जब दो कणों को लेजर बीम के फोकस में ले जाया जाता है, तो प्रकाश उनके बीच आगे और पीछे परावर्तित होकर खड़ी तरंगें बनाता है। इन खड़ी तरंगों के साथ परस्पर क्रिया के कारण कण स्वयं-संरेखित हो जाते हैं जिसे ऑप्टिकल बाइंडिंग के रूप में जाना जाता है। अब, पहली बार, वियना विश्वविद्यालय, ऑस्ट्रियन एकेडमी ऑफ साइंसेज और जर्मनी के डुइसबर्ग-एसेन विश्वविद्यालय के शोधकर्ता समानांतर लेजर बीम में दो ऑप्टिकली लेविटेटेड नैनोकणों के बीच इस बंधन को पूरी तरह से नियंत्रित करने में सफल रहे हैं। यह उपलब्धि दो या दो से अधिक कणों के साथ सामूहिक क्वांटम गतिशीलता की खोज के लिए एक नया मंच प्रदान करती है।
काम में, शोधकर्ताओं ने दिखाया कि लेजर बीम के गुणों को ट्यून करके, वे न केवल कणों के बीच बातचीत की ताकत को नियंत्रित कर सकते हैं, बल्कि यह भी कि क्या यह बातचीत आकर्षक, प्रतिकारक या गैर-पारस्परिक है। "गैर-पारस्परिक का मतलब है कि एक कण दूसरे को धक्का देता है लेकिन दूसरा पीछे नहीं धकेलता," टीम के सदस्य बताते हैं बेंजामिन स्टिकलर का ड्यूसबर्ग-एस्सेना विश्वविद्यालय. "हालाँकि यह व्यवहार काफी सममित दिखने वाली प्रणाली में न्यूटन के तीसरे नियम का उल्लंघन करता प्रतीत होता है, ऐसा इसलिए नहीं है क्योंकि कुछ गति प्रकाश क्षेत्र द्वारा दूर ले जाया जाता है।"
सुसंगत बिखराव
ऑप्टिकली-बाउंड कणों के पिछले अध्ययनों ने इस गैर-पारस्परिक व्यवहार का वर्णन नहीं किया था, लेकिन टीम का कहना है कि यह सुसंगत बिखरने के रूप में जानी जाने वाली घटना से उत्पन्न होता है। अनिवार्य रूप से, जब लेज़र प्रकाश किसी नैनोकण से टकराता है, तो नैनोकण ध्रुवीकृत हो जाता है ताकि यह प्रकाश की विद्युत चुम्बकीय तरंगों के दोलनों का अनुसरण कर सके।
"परिणामस्वरूप, कण से बिखरा हुआ सारा प्रकाश आने वाले लेजर के साथ चरण में दोलन करता है," टीम के सदस्य बताते हैं उरोस डेलिक का वियना विश्वविद्यालय. “एक कण से बिखरा हुआ प्रकाश उस प्रकाश में हस्तक्षेप कर सकता है जो दूसरे कण को फँसा लेता है। यदि इन प्रकाश क्षेत्रों के बीच के चरण को ट्यून किया जा सकता है, तो कणों के बीच बलों की ताकत और चरित्र को भी ट्यून किया जा सकता है।
इस व्यवहार को छेड़ने के लिए, वियना में टीम के सदस्यों ने एक स्थानिक प्रकाश मॉड्यूलेटर के साथ दो समानांतर ऑप्टिकल चिमटी स्थापित की, जो एक लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले है जो लेजर बीम को विभाजित या आकार दे सकता है। डेलिक बताते हैं, "कणों को शुरू में एक-दूसरे के करीब फंसाया जाता है, यह देखने के लिए कि वे उनसे टकराने वाले प्रकाश के माध्यम से कैसे संपर्क करते हैं - यानी, वे ऑप्टिकली कैसे बंधते हैं।" "ऐसा करने का तरीका यह देखना है कि जब हम उन्हें करीब रखते हैं तो उनकी दोलन आवृत्तियाँ कैसी होती हैं: जितना अधिक वे बदलते हैं, बातचीत उतनी ही मजबूत होती है।"
डुइसबर्ग में उनके सहयोगियों द्वारा सैद्धांतिक गणना के लिए धन्यवाद, शोधकर्ताओं ने पाया कि एक विशिष्ट सेटिंग के लिए बातचीत गैर-पारस्परिक हो सकती है। इस खोज की पुष्टि प्रयोगशाला में अवलोकनों द्वारा की गई, जहां यह पता चला कि कणों के बीच की बातचीत अनुमान से अधिक जटिल थी।
"एक मौलिक रूप से नया उपकरण"
डेलिक और स्टिकलर बताते हैं, "हमारा प्रयोग उत्तोलन नैनोऑब्जेक्ट्स के बीच बातचीत को नियंत्रित करने और तलाशने के लिए एक मौलिक रूप से नया उपकरण प्रदान करता है।" भौतिकी की दुनिया. "क्वांटम शासन में प्राप्त नियंत्रण और संचालन का स्तर कई दिलचस्प अनुसंधान रास्ते खोलता है, उदाहरण के लिए मल्टीपार्टिकल सिस्टम में जटिल घटनाओं का अध्ययन।"
ऑप्टिकल चिमटी सुपरफ्लुइड हीलियम में नैनोकणों को पकड़ती है
शोधकर्ताओं का कहना है कि वे अब अपनी तकनीक को बढ़ाने की कोशिश करेंगे ताकि इसे कई उत्तलित नैनोकणों तक बढ़ाया जा सके। डेलिक और स्टिकलर कहते हैं, "ट्यून करने योग्य इंटरैक्शन हमें कणों के बीच कनेक्शन प्रोग्राम करने और यह पता लगाने की अनुमति देगा कि वे सामूहिक रूप से कैसे चलते हैं और पैटर्न बनाते हैं।"
वर्तमान अध्ययन में प्रकाशित किया गया है विज्ञान.
