কানাডা এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের গবেষকরা একটি সু-সংজ্ঞায়িত অরবিটাল কৌণিক ভরবেগ (OAM) সহ "টুইস্টেড" নিউট্রনের একটি মরীচি তৈরি করেছেন। এটি একটি পারমাণবিক চুল্লি থেকে একটি নিউট্রন রশ্মিকে বিচ্ছুরণ গ্রেটিংগুলির একটি বিশেষ অ্যারের মাধ্যমে পাস করার মাধ্যমে করা হয়েছিল। একটি সু-সংজ্ঞায়িত OAM সহ একটি নিউট্রন রশ্মির প্রথম পর্যবেক্ষণ হিসাবে বর্ণনা করা হয়েছে, এই পরীক্ষাটি দলের কিছু সদস্যের কয়েক বছরের পরিশ্রমের চূড়ান্ত পরিণতি, যারা 2015 সালে প্রথম পাকানো নিউট্রনের অস্থায়ী পর্যবেক্ষণের রিপোর্ট করেছিলেন।
কোয়ান্টাম মেকানিক্স অনুসারে, নিউট্রনের মতো সাবটমিক কণা তরঙ্গ এবং কণা উভয়ের মতো আচরণ করে। এই তরঙ্গ-কণা দ্বৈততা নিউট্রন বিক্ষিপ্তকরণের বিস্তৃত এবং ফলপ্রসূ ক্ষেত্রের জন্ম দিয়েছে, যার ফলে উপাদানগুলির অভ্যন্তরীণ কাঠামোগুলি পারমাণবিক চুল্লি এবং ত্বরক থেকে নিউট্রনের বিম ব্যবহার করে অনুসন্ধান করা হয়। যদিও এই ধরনের পরীক্ষাগুলি দীর্ঘকাল ধরে নিউট্রনের অন্তর্নিহিত কৌণিক ভরবেগ (স্পিন) ব্যবহার করেছে, পদার্থবিদরাও ওএএম বহনকারী পাকানো নিউট্রনের বিম তৈরি এবং সনাক্ত করতে আগ্রহী।
গবেষকরা ইতিমধ্যেই এর বিম তৈরি করতে সক্ষম হয়েছেন বাঁকানো আলো এবং পাকানো ইলেকট্রন যেখানে তরঙ্গপ্রান্তরগুলি প্রচারের দিক সম্পর্কে ঘোরে, যার ফলে OAM বহন করে। এই রশ্মিগুলির বর্তমান এবং সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশনগুলির একটি বিস্তৃত পরিসর রয়েছে যার মধ্যে রয়েছে চিরাল অণুগুলি অধ্যয়ন করা এবং অপটিক্যাল টেলিকম সিস্টেমের ক্ষমতা বাড়ানো।
পরীক্ষামূলক চ্যালেঞ্জ
তবে এখনও অবধি, পদার্থবিদরা বাঁকানো নিউট্রনের মরীচি তৈরি করতে লড়াই করেছেন। 2015 সালে, দিমিত্রি পুশিন এবং ওয়াটারলু বিশ্ববিদ্যালয়ের সহকর্মীরা, মেরিল্যান্ডের জয়েন্ট কোয়ান্টাম ইনস্টিটিউট এবং বোস্টন বিশ্ববিদ্যালয়ের পদার্থবিদদের সাথে একটি গবেষণাপত্র প্রকাশ করেছেন প্রকৃতি যে একটি কৌশল বর্ণনা করেছেন একটি স্পাইরাল ফেজ প্লেট (SPP)-এর মধ্য দিয়ে নিউট্রনের একটি রশ্মি পাস করে পাকানো নিউট্রন তৈরি করার জন্য - একটি ডিভাইস যা পেঁচানো আলো এবং পাকানো ইলেকট্রন তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়েছে।
তারা একটি নিউট্রন রশ্মিকে দুই ভাগে বিভক্ত করে এবং এসপিপির মাধ্যমে একটি রশ্মি পাঠিয়ে এটি করেছিল। তারপরে দুটি বিম পুনরায় সংযুক্ত করা হয়েছিল এবং গবেষকরা অরবিটাল কৌণিক ভরবেগের সাথে সম্পর্কিত একটি হস্তক্ষেপের প্রভাব পরিমাপ করেছিলেন। যাইহোক, 2018 সালে পদার্থবিদদের একটি স্বাধীন দল প্রকাশিত গণনা যা দেখিয়েছে যে পুশিন এবং সহকর্মীদের দ্বারা পরিমাপ করা হস্তক্ষেপের প্রভাব কক্ষপথের কৌণিক ভরবেগের সাথে সম্পর্কিত নয়।
অনিশ্চিত, পুশিন এবং সহকর্মীরা একটি নতুন পদ্ধতি গ্রহণ করেছে এবং এখন সাফল্য দাবি করছে। একটি এসপিপি ব্যবহার করার পরিবর্তে, গবেষকরা একটি হলোগ্রাফিক কৌশল ব্যবহার করেছেন যা সিলিকন থেকে তৈরি লক্ষ লক্ষ বিশেষ গ্রেটিংগুলির একটি অ্যারে জড়িত। প্রতিটি ঝাঁঝরির একটি "ফর্ক ডিসলোকেশন" থাকে যার ফলে ঝাঁঝরির একটি লাইন চারটি লাইনে বিভক্ত হয়ে কাঁটাচামচের মতো গঠন তৈরি করে (চিত্র দেখুন)।
ছয় মিলিয়ন গ্রেটিং
প্রতিটি ঝাঁঝরি এক মাইক্রন বর্গক্ষেত্র পরিমাপ করে এবং সিলিকন কাঠামো নিয়ে গঠিত যা 500 এনএম লম্বা এবং প্রায় 120 এনএন দ্বারা পৃথক করা হয়। অ্যারেটি 0.5×0.5 সেমি এলাকা জুড়ে2 এবং ছয় মিলিয়নেরও বেশি ব্যক্তিগত গ্রেটিং অন্তর্ভুক্ত করে।
পদার্থবিদরা 'টুইস্টেড' নিউট্রন নিয়ে সন্দেহ প্রকাশ করেন
দলটি টেনেসির ওক রিজ ন্যাশনাল ল্যাবরেটরিতে হাই ফ্লাক্স আইসোটোপ চুল্লিতে একটি ছোট কোণ নিউট্রন স্ক্যাটারিং (SANS) বিমলাইনে তাদের সিস্টেমটি পরীক্ষা করেছে। গবেষকরা বলছেন যে SANS সেট-আপটি দূরবর্তী ক্ষেত্রের নিউট্রন রশ্মিকে ম্যাপ করার ক্ষমতা সহ বেশ কয়েকটি সুবিধা দিয়েছে - যার অর্থ হল পেঁচানো নিউট্রন তৈরি করতে একটি হলোগ্রাফিক কৌশল ব্যবহার করা যেতে পারে। এছাড়াও, নিউট্রনের কক্ষপথের কৌণিক ভরবেগ পরিমাপের জন্য বীমলাইনের উপকরণগুলিকে অভিযোজিত করা যেতে পারে।
অ্যারের মধ্য দিয়ে যাওয়ার পর, নিউট্রন রশ্মি একটি নিউট্রন ক্যামেরায় 19 মিটার দূরত্ব অতিক্রম করে। ক্যামেরা দ্বারা তোলা চিত্রগুলি স্বতন্ত্র ডোনাট-আকৃতির প্যাটার্ন দেখায় যা কক্ষপথের কৌণিক গতির একটি নির্দিষ্ট অবস্থায় থাকা বাঁকানো নিউট্রনের একটি মরীচি থেকে প্রত্যাশিত। ডোনাট-আকৃতির নিদর্শনগুলি প্রায় 10 সেমি ব্যাস ছিল।
দলটি বলে যে তাদের সেটআপটি পদার্থের টপোলজিকাল বৈশিষ্ট্যগুলি অধ্যয়ন করতে ব্যবহার করা যেতে পারে - বৈশিষ্ট্য যা নতুন কোয়ান্টাম প্রযুক্তি বিকাশে কার্যকর প্রমাণিত হতে পারে। কক্ষপথ কৌণিক ভরবেগ কীভাবে নিউট্রন পদার্থের সাথে যোগাযোগ করে তা কীভাবে প্রভাবিত করে তার মৌলিক গবেষণায় এটি ব্যবহার করা যেতে পারে।
গবেষণায় বর্ণনা করা হয়েছে বিজ্ঞান অগ্রগতি.
