বিজ্ঞানীরা কোয়াসিপার্টিকলস - ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড দ্বারা চালিত সুপার-উজ্জ্বল আলোর উত্স প্রস্তাব করেছেন

প্লাজমা এক্সিলারেটরের উপর ভিত্তি করে একটি প্রস্তাবিত নতুন আলোর উত্স সবচেয়ে উন্নত ফ্রি-ইলেক্ট্রন লেজারের মতো শক্তিশালী সুপার-উজ্জ্বল উত্সগুলি বিকাশ করা সম্ভব করে তুলতে পারে - তবে অনেক ছোট। যদি পরীক্ষামূলকভাবে প্রদর্শন করা হয়, গবেষকদের একটি আন্তর্জাতিক কনসোর্টিয়ামের দেওয়া নকশাটি অ-ধ্বংসাত্মক ইমেজিং এবং কম্পিউটার-চিপ উত্পাদন সহ বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে।

ফ্রি-ইলেক্ট্রন লেজারের মতো সুসংগত আলোর উত্সগুলি নিয়মিতভাবে একাডেমিক গবেষণায় নিযুক্ত করা হয়, যেখানে তারা জৈব অণুর গঠন, রাসায়নিক বিক্রিয়ার গতিবিদ্যা এবং পদার্থবিদ্যা, রসায়ন এবং পদার্থ বিজ্ঞানের অন্যান্য ধাঁধা অধ্যয়ন করতে ব্যবহৃত হয়। সমস্যা হল তারা বিশাল: সবচেয়ে শক্তিশালী, স্ট্যানফোর্ড ইউনিভার্সিটির লিনাক কোহেরেন্ট লাইট সোর্স, তিন কিলোমিটার লম্বা এবং স্ট্যানফোর্ড লিনিয়ার অ্যাক্সিলারেটর (SLAC) দ্বারা চালিত। এগুলিকে স্কেল করা তাদের ছোট প্রতিষ্ঠান যেমন বিশ্ববিদ্যালয়, হাসপাতাল এবং শিল্প ল্যাবের নাগালের মধ্যে নিয়ে আসবে।

ইলেকট্রনের জন্য একটি "মেক্সিকান তরঙ্গ"

নেতৃত্বে গবেষক ড জর্জ ভিয়েরা এর Instituto Superior Tecnico (IST) পর্তুগালে, একসাথে জন প্যালাস্ট্রো এর রচেস্টার বিশ্ববিদ্যালয়, US, মনে হয় তারা এমন একটা উপায় খুঁজে পেয়েছে। তাদের নকশা, যা তারা সহকর্মীদের সঙ্গে উন্নত ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়, লস এঞ্জেলেস এবং ল্যাবরেটর ডি'অপ্টিক অ্যাপ্লিকে ফ্রান্সে, একটি শক্তিশালী এবং উজ্জ্বল লেজারের উত্স তৈরি করার জন্য অনেকগুলি ইলেকট্রনের সংগ্রহ ব্যবহার করে যা একক দৈত্যাকার কণা বা কোয়াসিপার্টিকেলের মতো একত্রিত হয়। "আমরা এর দ্বারা কী বোঝাতে চাইছি তা চিত্রিত করতে, মেক্সিকান তরঙ্গের কথা চিন্তা করুন, যা ক্ষেত্রটির চারপাশে ঘুরছে বলে মনে হয়, যদিও প্রতিটি অংশগ্রহণকারী ব্যক্তি বসে থাকে," ব্যাখ্যা করে বার্নার্ডো মালাকা, IST-এর একজন পিএইচডি ছাত্র এবং ডিজাইনের উপর গবেষণার প্রথম লেখক প্রকৃতি ফোটোনিক্স. "এই ধরনের যৌথ চার্জযুক্ত কণা গতিবিদ্যা প্লাজমা পদার্থবিজ্ঞানের কেন্দ্রবিন্দুতে।"

ঠিক যেমন একটি মেক্সিকান তরঙ্গ, নীতিগতভাবে, ভিড়ের মধ্যে পৃথক মানুষের চেয়ে দ্রুত ভ্রমণ করতে পারে (যদি তারা সবাই একসাথে কাজ করে), মালাকা বলেছেন একই জিনিস ইলেকট্রনের সাথে ঘটতে পারে। সেই ক্ষেত্রে, যদিও, ফলাফলগুলি আরও গভীর হবে: "মেক্সিকান ইলেকট্রন তরঙ্গগুলি আলোর গতির চেয়ে দ্রুত ভ্রমণ করতে পারে, যদিও স্থানীয়ভাবে একটি ইলেকট্রন আলোর চেয়ে দ্রুত নয়," তিনি ব্যাখ্যা করেন।

যখন এটি ঘটে, মালাকা যোগ করে, যৌথ ইলেকট্রন তরঙ্গগুলি বিকিরণ করবে যেন তারা একটি একক সুপার-লুমিনাল ইলেকট্রন। "সমষ্টিগত ইলেক্ট্রন বিকিরণকে এমনভাবে চিত্রিত করা যেতে পারে যেন এটি একটি একক কণা থেকে উদ্ভূত হয়েছে, যা অস্থায়ীভাবে সুসংগত উত্সগুলির একটি অকল্পিত শ্রেণী তৈরি করার সম্ভাবনা বাড়িয়ে তোলে," তিনি বলেন পদার্থবিজ্ঞানের বিশ্ব।

Cherenkov প্রভাব একটি quasiparticle সংস্করণ

নতুন কাজে গবেষকরা যারা সহযোগিতা করেছেন ইউরোপীয় হাই-পারফরমেন্স কম্পিউটিং জয়েন্ট আন্ডারটেকিং, প্লাজমাতে কোয়াসিপার্টিকেলের বৈশিষ্ট্য অধ্যয়ন করতে সুপার কম্পিউটারে সিমুলেশন ব্যবহার করে। এই সিমুলেশনগুলি দেখায় যে একটি কোয়াসিপার্টিকেল থেকে বিকিরণ প্রকৃতপক্ষে একটি একক সসীম আকারের কণা দ্বারা উত্পাদিত থেকে মৌলিকভাবে আলাদা করা যায় না।

পর্তুগাল-ইউএস-ফ্রান্স দলও চেরেনকভ প্রভাবের একটি কোয়াসিপার্টিকল সংস্করণের পদার্থবিদ্যা বর্ণনা করে। চেরেনকভ বিকিরণ ঘটে যখন চার্জযুক্ত কণা একটি মাধ্যমের মাধ্যমে এমন গতিতে প্রচার করে যা সেই মাধ্যমের আলোর গতির চেয়ে দ্রুত। আইনস্টাইনের আপেক্ষিকতার বিশেষ তত্ত্ব অনুসারে, এই প্রভাবটি ভ্যাকুয়ামে ঘটতে পারে না, যেখানে আলোর গতি মাত্র 300 000 কিমি/সেকেন্ডের নিচে স্থির থাকে। এই সীমাটি কোয়াসিকণার ক্ষেত্রে প্রযোজ্য নয়, তবে, যেগুলি সুপারলুমিনাল সহ যেকোনো বেগে ভ্রমণ করতে পারে। "কণাগুলি এমনভাবে চলতে পারে যেগুলি পৃথক কণাগুলিকে নিয়ন্ত্রণকারী পদার্থবিজ্ঞানের আইন দ্বারা অস্বীকৃত হবে," প্যালাস্ট্রো ব্যাখ্যা করেন। "এটি কোয়াসিপার্টিকেল ট্র্যাজেক্টোরি নিয়ন্ত্রণ করার এই পরম স্বাধীনতা যা শক্তিশালী কিন্তু কমপ্যাক্ট আলোর উত্সগুলির একটি নতুন শ্রেণীর দিকে চাবিকাঠি ধরে রাখতে পারে।"

ভিয়েরা যোগ করে যে কোয়াসিপার্টিকলগুলি 10 থেকে বিকিরণকে গঠনমূলকভাবে একত্রিত করতে পারে¹⁰ ইলেকট্রন এটি, তিনি নোট করেছেন, "SLAC এ একটি ইলেক্ট্রন গুচ্ছের চার্জ সম্পর্কে"।

কোয়াসিপার্টিকল থেকে বাস্তব-বিশ্বের আলোর উৎস তৈরি করার একটি উপায় হল একটি তীব্র লেজার পালস বা আপেক্ষিক কণার গুচ্ছকে প্লাজমা বা গ্যাসে পাঠানো যেখানে দূরত্বের সাথে ঘনত্ব বৃদ্ধি পায়, তিনি যোগ করেন। এই কনফিগারেশনটি একটি ঘনত্ব আপ র‌্যাম্প হিসাবে পরিচিত এবং এটি প্লাজমা-ভিত্তিক অ্যাক্সিলারেটরে মানক। এগুলি, তবে, সাধারণত একটি ধ্রুবক ঘনত্ব প্রোফাইল ব্যবহার করে। নতুন সেট-আপ একটি সুপারলুমিনাল কোয়াসিপার্টিক্যাল তৈরি করবে যা কোয়াসিপার্টিক্যাল-চেরেনকভ নির্গমনের দিকে পরিচালিত করবে।

"একটি undulating quasiparticle তৈরি করতে, যা undulatory বিকিরণের দিকে পরিচালিত করে, আমরা একটি তীব্র লেজার পালস বা আপেক্ষিক কণার গুচ্ছকে একটি প্লাজমা বা গ্যাসে পাঠাতে পারি যেখানে ঘনত্ব পর্যায়ক্রমে (sinusoidally) দূরত্বের সাথে পরিবর্তিত হয়," Viera ব্যাখ্যা করে৷ “ল্যাবরেটরিতে এই ধরনের প্রোফাইল তৈরি করার জন্য বিভিন্ন কনফিগারেশন ইতিমধ্যেই উপলব্ধ রয়েছে (উদাহরণস্বরূপ, দুটি আয়নাইজিং লেজার ডালের মধ্যে হস্তক্ষেপ প্যাটার্ন ব্যবহার করে, যা শুধুমাত্র গঠনমূলক হস্তক্ষেপের অঞ্চলে প্লাজমাকে আয়ন করে)।

"একটি বিশাল প্রভাব"

যদি ল্যাবরেটরিতে নির্মিত এবং প্রদর্শন করা হয়, কোয়াসিপার্টিকলের উপর ভিত্তি করে কমপ্যাক্ট আলোর উত্সগুলি বিজ্ঞান এবং অ্যাপ্লিকেশন আনতে পারে যা বর্তমানে বিশ্বের কয়েকটি জায়গায় (এলসিএলএসের মতো) সম্ভব, ভিয়েরা বলেছেন। “আলোর উত্সগুলি আমাদের জীবনে বিজ্ঞান এবং প্রযুক্তি থেকে শুরু করে দৈনন্দিন অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে প্রচুর প্রভাব ফেলে৷ উদাহরণস্বরূপ, তারা অ-ধ্বংসাত্মক ইমেজিং (যেমন ভাইরাসের জন্য স্ক্যান করা বা পণ্যের গুণমান পরীক্ষা করা), জৈবিক প্রক্রিয়া বোঝা (যেমন সালোকসংশ্লেষণ), কম্পিউটার চিপ তৈরি করা এবং গ্রহ ও নক্ষত্রে পদার্থের আচরণ অন্বেষণে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।"

নতুন কণা অ্যাক্সিলারেটর বাঁকা লেজার বিম দ্বারা চালিত হয়

গবেষকরা এখন ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক স্পেকট্রামের অন্যান্য তরঙ্গদৈর্ঘ্যে quasiparticles বিকিরণ করার উপায়গুলি তদন্ত করছেন। উদাহরণস্বরূপ, এক্স-রেগুলির তরঙ্গদৈর্ঘ্য প্রায় 1 এনএম থাকে এবং এটি বিশেষভাবে কার্যকর হবে।

"আমরা পরীক্ষামূলকভাবে আমাদের ধারণা প্রদর্শন করার চেষ্টা করছি," মালাকা বলেছেন। "এই মুহুর্তের জন্য একটি ধারণাগত উদ্ভাবন হওয়া সত্ত্বেও, আমরা বিশ্বাস করি যে কোয়াসিপার্টিকল পদ্ধতিটি বিশ্বজুড়ে কয়েক ডজন বা এমনকি শত শত ল্যাবে চেষ্টা করার জন্য যথেষ্ট সহজ।"

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• PlatoData.Network উল্লম্ব জেনারেটিভ Ai. নিজেকে ক্ষমতায়িত করুন। এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোইএসজি। কার্বন, ক্লিনটেক, শক্তি, পরিবেশ সৌর, বর্জ্য ব্যবস্থাপনা. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটো হেলথ। বায়োটেক এবং ক্লিনিক্যাল ট্রায়াল ইন্টেলিজেন্স। এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://physicsworld.com/a/scientists-propose-super-bright-light-source-powered-by-quasiparticles/