سائنس دانوں نے quasiparticles - فزکس ورلڈ کے ذریعے چلنے والے انتہائی روشن روشنی کا ذریعہ تجویز کیا ہے۔

پلازما ایکسلریٹر پر مبنی ایک مجوزہ نیا روشنی کا ذریعہ انتہائی روشن ذرائع تیار کرنا ممکن بنا سکتا ہے جتنا کہ جدید ترین فری الیکٹران لیزرز - لیکن بہت چھوٹا۔ اگر تجرباتی طور پر ظاہر کیا جائے تو، محققین کے ایک بین الاقوامی کنسورشیم کے ذریعہ پیش کردہ ڈیزائن کو متعدد ایپلی کیشنز کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، بشمول غیر تباہ کن امیجنگ اور کمپیوٹر چپ مینوفیکچرنگ۔

مربوط روشنی کے ذرائع جیسے فری الیکٹران لیزرز کو علمی تحقیق میں معمول کے مطابق استعمال کیا جاتا ہے، جہاں وہ حیاتیاتی مالیکیولز کی ساخت، کیمیائی رد عمل کی حرکیات اور فزکس، کیمسٹری اور میٹریل سائنس میں دیگر پہیلیوں کا مطالعہ کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ مسئلہ یہ ہے کہ وہ بہت بڑے ہیں: سب سے زیادہ طاقتور، اسٹینفورڈ یونیورسٹی کا Linac Coherent Light Source، تین کلومیٹر لمبا ہے اور اسٹینفورڈ لائنر ایکسلریٹر (SLAC) سے چلتا ہے۔ ان کو کم کرنے سے وہ چھوٹے اداروں جیسے یونیورسٹیوں، ہسپتالوں اور صنعتی لیبز کی پہنچ میں آجائیں گے۔

الیکٹران کے لیے ایک "میکسیکن لہر"

محققین کی قیادت جارج ویرا کی Instituto Superior Técnico (IST) پرتگال میں، ایک دوسرے کے ساتھ جان پالسٹرو کی روچیسٹر یونیورسٹی, US، لگتا ہے کہ انہوں نے ایسا کرنے کا کوئی طریقہ ڈھونڈ لیا ہے۔ ان کا ڈیزائن، جسے انہوں نے ساتھیوں کے ساتھ مل کر تیار کیا۔ یونیورسٹی آف کیلی فورنیا، لاس اینجلس اور Laboratoire d'Optique Appliquee فرانس میں، بہت سے الیکٹرانوں کے مجموعے کا استعمال کرتے ہوئے ایک طاقتور اور روشن لیزر ذریعہ تخلیق کرنے کا مطالبہ کرتا ہے جو ایک ہی بڑے ذرے، یا quasiparticle کی طرح ایک ساتھ حرکت کرتے ہیں۔ "اس سے ہمارا کیا مطلب ہے اس کی تصویر کشی کرنے کے لیے، میکسیکو کی لہروں کے بارے میں سوچیں، جو میدان کے اردگرد گھومتی نظر آتی ہیں، حالانکہ ہر شریک ہونے والا شخص کھڑا رہتا ہے،" وضاحت کرتا ہے۔ برنارڈو ملاکا، IST میں پی ایچ ڈی کا طالب علم اور میں شائع شدہ ڈیزائن پر ایک مطالعہ کا پہلا مصنف فطرت فوٹوونکس. "اس طرح کی اجتماعی چارج شدہ پارٹیکل ڈائنامکس پلازما فزکس کے مرکز میں ہے۔"

جس طرح میکسیکو کی لہر اصولی طور پر بھیڑ میں انفرادی انسانوں سے زیادہ تیز سفر کر سکتی ہے (بشرطیکہ وہ سب مل کر کام کریں)، ملاکا کا کہنا ہے کہ الیکٹران کے ساتھ بھی ایسا ہی ہو سکتا ہے۔ اس صورت میں، اگرچہ، اس کے نتائج بہت زیادہ گہرے ہوں گے: "میکسیکن الیکٹران کی لہریں روشنی کی رفتار سے زیادہ تیزی سے سفر کر سکتی ہیں، حالانکہ مقامی طور پر ایک بھی الیکٹران روشنی سے تیز نہیں ہے،" وہ بتاتے ہیں۔

جب ایسا ہوتا ہے، ملاکا نے مزید کہا، اجتماعی الیکٹران کی لہریں اس طرح پھیلیں گی جیسے وہ ایک واحد سپر لومینل الیکٹران ہوں۔ "اجتماعی الیکٹران تابکاری کی تصویر اس طرح لگائی جا سکتی ہے جیسے اس کی ابتدا کسی ایک ذرے سے ہوئی ہو، جس سے عارضی طور پر مربوط ذرائع کی اب تک غیر تصور شدہ کلاس پیدا ہونے کا امکان بڑھ جاتا ہے،" وہ بتاتا ہے۔ طبیعیات کی دنیا۔

چیرینکوف اثر کا ایک کواسی پارٹیکل ورژن

نئے کام میں، محققین، جن کی طرف سے حمایت کی گئی تھی یورپی ہائی پرفارمنس کمپیوٹنگ مشترکہ ادارے، پلازما میں quasiparticles کی خصوصیات کا مطالعہ کرنے کے لئے سپر کمپیوٹرز پر نقلی استعمال کیا. ان نقالیوں نے ظاہر کیا کہ ایک quasiparticle سے تابکاری درحقیقت ایک محدود سائز کے ذرے سے پیدا ہونے والی شعاعوں سے بنیادی طور پر الگ نہیں ہے۔

پرتگال-یو ایس-فرانس کی ٹیم چیرینکوف اثر کے کواس پارٹیکل ورژن کی طبیعیات کو بھی بیان کرتی ہے۔ چیرینکوف تابکاری اس وقت ہوتی ہے جب چارج شدہ ذرات کسی میڈیم میں اس رفتار سے پھیلتے ہیں جو اس میڈیم میں روشنی کی رفتار سے تیز ہوتی ہے۔ آئن سٹائن کے خصوصی نظریہ اضافیت کے مطابق، یہ اثر خلا میں نہیں ہو سکتا، جہاں روشنی کی رفتار صرف 300 000 کلومیٹر فی سیکنڈ سے کم ہو۔ یہ حد quasiparticles پر لاگو نہیں ہوتی، تاہم، جو کسی بھی رفتار سے سفر کر سکتے ہیں، بشمول superluminal والے۔ پالسترو نے وضاحت کرتے ہوئے کہا کہ "کواس پارٹیکلز ان طریقوں سے حرکت کر سکتے ہیں جن کی فزکس کے قوانین کے تحت انفرادی ذرات کو کنٹرول کرنے کی اجازت نہیں دی جائے گی۔" "کواسی پارٹیکل ٹریجیکٹری کو کنٹرول کرنے کی یہ مکمل آزادی ہے جو طاقتور لیکن کمپیکٹ روشنی کے ذرائع کی ایک نئی کلاس کی طرف کلید رکھ سکتی ہے۔"

ویرا نے مزید کہا کہ کواسی پارٹیکلز 10 سے تابکاری کو تعمیری طور پر جوڑ سکتے ہیں۔¹⁰ الیکٹران یہ، وہ نوٹ کرتا ہے، "SLAC میں الیکٹران کے گچھے کے چارج کے بارے میں" ہے۔

انہوں نے مزید کہا کہ quasiparticles سے حقیقی دنیا کی روشنی کا منبع بنانے کا ایک طریقہ یہ ہے کہ ایک شدید لیزر پلس یا relativistic particle buch کو پلازما یا گیس میں بھیج دیا جائے جہاں فاصلے کے ساتھ کثافت بڑھ جاتی ہے۔ اس کنفیگریشن کو ڈینسٹی اپ ریمپ کے نام سے جانا جاتا ہے اور یہ پلازما پر مبنی ایکسلریٹر میں معیاری ہے۔ تاہم، یہ عام طور پر مستقل کثافت پروفائل کا استعمال کرتے ہیں۔ نیا سیٹ اپ ایک سپر لومینل quasiparticle بنائے گا جس کے نتیجے میں quasiparticle-Cherenkov اخراج ہوگا۔

ویرا بتاتے ہیں، "ایک غیر منقطع کواسی پارٹیکل بنانے کے لیے، جس سے undulatory تابکاری ہوتی ہے، ہم ایک شدید لیزر پلس یا رشتہ دار ذرات کو پلازما یا گیس میں بھیج سکتے ہیں جہاں کثافت وقتاً فوقتاً (sinusoidally) فاصلے کے ساتھ مختلف ہوتی ہے،" ویرا بتاتے ہیں۔ "لیبارٹری میں اس طرح کے پروفائلز بنانے کے لیے مختلف کنفیگریشنز پہلے سے ہی دستیاب ہیں (مثال کے طور پر، دو آئنائزنگ لیزر دالوں کے درمیان مداخلت کے پیٹرن کا استعمال کرتے ہوئے، جو صرف تعمیری مداخلت کے علاقوں میں پلازما کو آئنائز کرتے ہیں)۔

"ایک بہت بڑا اثر"

ویرا کا کہنا ہے کہ اگر لیبارٹری میں بنایا اور اس کا مظاہرہ کیا جائے تو، کواس پارٹیکلز پر مبنی کمپیکٹ روشنی کے ذرائع سائنس اور ایپلی کیشنز لا سکتے ہیں جو فی الحال دنیا بھر میں صرف چند جگہوں پر ہی ممکن ہیں (جیسا کہ ایل سی ایل ایس میں)، ویرا کا کہنا ہے۔ "روشنی کے ذرائع سائنس اور ٹیکنالوجی سے لے کر روزمرہ کے استعمال تک ہماری زندگیوں پر بہت زیادہ اثر ڈالتے ہیں۔ مثال کے طور پر، وہ غیر تباہ کن امیجنگ میں اہم کردار ادا کرتے ہیں (جیسے وائرس کے لیے اسکین کرنا یا مصنوعات کے معیار کی جانچ کرنا)، حیاتیاتی عمل کو سمجھنا (جیسے فوٹو سنتھیس)، کمپیوٹر چپس تیار کرنا اور سیاروں اور ستاروں میں مادے کے رویے کو تلاش کرنا۔"

نیا پارٹیکل ایکسلریٹر مڑے ہوئے لیزر بیم سے چلتا ہے۔

محققین اب الیکٹرومیگنیٹک سپیکٹرم کی دیگر طول موجوں پر quasiparticles کو ریڈی ایٹ بنانے کے طریقوں کی تحقیقات کر رہے ہیں۔ ایکس رے، مثال کے طور پر، تقریباً 1 nm کی طول موج ہوتی ہے، اور خاص طور پر مفید ہو گی۔

"ہم تجرباتی طور پر اپنے تصور کو ظاہر کرنے کی کوشش کر رہے ہیں،" ملاکا کہتی ہیں۔ "اس لمحے کے لیے ایک تصوراتی اختراع ہونے کے باوجود، ہم سمجھتے ہیں کہ کواس پارٹیکل اپروچ اتنا آسان ہے کہ اسے دنیا بھر کی درجنوں یا یہاں تک کہ سینکڑوں لیبز میں آزمایا جا سکتا ہے۔"

• 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/scientists-propose-super-bright-light-source-powered-by-quasiparticles/