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Thursday, April 22, 2021

प्रकाश की एक नई अवस्था: भौतिक विज्ञानी बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट ऑफ़ लाइट पार्टिकल्स में नए चरण का निरीक्षण करते हैं

प्रकाश कण सार अवधारणा

एक एकल “सुपर फोटॉन” कई हजारों व्यक्तिगत प्रकाश कणों से बना है: लगभग दस साल पहले, बॉन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने पहली बार इस तरह के एक चरम समग्र राज्य का उत्पादन किया और पूरी तरह से नया प्रकाश स्रोत प्रस्तुत किया। राज्य को ऑप्टिकल बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट कहा जाता है और तब से कई भौतिकविदों को बंदी बना लिया है, क्योंकि प्रकाश कणों की यह विदेशी दुनिया अपनी बहुत ही भौतिक घटनाओं का घर है।

प्रोफेसर डॉ। मार्टिन वेइट्ज के नेतृत्व में शोधकर्ताओं, जिन्होंने सुपर फोटॉन की खोज की, और सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी प्रो डॉ। जोहान क्रोहा क्वांटम दुनिया में अपने नवीनतम “अभियान” से एक बहुत ही विशेष अवलोकन के साथ लौटे हैं। वे ऑप्टिकल बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट में एक नए, पहले अज्ञात चरण संक्रमण की रिपोर्ट करते हैं। यह एक तथाकथित अतिव्याप्त चरण है। परिणाम लंबे समय तक एन्क्रिप्टेड क्वांटम संचार के लिए प्रासंगिक हो सकते हैं। अध्ययन पत्रिका में प्रकाशित किया गया है विज्ञान

बोस-आइंस्टीन घनीभूत एक चरम भौतिक अवस्था है जो आमतौर पर केवल बहुत कम तापमान पर होती है। क्या खास है: इस प्रणाली के कण अब अलग-अलग नहीं हैं और मुख्य रूप से एक ही क्वांटम यांत्रिक अवस्था में हैं, दूसरे शब्दों में वे एक ही विशालकाय “सुपरपार्टिकल” की तरह व्यवहार करते हैं। इसलिए राज्य को एकल तरंग फ़ंक्शन द्वारा वर्णित किया जा सकता है।

2010 में, मार्टिन वेइट्ज़ के नेतृत्व में शोधकर्ताओं ने पहली बार बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट को हल्के कणों (फोटोन) से बनाने में सफलता हासिल की। उनकी विशेष प्रणाली आज भी उपयोग में है: भौतिकविदों ने एक माइक्रोमीटर के ऊपर दो घुमावदार दर्पणों से बने एक गुंजयमान यंत्र में प्रकाश कणों को फंसा दिया, इसके अलावा प्रकाश की एक तेजी से घूमती किरण को दर्शाते हैं। अंतरिक्ष एक तरल डाई समाधान से भरा है, जो फोटॉन को ठंडा करने का कार्य करता है। यह डाई अणुओं द्वारा फोटॉनों को “निगलने” और फिर उन्हें बाहर थूकने से किया जाता है, जो हल्के कणों को डाई समाधान के तापमान पर लाता है – कमरे के तापमान के बराबर। पृष्ठभूमि: सिस्टम पहले प्रकाश कणों को शांत करना संभव बनाता है, क्योंकि ठंडा होने पर उनकी प्राकृतिक विशेषता को भंग करना है।

ऑप्टिकल माइक्रोस्ट्रोनटर डाई समाधान के साथ भरा

दाईं ओर एक माइक्रोस्कोप उद्देश्य है जिसका उपयोग अनुनादक से निकलने वाले प्रकाश का निरीक्षण और विश्लेषण करने के लिए किया जाता है। साभार: © ग्रेगर हुब्ल / यूनी बॉन

दो चरणों का स्पष्ट पृथक्करण

चरण संक्रमण वह है जिसे भौतिक विज्ञानी ठंड के दौरान पानी और बर्फ के बीच संक्रमण कहते हैं। लेकिन फंसे हुए प्रकाश कणों की प्रणाली के भीतर विशेष चरण संक्रमण कैसे होता है? वैज्ञानिक इसे इस तरह से समझाते हैं: कुछ पारभासी दर्पणों के कारण फोटॉन खो जाते हैं और प्रतिस्थापित हो जाते हैं, जिससे एक गैर-संतुलन बन जाता है, जिसके परिणामस्वरूप प्रणाली को एक निश्चित तापमान नहीं माना जाता है और दोलन में सेट किया जाता है। यह इस दोलन चरण और एक नम चरण के बीच एक संक्रमण बनाता है। नम का अर्थ है कि कंपन का आयाम कम हो जाता है।

“ओवरडम्प्ड चरण जो हमने देखा, वह प्रकाश क्षेत्र की एक नई स्थिति से मेल खाता है, इसलिए बोलने के लिए,” प्रमुख लेखक फहरी एमरे Emटटर्क कहते हैं, बॉन विश्वविद्यालय में इंस्टीट्यूट फॉर एप्लाइड फिजिक्स में एक डॉक्टरेट छात्र हैं। विशेष विशेषता यह है कि लेजर का प्रभाव आमतौर पर बोस-आइंस्टीन से अलग नहीं होता है, जो एक चरण संक्रमण द्वारा घनीभूत होता है, और दोनों राज्यों के बीच कोई तेज परिभाषित सीमा नहीं है। इसका मतलब है कि भौतिक विज्ञानी प्रभावों के बीच लगातार आगे-पीछे हो सकते हैं।

मार्टिन वेइट्ज

बॉन विश्वविद्यालय में इंस्टीट्यूट ऑफ एप्लाइड फिजिक्स में मापने की मेज पर ऑप्टिकल सेटअप के साथ। साभार: © ग्रेगर हुब्ल / यूनी बॉन

“हालांकि, हमारे प्रयोग में, ऑप्टिकल बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट के अतिव्याप्त अवस्था को दोलन वाले राज्य और एक मानक लेजर से एक चरण संक्रमण द्वारा अलग किया जाता है,” अध्ययन के नेता प्रो डॉ मार्टिन मार्टिन ने कहा। “इससे पता चलता है कि बोस-आइंस्टीन घनीभूत है, जो वास्तव में मानक लेजर की तुलना में एक अलग स्थिति है। “दूसरे शब्दों में, हम ऑप्टिकल बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट के दो अलग-अलग चरणों के साथ काम कर रहे हैं,” उन्होंने जोर दिया।

शोधकर्ताओं ने कई युग्म प्रकाश संघनन में प्रकाश क्षेत्र के नए राज्यों की खोज के लिए आगे के अध्ययन के आधार के रूप में अपने निष्कर्षों का उपयोग करने की योजना बनाई है, जो सिस्टम में भी हो सकती है। फहरी इमरे ürztürk कहते हैं, “अगर यंत्रवत् रूप से उलझे हुए राज्य युग्मित प्रकाश संघनन में उपयुक्त होते हैं, तो यह क्वांटम-एन्क्रिप्टेड संदेशों को प्रसारित करने के लिए दिलचस्प हो सकता है।”

न्यू स्टेट ऑफ़ लाइट रिसर्च टीम

प्रो। डॉ। मार्टिन वीट्ज, डॉ। जूलियन श्मिट, डॉ। फ्रैंक विंजर, प्रोफेसर डॉ। जोहान क्रोहा और गोरान हेलमैन, इंस्टीट्यूट ऑफ एप्लाइड फिजिक्स से बॉन विश्वविद्यालय में। साभार: © ग्रेगर हुब्ल / यूनी बॉन

संदर्भ: “फहरी इमरे Timस्तेरुक, टिम लेप्पे, गोरान हेलमैन, जूलियन श्मिट, जन क्लैर्स, फ्रैंक वैिंगर, जोहान क्रोहा और मार्टिन वीट्ज, 2 अप्रैल 2021, द्वारा एक ऑप्टिकल क्वांटम गैस में एक गैर-हर्मिटियन चरण संक्रमण का अवलोकन। विज्ञान
DOI: 10.1126 / विज्ञान

यूनिवर्सिटी ऑफ कैसरस्लॉटर्न और बॉन के विश्वविद्यालयों के कॉलेबोरेटिव रिसर्च सेंटर TR 185 “OSCAR – एटॉमिक एंड फोटोनिक क्वांटम मैटर ऑफ़ टेलोरेड कपलिंग टू रिज़र्वोयर्स” से फंडिंग प्राप्त की और कोलोन, आचेन, बॉन और यूनिवर्सिटीज़ के एक्सीलेंस ML4Q के क्लस्टर जर्मन रिसर्च फाउंडेशन द्वारा वित्त पोषित रिसर्च सेंटर जुलीच। बॉन विश्वविद्यालय के ट्रांसडिसिप्लिनरी रिसर्च एरिया (टीआरए) “मैटर और फंडामेंटल इंटरैक्शन के बिल्डिंग ब्लॉक्स” में उत्कृष्टता का क्लस्टर एम्बेडेड है। इसके अलावा, यूरोपीय संघ द्वारा आर्थिक मामलों और ऊर्जा के लिए संघीय मंत्रालय से वित्त पोषण के साथ परियोजना “फॉक्स – फोटॉन फॉर क्वांटम सिमुलेशन” और जर्मन एयरोस्पेस सेंटर के भीतर अध्ययन वित्त पोषित किया गया था।

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