زیادہ تر بیٹریاں کیمیائی عمل کے ذریعے توانائی ذخیرہ کرتی ہیں۔ کوانٹم بیٹریاں، اس کے برعکس، کوانٹم سسٹمز کی انتہائی پرجوش حالتوں میں توانائی ذخیرہ کرتی ہیں۔ محققین نے اس طرح کی بیٹریوں کو لاگو کرنے کے متعدد مختلف طریقے تجویز کیے ہیں، اور حالیہ پیشرفت نے امید پیدا کی ہے کہ وہ توانائی کے زیادہ پائیدار ذرائع تک منتقلی میں مدد کر سکتے ہیں۔ تاہم، وہ کئی چیلنجوں کے ساتھ آتے ہیں، بشمول توانائی کو چھوڑنے کے آسان طریقے تلاش کرنا اور ذخیرہ شدہ توانائی کی صحیح سطح کو برقرار رکھنا۔
انسٹی ٹیوٹ فار بیسک سائنس (IBS)، کوریا کے محققین نے، اٹلی کی یونیورسٹی آف انسوبریا کے ساتھیوں کے ساتھ مل کر، اب یہ ظاہر کیا ہے کہ مائیکرو ماسرز پر مبنی کوانٹم بیٹریاں ان میں سے کچھ چیلنجوں پر قابو پانے میں مدد کر سکتی ہیں۔ مائیکروماسرز ایٹموں کی ایک ندی پر مشتمل ہوتے ہیں جو آپٹیکل گہا کے اندر برقی مقناطیسی میدان کے ساتھ تعامل کرتے ہیں۔ گہا میں توانائی یکے بعد دیگرے تعاملات کے ساتھ بڑھتی جاتی ہے جب تک کہ یہ ایک خاص سطح پر سطح مرتفع نہ ہو، بیٹری چارج ہو جائے۔
نئے کام میں، IBS-Insubria ٹیم نے یہ ظاہر کیا کہ مائکرو ماسرز، ایک بار چارج ہونے کے بعد، تقریباً مستحکم حالت میں پہنچ جاتے ہیں، یعنی ان کی توانائی کی سطح ٹیم کے ماڈل میں سسٹم سے متعلقہ ٹائم اسکیلز پر نمایاں طور پر اتار چڑھاؤ نہیں کرتی ہے۔ یہ ضروری ہے کیونکہ یہ بیٹری کے چارج ہونے کے وقت کا درست حساب لگانا ممکن بناتا ہے۔ اس مطالعہ میں استعمال کیے گئے پیرامیٹرز کے ساتھ، تقریباً 30 تعاملات کے بعد مستحکم ریاست کی سطح تک پہنچ جاتی ہے، اور توانائی تقریباً 1 ملین مزید تعاملات کے لیے مستحکم رہتی ہے۔
تقریباً خالص مستحکم حالت
اس تقریباً مستحکم حالت کا ایک اور فائدہ یہ ہے کہ یہ تقریباً خالص ہے، جس کی وجہ سے گہا کی حالت کو ان ایٹموں کی حالت سے آزادانہ طور پر غور کرنا ممکن ہو جاتا ہے جن کے ساتھ اس نے تعامل کیا ہے۔ یہ حیران کن ہے، کیونکہ بہت سے ٹکراؤ کے بعد کوئی یہ توقع کر سکتا ہے کہ گہا کی حالت خالص نہیں ہوگی، جس سے تمام ضائع شدہ ایٹموں کے ساتھ تعامل کیے بغیر بیٹری سے نکالی جانے والی توانائی کی مقدار کو زیادہ سے زیادہ کرنا ناممکن ہو جاتا ہے۔ تاہم، IBS-Insubria ٹیم نے ظاہر کیا کہ قابل استعمال توانائی (جسے بیٹری کی ergotropy کہا جاتا ہے) کی مقدار زیادہ ہے۔
مائکرو میسر کی کوانٹم ڈائنامکس بھی بیٹری کو زیادہ چارج ہونے سے روکتی ہے۔ ڈاریو روزا، IBS کے ایک سینئر محقق جنہوں نے مطالعہ کی قیادت کی۔ "اصولی طور پر، نظام توانائی میں اضافہ جاری رکھ سکتا ہے اور لامحدود ہو سکتا ہے،" روزا بتاتی ہیں۔ "کسی بیرونی کنٹرول کے بغیر، مائیکرو میسر، اپنی حرکیات سے، اپنی توانائی کو غیر معینہ مدت تک نہیں بڑھاتا ہے۔" یہ بیٹری کو چارج کرنے میں آسان بناتا ہے اور اضافی توانائی سے ہارڈ ویئر کو پہنچنے والے نقصان کو روکتا ہے۔
مزید برآں، نئے نتائج، جنہیں ٹیم جرنل میں بیان کرتی ہے۔ کوانٹم سائنس اور ٹیکنالوجی, مائیکرو میسر کی تیاری اور آپریشن کے لیے یہ خصوصیات حقیقت پسندانہ حالات (یعنی چارج کرنے کی طاقت میں اضافہ اور سسٹم کی جسمانی خصوصیات میں غلطیاں) کے تحت درست ثابت ہوتی ہیں – ایک کارآمد بیٹری کے ماڈل کو تجرباتی طور پر حاصل کیے جانے والے ماڈل کے قریب لانا۔
سپر پوزیشن کا فائدہ
مائیکروماسرز کے حوالے سے مثبت نتائج کی حمایت a متعلقہ مطالعہ جنیوا یونیورسٹی، سوئٹزرلینڈ کے ایک گروپ کے ذریعے۔ Stefan Nimmrichter کی سربراہی میں، اس گروپ نے یہ ظاہر کیا کہ اگر ایٹم کوانٹم سپرپوزیشن میں گہا میں پہنچتے ہیں تو اس کی چارجنگ پاور میں کلاسیکی آلات پر ایک ہی مائکرو میسر کا فائدہ ہو سکتا ہے۔ اس سے پہلے، یہ صرف اتنا جانا جاتا تھا کہ کوانٹم اینگلمنٹ کا استعمال کرتے ہوئے بہت سی کوانٹم بیٹریوں کو ملا کر کلاسیکل سسٹمز پر چارجنگ پاور کو بہتر بنایا جا سکتا ہے۔
کوانٹم بیٹری الجھنے سے فروغ حاصل کر سکتی ہے۔
روزا کا کہنا ہے کہ بہتر طریقے سے سمجھنے کے لیے مزید کام کرنے کی ضرورت ہے کہ کس طرح بہت سے انفرادی مائیکرو ماسرز کو یکجا کیا جائے اور نظام کو بڑھاتے وقت کارکردگی کو بہتر بنایا جائے۔ "دوسری بیٹریوں کے ساتھ، ہم نے دیکھا ہے کہ زیادہ بیٹریاں ایک ساتھ چارج ہونے سے چارجنگ پاور بہتر ہوتی ہے،" وہ کہتے ہیں۔ "ہم یہ جاننا چاہتے ہیں کہ کیا مائیکرو ماسرز کے پاس یہ خاصیت ہے۔"
ماڈل کو مزید حقیقت پسندانہ بنانے کے لیے، ٹیم اب اس بات میں دلچسپی رکھتی ہے کہ جب گہا نامکمل ہو تو کیا ہوتا ہے، یعنی کچھ توانائی ختم ہو جاتی ہے۔ اگر بیٹری ان حالات میں اچھی کارکردگی کا مظاہرہ کرتی ہے، اس کام میں پہلے سے نظر آنے والی خصوصیات کو محفوظ رکھتے ہوئے، اس سے ممکنہ تجرباتی تعاون کا دروازہ کھل جائے گا، بشمول اٹلی کے دیگر طبیعیات دانوں یا جنیوا میں گروپ کے ساتھ۔
