प्रकाश को एक नई रोशनी में देखना: वैज्ञानिकों ने एक अभूतपूर्व रूप दिया है। (लेख का अनुवाद)

हार्वर्ड और मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एमआईटी - एमआईटी) के वैज्ञानिक प्रकाश के बारे में आम तौर पर स्वीकार किए गए दृष्टिकोण को बदल रहे हैं और इसके लिए उन्हें एक और दूर, दूर की आकाशगंगा के लिए उड़ान भरने की जरूरत नहीं थी।
हार्वर्ड-मैसाचुसेट्स अल्ट्राकोल्ड एटम्स सेंटर में सहकर्मियों के साथ काम करते हुए, हार्वर्ड भौतिकी के प्रोफेसर मिखाइल ल्यूकिन और एमआईटी भौतिकी के प्रोफेसर व्लादन वुलेटिच का एक समूह फोटॉन को बोलने में सक्षम था ताकि वे एक अणु के रूप में एक साथ बांधें - केवल शुद्ध सिद्धांत में केवल एक राज्य। काम का वर्णन एक प्रकृति लेख में 25 सितंबर को किया गया है।

ल्यूकिन के अनुसार, खोज से पता चलता है कि दस साल आम तौर पर स्वीकृत विरोधाभास है जो प्रकाश की प्रकृति को रेखांकित करता है। "फोटोन्स को लंबे समय से द्रव्यमान रहित कण माना जाता है जो एक-दूसरे के साथ बातचीत नहीं करते हैं - क्योंकि दो लेजर बीम की चमक केवल एक दूसरे से गुजरती है," वे कहते हैं।
"फ़ोटोनिक अणु", हालांकि पारंपरिक लेज़रों की तरह काफी व्यवहार नहीं करते हैं, बल्कि विज्ञान कथाओं के पन्नों पर रोशनी की तरह हैं।

"प्रकाश के अधिकांश ज्ञात गुण इस तथ्य से आते हैं कि फोटॉन में द्रव्यमान नहीं होता है और एक-दूसरे के साथ बातचीत नहीं करते हैं। हमने जो किया वह एक विशेष प्रकार का माध्यम था जिसमें फोटोन एक-दूसरे के साथ इतनी दृढ़ता से बातचीत करने लगे कि वे ऐसा करने लगे जैसे उनके पास द्रव्यमान है और अणुओं में एक साथ बांधते हैं।
इस प्रकार के फोटोन कपलिंग राज्य की सैद्धांतिक रूप से काफी समय से चर्चा की जा रही है, लेकिन अभी तक यह नहीं देखा गया है।
आपको लाइटसैबर्स के साथ एक सीधा सादृश्य नहीं बनाना चाहिए। “जब ये फोटोन एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं, तो वे एक दूसरे को पीछे हटाते हैं और प्रतिबिंबित करते हैं। इन अणुओं में जो घटित होता है उसकी भौतिकी फिल्मों में देखने के समान है। "
लेकिन ल्यूकिन और उनके सहयोगियों के लिए "फोर्स" का उपयोग करना संभव नहीं था, जिसमें ओफर फिस्टबर्ग, एलेक्सी गोर्शकोव, थिबॉल्ट पाइरोनेल और ची-यू लियन शामिल थे, और मुझे अत्यधिक परिस्थितियों का एक सेट का उपयोग करना पड़ा।
शोधकर्ताओं ने वैक्यूम कक्ष में रुबिडियम परमाणुओं को पंप करके शुरू किया, फिर एक लेजर का उपयोग करते हुए परमाणु बादल को पूर्ण शून्य से थोड़ा कम ऊपर ठंडा करने के लिए, बेहद कमजोर लेजर दालों का उपयोग करके, उन्होंने एक फोटॉन को परमाणु बादल में गोली मार दी।
"फोटॉन माध्यम छोड़ने के बाद, यह अपनी पहचान बरकरार रखता है," - ल्यूकिन। “यह प्रकाश के अपवर्तन के प्रभाव के समान है जिसे हम देखते हैं कि प्रकाश एक गिलास पानी से होकर गुजरता है। प्रकाश पानी में प्रवेश करता है और माध्यम में अपनी ऊर्जा का हिस्सा छिड़कता है, लेकिन इसके अंदर यह प्रकाश और एक साथ जुड़े पदार्थ के रूप में मौजूद होता है, और जब यह बाहर आता है तो यह प्रकाश होता रहता है। यहाँ एक ही प्रक्रिया लगभग घटित हो रही है, केवल स्टेटर - प्रकाश बहुत धीमा हो जाता है और अपवर्तन के दौरान अधिक ऊर्जा छोड़ता है। "

जब ल्यूकिन और उनके सहयोगियों ने क्लाउड में दो फोटोन जारी किए, तो वे हैरान थे कि आउटपुट पर फोटॉन को एक अणु में जोड़ा गया था।
किसने उन्हें पहले कभी नहीं देखा अणु का रूप दिया?

लुकिन ने कहा, "इस प्रभाव को राइडबर्ग नाकाबंदी कहा जाता है," जो परमाणुओं की स्थिति का वर्णन करता है, जब एक परमाणु उत्तेजित होता है - पड़ोसी परमाणुओं को उसी हद तक उत्तेजित नहीं किया जा सकता है। व्यवहार में, इसका मतलब है कि जैसे ही दो फोटॉनिक परमाणु बादल में प्रवेश करते हैं, पहला। एक परमाणु को उत्तेजित करता है, लेकिन इससे पहले कि दूसरा फोटोन पड़ोसी परमाणुओं को उत्तेजित कर सके, आगे होना चाहिए। "
नतीजतन, उनके शब्दों से, यह पता चलता है कि दो फोटॉन क्लाउड के माध्यम से एक दूसरे को खींचने और धक्का देने लगते हैं, जबकि उनकी ऊर्जा एक परमाणु से दूसरे में स्थानांतरित हो जाती है।
"यह एक फोटॉन इंटरैक्शन है जो परमाणु बातचीत द्वारा मध्यस्थता करता है," ल्यूकिन कहते हैं। "इससे फोटॉन अणुओं की तरह व्यवहार करते हैं और जब वे माध्यम से बाहर निकलते हैं, तो सबसे अधिक संभावना है कि वे इसे एक साथ करेंगे, और एकल फोटॉन के रूप में नहीं।"
हालांकि इसके लिए प्रभाव असामान्य है, लेकिन व्यावहारिक अनुप्रयोग संभव है।
लुकिन कहते हैं, "हमने इसे मज़े के लिए किया (मज़े के लिए), और क्योंकि हम विज्ञान की सीमाओं को आगे बढ़ा रहे हैं।"
"लेकिन यह हम क्या कर रहे हैं की व्यापक तस्वीर में शामिल किया जा रहा है, क्योंकि फोटॉनों क्वांटम सूचना प्रसारित करने का सबसे अच्छा संभव साधन बने हुए हैं। मुख्य नुकसान यह था कि फोटॉन एक दूसरे के साथ बातचीत नहीं करते हैं।
क्वांटम कंप्यूटर बनाने के लिए, "वे बताते हैं," शोधकर्ताओं को एक ऐसी प्रणाली बनाने की ज़रूरत है जो क्वांटम जानकारी को संग्रहीत कर सके और क्वांटम तर्क संचालन का उपयोग करके इसे संसाधित कर सके।
लेकिन समस्या यह थी कि क्वांटम तर्क को व्यक्तिगत क्वांटा के बीच बातचीत की आवश्यकता थी ताकि ये क्वांटम सिस्टम जानकारी को संसाधित करने के लिए स्विच कर सकें।
इस प्रक्रिया में हमने जो प्रदर्शन किया वह हमें आगे जाने की अनुमति देगा, ”हार्वर्ड के प्रोफेसर मिखाइल लुकिन ने कहा।

“क्वांटम स्विच या फोटॉन लॉजिक कन्वर्टर के व्यावहारिक अनुप्रयोग पर पहुंचने से पहले, हमें प्रदर्शन में सुधार करना होगा, इसलिए यह अभी भी अवधारणा के प्रमाण के स्तर पर है, लेकिन यह एक महत्वपूर्ण कदम है।
हमारे द्वारा यहां स्थापित भौतिक सिद्धांत महत्वपूर्ण हैं। सिस्टम वर्तमान में चिप बनाने वाले बिजली के नुकसान को कम करने के लिए शास्त्रीय कंप्यूटिंग में उपयोगी हो सकता है।
"आईबीएम सहित कुछ कंपनियों ने ऑप्टिकल राउटर के आधार पर सिस्टम विकसित किया है जो प्रकाश संकेतों को विद्युत में परिवर्तित करते हैं, लेकिन उन्हें कुछ कठिनाइयां थीं।"
ल्यूकिन ने यह भी सुझाव दिया कि एक दिन प्रणाली का उपयोग एक जटिल तीन आयामी संरचना बनाने के लिए भी किया जा सकता है - जैसे कि क्रिस्टल - पूरी तरह से प्रकाश से।
"यह क्यों उपयोगी होगा, हम अभी भी वास्तव में नहीं जानते हैं, लेकिन यह एक नई स्थिति है, इसलिए हम इस बात से भरे हुए हैं कि इसके लिए आवेदन इन फोटोनिक अणुओं के गुणों के हमारे अध्ययन को जारी रखने की प्रक्रिया में उत्पन्न हो सकता है," उन्होंने कहा।

हार्वर्ड विश्वविद्यालय (2013, 25 सितंबर)। एक नई रोशनी में प्रकाश को देखना: वैज्ञानिक पदार्थ का पहले कभी नहीं देखा गया रूप बनाते हैं। साइंस डेली। 25 सितंबर, 2013 को www.sciencedaily.com /releases/2013/09/130925132323.htm से लिया गया