صابن کے بلبلے لیزرز میں تبدیل ہوتے ہیں - فزکس ورلڈ

صابن ایک طویل عرصے سے گھریلو غذا رہا ہے، لیکن سلووینیا میں سائنسدانوں نے اب صابن کے بلبلوں کو چھوٹے لیزر میں تبدیل کرکے اس کے لیے ایک نیا استعمال ڈھونڈ لیا ہے۔ Jožef Stefan Institute اور Ljubljana یونیورسٹی میں کام کرتے ہوئے، انہوں نے چند ملی میٹر قطر کے صابن کے بلبلے بنانے سے آغاز کیا۔ جب انہوں نے ان کو فلوروسینٹ ڈائی کے ساتھ ملایا اور پلس لیزر سے پمپ کیا تو بلبلے پھٹنے لگے۔ روشنی کی طول موج جو بلبلا خارج کرتی ہے وہ اس کے سائز کے لیے انتہائی ذمہ دار ہوتی ہے، جس سے بلبلا لیزر سینسر کی راہ ہموار ہوتی ہے جو دباؤ یا محیطی برقی میدان میں چھوٹی تبدیلیوں کا پتہ لگاسکتے ہیں۔

ایک لیزر کو تین اہم اجزاء کی ضرورت ہوتی ہے: ایک گین میڈیم، گین میڈیم کے لیے ایک توانائی کا ذریعہ اور ایک آپٹیکل ریزونیٹر۔ گین میڈیم روشنی کو بڑھا دیتا ہے، مطلب یہ ہے کہ ہر فوٹون کے لیے جو گین میڈیم میں جاتا ہے، ایک سے زیادہ فوٹون نکلتے ہیں۔ گین میڈیم کو ریزونیٹر میں رکھ کر اس رجحان کا فائدہ اٹھایا جا سکتا ہے - مثال کے طور پر، دو شیشوں کے درمیان یا ایک لوپ کے اندر - اس طرح کہ گین میڈیم سے خارج ہونے والے فوٹون اس کے ذریعے واپس جا کر روشنی کی ایک وسیع، مربوط شہتیر بناتے ہیں۔

صابن کے بلبلے لیزر بالکل ایسا ہی کرتے ہیں۔ انہیں بنانے کے لیے، متجاز ہمار اور Zala Korenjak نے فلوروسینٹ ڈائی کے ساتھ معیاری صابن کا محلول ملایا، جو کہ حاصل کرنے والے میڈیم کے طور پر کام کرتا ہے۔ بلبلے ایک کیپلیری ٹیوب کے آخر میں بنتے ہیں، اور انہیں ایک پلسڈ لیزر سے روشن کرنے سے فائدہ کا ذریعہ پمپ ہوتا ہے۔ گین میڈیم جو روشنی پیدا کرتا ہے وہ بلبلے کی سطح کے ساتھ گردش کرتا ہے، جو ایک گونجنے والے کے طور پر کام کرتا ہے۔

بلبلے کی پیداوار کو نمایاں کرنے کے لیے، محققین نے اس سے پیدا ہونے والی روشنی کی طول موج کی پیمائش کرنے کے لیے ایک اسپیکٹومیٹر کا استعمال کیا۔ نظام کے پمپنگ توانائی کی حد تک پہنچنے کے بعد ہی محققین بلبلے کی طول موج کے طول و عرض میں چوٹیوں کو دیکھتے ہیں - جو لیسنگ کا ایک اہم نشان ہے۔

سینٹ پال کیتھیڈرل سے صابن کے بلبلے کی سطح تک

ایک کرہ سے باہر گونجنے والا بنانا، بذات خود نیا نہیں ہے۔ کرّوں، حلقوں اور ٹورائڈز میں بننے والے مائیکرو کیویٹیز کو سینسنگ میں استعمال کیا گیا ہے، اور لندن میں سینٹ پال کیتھیڈرل میں مشہور وِسپرنگ گیلری کے بعد وسوسپرنگ گیلری موڈ ریزونیٹرز کے نام سے جانا جاتا ہے۔ اس بڑے، سرکلر کمرے کے اندر، دو افراد جو دیوار کی طرف مخالف سمت کھڑے ہیں، ایک دوسرے کو سرگوشی میں بھی سن سکتے ہیں، جس کی بدولت کمرے کی خمیدہ دیواروں کے ساتھ آواز کی لہروں کی موثر رہنمائی کی گئی ہے۔

بالکل اسی طرح، ہمار اور کورینجک نے پایا کہ روشنی ان کے لیزر میں صابن کے بلبلے کی سطح کے ساتھ پھیلتی ہے، اور بلبلے کے خول پر ایک روشن بینڈ کے طور پر ظاہر ہوتی ہے۔ جیسے جیسے روشنی بلبلے کی سطح کے گرد گھومتی ہے، یہ مداخلت کرتی ہے، گونجنے والے کے الگ "موڈ" بناتی ہے۔ یہ موڈز بلبلے کے طول موج کے سپیکٹرم میں باقاعدگی سے فاصلے والی چوٹیوں کی ایک سیریز کے طور پر ظاہر ہوتے ہیں۔

میرا بلبلا مت پھاڑو

"یہاں بہت سے مائکرو ریزونیٹرز ہیں جو لیزر گہا کے طور پر استعمال ہوتے ہیں، بشمول ٹھوس کروی گولے،" Matjaž نوٹ کرتا ہے۔ "تاہم، صابن کے بلبلوں کا ابھی تک آپٹیکل گہا کے طور پر مطالعہ نہیں کیا گیا ہے۔"

یہ جزوی طور پر ہو سکتا ہے کیونکہ صابن سے بنے ببل لیزرز کی عملی صلاحیت محدود ہوتی ہے۔ جیسے جیسے پانی بلبلے کی سطح سے بخارات بن جاتا ہے، بلبلے کی موٹائی اس وقت تک تیزی سے تبدیل ہوتی ہے جب تک کہ یہ پھٹ نہ جائے۔

ایک زیادہ عملی حل جس کا محققین نے تعاقب کیا وہ یہ ہے کہ سمیکٹک مائع کرسٹل سے بلبلے بنائیں۔ ان میں پانی نہیں ہوتا ہے اور یہ بہت پتلے بلبلے بنا سکتے ہیں، عام طور پر تقریباً 30-120 نینو میٹر (nm) موٹے ہوتے ہیں۔ یہ سمیکٹک ببل لیزرز زیادہ مستحکم ہیں اور تقریباً غیر معینہ مدت تک زندہ رہ سکتے ہیں۔ جیسا کہ Matjaž وضاحت کرتا ہے، موٹے بلبلے (جیسے صابن سے بنائے گئے)، گونجنے والے میں بہت سے طریقوں کی اجازت دیتے ہیں، جس کے نتیجے میں طول موج کے طول و عرض میں ممکنہ طور پر اوورلیپنگ چوٹیوں کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔ پتلے بلبلے (200 nm سے کم) تاہم، گونجنے والے میں صرف ایک موڈ کی اجازت دیتے ہیں۔ یہ سنگل موڈ آپریشن لیزنگ سپیکٹرا میں یکساں طور پر تقسیم شدہ چوٹیوں کے طور پر ظاہر ہوتا ہے۔

محققین نے یہ ظاہر کیا کہ بلبلا لیزرز سے خارج ہونے والی طول موج کو ان کے ماحول کو تبدیل کرکے ٹیون کیا جا سکتا ہے۔ خاص طور پر، محیطی دباؤ یا برقی فیلڈز کو تبدیل کرنے سے بلبلے کا سائز تبدیل ہو جاتا ہے، جس سے گونجنے والے کا سائز اور اس کے نتیجے میں، لیزر کے اخراج کی طول موج بدل جاتی ہے۔ وہ جو پیمائشیں پیش کرتے ہیں اس سے ظاہر ہوتا ہے کہ سمیکٹک ببل لیزرز 0.35V/mm تک چھوٹے الیکٹرک فیلڈز اور دباؤ میں 0.024 Pa کی تبدیلیوں کے لیے حساس ہوتے ہیں – برابر یا کچھ موجودہ سینسر سے بہتر۔

یہ جوڑا اپنے کام کی وضاحت کرتا ہے۔ جسمانی جائزہ X.

• 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/soap-bubbles-transform-into-lasers/