরবর্তী প্রজন্মের কোয়ান্টাম ডিভাইসগুলির জন্য প্রয়োজনীয় জটিল উপকরণগুলি চিহ্নিত করতে এবং পরীক্ষা করার জন্য একটি টুলবক্স তৈরি করছি।"
জার্নাল রেফারেন্স:
- ডুসান সারানাক, মেলিসা হেনারসন, এবং অন্যান্য। নিউট্রন হেলিকাল তরঙ্গের পরীক্ষামূলক উপলব্ধি। বিজ্ঞান অগ্রগতি। ডোই: 10.1126/sciadv.add2002
