স্বতন্ত্র পলিটমিক অণুগুলি প্রথমবারের মতো অপটিক্যাল টুইজারের অ্যারেতে আটকা পড়েছে। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের গবেষকরা তিন-পরমাণুর অণুর পৃথক কোয়ান্টাম অবস্থা নিয়ন্ত্রণ করতে সক্ষম হন এবং কৌশলটি কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এবং স্ট্যান্ডার্ড মডেলের বাইরে পদার্থবিদ্যার জন্য অনুসন্ধানে অ্যাপ্লিকেশন খুঁজে পেতে পারে।
পরম শূন্যের কাছাকাছি তাপমাত্রায় অণুগুলিকে শীতল করা আল্ট্রাকোল্ড পদার্থবিজ্ঞানে একটি উত্তেজনাপূর্ণ সীমান্ত কারণ এটি রাসায়নিক প্রক্রিয়াগুলি কীভাবে কোয়ান্টাম মেকানিক্স দ্বারা চালিত হয় তার একটি উইন্ডো সরবরাহ করে। কয়েক দশক ধরে, পদার্থবিদরা পরমাণুকে অতি ঠান্ডা তাপমাত্রায় শীতল করে চলেছেন। যাইহোক, অণুগুলিকে শীতল করা অনেক বেশি চ্যালেঞ্জিং কারণ তারা স্বাধীনতার আরও অনেক ডিগ্রীতে (ঘূর্ণন এবং কম্পন) শক্তি ধরে রাখতে পারে - এবং একটি অণুকে ঠান্ডা করার জন্য এই সমস্ত থেকে শক্তি অপসারণ করা প্রয়োজন। ডায়াটমিক অণুগুলির সাথে উল্লেখযোগ্য সাফল্য অর্জিত হয়েছে, তবে স্বাধীনতার ডিগ্রির সংখ্যা প্রতিটি অতিরিক্ত পরমাণুর সাথে খাড়াভাবে বৃদ্ধি পায়, তাই বড় অণুগুলির সাথে অগ্রগতি আরও সীমিত হয়েছে।
এখন, জন ডোয়েল, নাথানিয়েল ভিলাস এবং হার্ভার্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের সহকর্মীরা পৃথক ট্রায়াটমিক অণুগুলিকে তাদের কোয়ান্টাম গ্রাউন্ড স্টেটে শীতল করেছে। প্রতিটি অণুতে একটি ক্যালসিয়াম, একটি অক্সিজেন এবং একটি হাইড্রোজেন পরমাণু থাকে।
রৈখিক জ্যামিতি
"এই অণু সম্পর্কে আমরা যে প্রধান জিনিসটি পছন্দ করি তা হল, স্থল অবস্থায়, এটির একটি রৈখিক জ্যামিতি রয়েছে," বিলাস ব্যাখ্যা করেন, "কিন্তু এটির একটি বাঁকানো জ্যামিতি সহ একটি নিম্ন-উত্তেজনাপূর্ণ অবস্থা রয়েছে...এবং এটি আপনাকে একটি অতিরিক্ত ঘূর্ণনশীলতা দেয় স্বাধীনতার মাত্রা।"
2022 সালে, বিলাস এবং ডয়েল সহ একটি দল লেজার এই অণুগুলির একটি মেঘকে 110 μK এ ঠান্ডা করেছে একটি চৌম্বক-অপটিক্যাল ফাঁদে। যাইহোক, কেউ এর আগে কখনো দুইটির বেশি পরমাণু সমন্বিত পৃথক অণুকে তাদের কোয়ান্টাম গ্রাউন্ড স্টেটে ঠান্ডা করেনি।
নতুন কাজে, বিলাস এবং সহকর্মীরা একটি ম্যাগনেটো-অপটিক্যাল ফাঁদ থেকে তাদের অণুগুলিকে ছয়টি সংলগ্ন অপটিক্যাল টুইজার ফাঁদের একটি অ্যারেতে লোড করেছে। তারা কিছু অণুকে উত্তেজিত অবস্থায় উন্নীত করার জন্য একটি লেজার পালস ব্যবহার করেছিল: "কারণ এই উত্তেজিত অণুটি সেখানে অণুগুলির পারস্পরিক ক্রিয়া করার জন্য একটি অনেক বড় ক্রস সেকশন রয়েছে," ভিলাস বলেছেন, "তাই মাটির মধ্যে কিছু ডাইপোল-ডাইপোল মিথস্ক্রিয়া রয়েছে। রাজ্য এবং উত্তেজিত অবস্থা, যা স্থিতিস্থাপক সংঘর্ষের দিকে নিয়ে যায় এবং তারা ফাঁদ থেকে হারিয়ে যায়।" এই পদ্ধতিটি ব্যবহার করে, গবেষকরা প্রায় সমস্ত টুইজার ফাঁদে অণুর সংখ্যা কমিয়ে মাত্র একটিতে এনেছেন।
তারা অণুগুলির ইমেজিংয়ের সাথে এগিয়ে যাওয়ার আগে, গবেষকদের সিদ্ধান্ত নিতে হয়েছিল যে তারা অপটিক্যাল টুইজারের জন্য কোন আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য ব্যবহার করবে। কেন্দ্রীয় প্রয়োজনীয়তা হল ট্যুইজারটি অন্ধকার রাজ্যে অনিচ্ছাকৃত উত্তেজনা সৃষ্টি করবে না। এগুলি অণুর কোয়ান্টাম অবস্থা যা প্রোব লেজারের কাছে অদৃশ্য। অণুর শক্তির গঠন এতটাই জটিল যে অনেক উঁচু-নিচু রাজ্যকে অণুর কোনো গতির জন্য বরাদ্দ করা হয়নি, কিন্তু গবেষকরা পরীক্ষামূলকভাবে খুঁজে পেয়েছেন যে 784.5 এনএম তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো ন্যূনতম ক্ষতির দিকে পরিচালিত করে।
জনসংখ্যা সঞ্চয়
গবেষকরা তারপর একটি 609 এনএম লেজার ব্যবহার করে অণুর একটি রৈখিক কনফিগারেশন থেকে একটি ট্রান্সমিশন চালান যেখানে তিনটি পরমাণু একটি লাইনে থাকে, একটি কম্পন মোডে যেখানে লাইনটি বেঁকে যায়। অণুগুলিকে তিনটি কাছাকাছি-অপতন স্পিন সাবলেভেলের সংমিশ্রণে রেখে দেওয়া হয়েছিল। পরবর্তীকালে একটি 623 এনএম লেজারের সাহায্যে অণুগুলিকে পাম্প করার মাধ্যমে, তারা অণুগুলিকে এমন অবস্থায় উত্তেজিত করে যেটি হয় মূল উপস্তরগুলির একটিতে বা চতুর্থ, নিম্ন-শক্তির উপস্তরে যা লেজার শোষণ করেনি। বারবার উত্তেজনা এবং ক্ষয় সহ, তাই, জনসংখ্যা নিম্ন স্তরে জমা হয়।
পলিয়েটমিক অণুর লেজার কুলিং স্পটলাইটে আল্ট্রাকোল্ড রসায়ন নিয়ে আসে
অবশেষে, গবেষকরা দেখিয়েছেন যে একটি ছোট রেডিও-ফ্রিকোয়েন্সি চৌম্বক ক্ষেত্র সিস্টেমের দুটি শক্তি স্তরের মধ্যে রাবি দোলন চালাতে পারে। কোয়ান্টাম কম্পিউটিং-এ ভবিষ্যতের গবেষণার জন্য এটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ হতে পারে: "জ্যামিতির এই বর্তমান কাজের উপর কোন প্রভাব নেই...আমাদের এই ছয়টি ফাঁদ রয়েছে এবং প্রতিটি সম্পূর্ণ স্বাধীনভাবে আচরণ করছে," ভিলাস বলেছেন। "তবে আপনি প্রতিটিকে একটি স্বাধীন আণবিক কিউবিট হিসাবে ভাবতে পারেন, তাই আমাদের লক্ষ্য হবে এই কিউবিটগুলিতে গেটগুলি প্রয়োগ করা শুরু করা।" এমনকি স্বাধীনতার একাধিক অর্থোগোনাল ডিগ্রীতে তথ্য এনকোড করা সম্ভব হতে পারে, "কুডিটস" তৈরি করে যা কিউবিটের চেয়ে বেশি তথ্য বহন করে।
অন্যান্য সম্ভাবনার মধ্যে রয়েছে নতুন পদার্থবিদ্যার অনুসন্ধান। “এই অণুর বৈচিত্র্যময় কাঠামোর কারণে গঠন এবং বিভিন্ন ধরনের নতুন পদার্থবিদ্যার মধ্যে সংযোগ রয়েছে – হয় ডার্ক ম্যাটার বা উচ্চ-শক্তির কণা স্ট্যান্ডার্ড মডেলের বাইরে, এবং তাদের এখন আমাদের যে স্তরে নিয়ন্ত্রিত করা হয়েছে তা বর্ণালীবীক্ষণ পদ্ধতির পথ তৈরি করবে। আরও সংবেদনশীল,” ভিলাস বলেছেন।
"এটি ক্ষেত্রের একটি মাইলফলক হিসাবে সাজানোর কারণ এটি বলে যে আমরা এমন একক অণুকেও নিয়ন্ত্রণ করতে পারি যার দুটির বেশি পরমাণু রয়েছে," বলেছেন লরেন্স চেউক নিউ জার্সির প্রিন্সটন বিশ্ববিদ্যালয়ের; "যদি আপনি একটি তৃতীয় পরমাণু যোগ করেন, আপনি একটি নমন মোড পাবেন এবং এটি নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে খুব দরকারী। তাই একই কাজে, ডয়েল গ্রুপ শুধু দেখায়নি যে তারা একক ট্রায়াটমিক্সকে আটকাতে এবং শনাক্ত করতে পারে: তারা এটাও দেখিয়েছে যে তারা এই ট্রায়াটমিক্সের অভ্যন্তরে বাঁকানো মোডকে সুসংগতভাবে পরিচালনা করতে পারে।" তিনি চিরালিটির মতো বৈশিষ্ট্যগুলির অধ্যয়ন উন্মুক্ত করে, এখনও বড় অণুগুলিকে হেরফের করা যায় কিনা তা নিয়ে কৌতূহলী।
গবেষণায় বর্ণনা করা হয়েছে প্রকৃতি.
- এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
- PlatoData.Network উল্লম্ব জেনারেটিভ Ai. নিজেকে ক্ষমতায়িত করুন। এখানে প্রবেশ করুন.
- প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
- প্লেটোইএসজি। কার্বন, ক্লিনটেক, শক্তি, পরিবেশ সৌর, বর্জ্য ব্যবস্থাপনা. এখানে প্রবেশ করুন.
- প্লেটো হেলথ। বায়োটেক এবং ক্লিনিক্যাল ট্রায়াল ইন্টেলিজেন্স। এখানে প্রবেশ করুন.
- উত্স: https://physicsworld.com/a/individual-polyatomic-molecules-are-trapped-in-optical-tweezer-arrays/
