پرسکون کوانٹم ڈیوائس برقی رو کی پیمائش کرتی ہے - فزکس ورلڈ

سپر کنڈکٹر جنکشن پر وولٹیج کے دوغلوں کی اب تک کی سب سے درست پیمائش سرگئی لوٹخوف اور ان کے ساتھیوں نے کی ہے۔ جرمن وفاقی میٹرولوجی انسٹی ٹیوٹ (PTB)۔ ٹیم کا نقطہ نظر برقی رو کی پیمائش کے لیے ایک نئے معیار کی ترقی کا باعث بن سکتا ہے۔

تعدد کی پیمائش کی جا سکتی ہے اور بہت زیادہ درستگی کے ساتھ موازنہ کیا جا سکتا ہے، لہذا میٹرولوجی سسٹم اکثر جسمانی مقدار کو تعدد میں تبدیل کرتے ہیں۔ تاہم، ابھی تک، برقی رو کی پیمائش نے اس نقطہ نظر سے کوئی فائدہ نہیں اٹھایا ہے۔

لیکن اب، لوٹخوف کی ٹیم کی نئی تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ جوزفسن جنکشن کا استعمال کرتے ہوئے فریکوئنسی پر مبنی موجودہ معیار بنایا جا سکتا ہے۔ یہ ایک وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والے کوانٹم ڈیوائسز ہیں جو دو سپر کنڈکٹنگ مواد پر مشتمل ہیں جو ایک پتلی موصلی رکاوٹ سے الگ ہوتے ہیں۔

وولٹیج کے دوغلے۔

جب جوزفسن جنکشن میں ایک مستقل کرنٹ ڈالا جاتا ہے، تو الیکٹران کے جوڑے کسی ایک سپر کنڈکٹر پر بنتے ہیں، جو موصلی رکاوٹ کو عبور کرنے سے قاصر ہوتے ہیں۔ یہ رکاوٹ کے اس پار وولٹیج کو بڑھاتا ہے جب تک کہ یہ اس سطح تک نہ پہنچ جائے جہاں ایک جوڑا کوانٹم میکانکی طور پر رکاوٹ کو عبور کر سکتا ہے۔ اس سرنگ کی وجہ سے وولٹیج گر ​​جاتا ہے اور یہ عمل اپنے آپ کو دہراتا ہے۔

نتیجہ پورے جنکشن میں وولٹیج میں ایک مستقل تغیر ہے - جسے بلوچ دولن کہتے ہیں۔ یہ ایک ایسی فریکوئنسی پر ہوتا ہے جو ان پٹ کرنٹ کے متناسب ہے، لہذا اس فریکوئنسی کی پیمائش کرنٹ کی پیمائش اور موازنہ کرنے کے لیے ایک بہت درست طریقہ فراہم کر سکتی ہے - کم از کم اصولی طور پر۔ لیکن عملی طور پر، یہ دولن بہت چھوٹے ہیں اور ان کی تعدد کو براہ راست پیمائش کرنا بہت مشکل ثابت ہوا ہے۔ اس کے بجائے، پچھلے مطالعات نے ان کو بالواسطہ طور پر ایک بیرونی مائیکرو ویو ماخذ کے ساتھ دولن کو ہم آہنگ کر کے ناپا ہے۔

اس مطابقت پذیر حالت میں، سطح مرتفع کا ایک سلسلہ جسے شاپیرو سٹیپس کہتے ہیں جنکشن کے وولٹیج – کرنٹ کرنٹ میں ظاہر ہوتا ہے۔ یہ اقدامات مخصوص موجودہ اقدار پر ہوتے ہیں جو لاگو مائکروویو تابکاری کی فریکوئنسی کے عین ضرب کے متناسب ہوتے ہیں۔ یہ کرنٹ کی پیمائش کا ایک طریقہ پیش کرتا ہے۔

شور کے مسائل

تاہم، اس طرح کی پیمائش جوزفسن جنکشن میں ہونے والے مختلف قسم کے شور کی وجہ سے رکاوٹ بنتی ہے۔ اب تک، اس شور نے ایک مضبوط کرنٹ پیمائش کے معیار کے طور پر استعمال کے لیے بلاچ دوغلوں کو غیر موزوں بنا دیا ہے۔

برقی مزاحمت کا معیار نظر ثانی شدہ کوانٹم تعریف حاصل کرسکتا ہے۔

اب لوٹخوف اور ان کے ساتھیوں نے مائیکرو ویو آسکیلیشنز فراہم کرنے کے لیے سپر کنڈکٹنگ کوانٹم انٹرفیس ڈیوائس (SQUID) کا استعمال کرکے شور کو کم کیا ہے۔ ایک SQUID دو مضبوط طور پر جوزفسن جنکشن پر مشتمل ہوتا ہے اور اکثر چھوٹے مقناطیسی شعبوں کی پیمائش کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ SQUID کو ایک دوسرے جوزفسن جنکشن کے ساتھ ایک ہی ڈیوائس میں ضم کیا گیا تھا جو تھرمل شور کو کم کرنے کے لیے 0.1 K سے بچہ تھا۔

اس سیٹ اپ کے ساتھ، محققین نے پچھلے مائیکرو ویو تجربات کے مقابلے میں شور کی بہت کم سطح حاصل کی اور وہ Bloch oscillation فریکوئنسی کی درست پیمائش کرنے کے قابل تھے۔ اہم بات یہ ہے کہ انہوں نے جس وولٹیج-موجودہ تعلق کا مشاہدہ کیا اس میں شاپیرو اقدامات کا وہی سلسلہ ظاہر ہوا جو ماضی کے مطالعے میں دیکھا گیا تھا۔ اس نے کرنٹ اور بلوچ فریکوئنسی کے درمیان تعلق قائم کیا۔

ٹیم کے نتائج دوغلوں کے نقوش سے بھی قریب سے متفق ہیں۔ ان کے نقطہ نظر کی کامیابی کے بعد، لوٹخوف اور ساتھیوں کو امید ہے کہ ان کے تجربات برقی کرنٹ کے لیے ایک مضبوط نئے پیمائشی معیار کی جانب ایک اہم اگلا قدم ثابت ہو سکتے ہیں۔ ابھی کے لیے، ان کا مقصد SQUID میں کوانٹم پیمانے کے اتار چڑھاو کو دور کرنا ہے، جس سے انہیں مزید شور کو کم کرنے میں مدد مل سکتی ہے۔

نئی پیمائش کی تکنیک میں بیان کیا گیا ہے۔ جسمانی جائزہ لینے کے خطوط.

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹو ڈیٹا ڈاٹ نیٹ ورک ورٹیکل جنریٹو اے آئی۔ اپنے آپ کو بااختیار بنائیں۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹوآئ اسٹریم۔ ویب 3 انٹیلی جنس۔ علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ای ایس جی۔ کاربن، کلین ٹیک، توانائی ، ماحولیات، شمسی، ویسٹ مینجمنٹ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ہیلتھ۔ بائیوٹیک اینڈ کلینیکل ٹرائلز انٹیلی جنس۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://physicsworld.com/a/quieter-quantum-device-measures-electrical-current/