വ്യക്തിഗത പോളിറ്റോമിക് തന്മാത്രകൾ ആദ്യമായി ഒപ്റ്റിക്കൽ ട്വീസറുകളുടെ നിരകളിൽ കുടുങ്ങിയിരിക്കുന്നു. യുഎസിലെ ഗവേഷകർക്ക് മൂന്ന്-ആറ്റം തന്മാത്രകളുടെ വ്യക്തിഗത ക്വാണ്ടം അവസ്ഥകൾ നിയന്ത്രിക്കാൻ കഴിഞ്ഞു, കൂടാതെ സാങ്കേതികതയ്ക്ക് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗിലും സ്റ്റാൻഡേർഡ് മോഡലിന് അപ്പുറം ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിനായുള്ള തിരയലിലും ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ കണ്ടെത്താനാകും.
കേവല പൂജ്യത്തിനടുത്തുള്ള താപനിലയിലേക്ക് തന്മാത്രകളെ തണുപ്പിക്കുന്നത് അൾട്രാക്കോൾഡ് ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ ഒരു ആവേശകരമായ അതിർത്തിയാണ്, കാരണം ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സ് രാസപ്രക്രിയകൾ എങ്ങനെ നയിക്കപ്പെടുന്നു എന്നതിൻ്റെ ഒരു ജാലകം ഇത് നൽകുന്നു. പതിറ്റാണ്ടുകളായി, ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞർ ആറ്റങ്ങളെ അൾട്രാക്കോൾഡ് താപനിലയിലേക്ക് തണുപ്പിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, തന്മാത്രകൾ തണുപ്പിക്കുന്നത് വളരെ വെല്ലുവിളിയാണ്, കാരണം അവയ്ക്ക് കൂടുതൽ സ്വാതന്ത്ര്യത്തിൽ (ഭ്രമണവും വൈബ്രേഷനും) ഊർജ്ജം നിലനിർത്താൻ കഴിയും - കൂടാതെ ഒരു തന്മാത്രയെ തണുപ്പിക്കുന്നതിന് ഇവയിൽ നിന്നെല്ലാം ഊർജ്ജം നീക്കം ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്. ഡയറ്റോമിക് തന്മാത്രകൾ കൊണ്ട് കാര്യമായ വിജയം നേടിയിട്ടുണ്ട്, എന്നാൽ ഓരോ അധിക ആറ്റത്തിലും സ്വാതന്ത്ര്യത്തിൻ്റെ ഡിഗ്രികളുടെ എണ്ണം കുത്തനെ വളരുന്നു, അതിനാൽ വലിയ തന്മാത്രകളുമായുള്ള പുരോഗതി കൂടുതൽ പരിമിതമാണ്.
ഇപ്പോൾ, ജോൺ ഡോയൽ, നഥാനിയേൽ വിലാസ് ഹാർവാർഡ് സർവകലാശാലയിലെ സഹപ്രവർത്തകരും വ്യക്തിഗത ട്രയാറ്റോമിക് തന്മാത്രകളെ അവയുടെ ക്വാണ്ടം ഗ്രൗണ്ട് അവസ്ഥകളിലേക്ക് തണുപ്പിച്ചു. ഓരോ തന്മാത്രയിലും ഒരു കാൽസ്യം, ഒരു ഓക്സിജൻ, ഒരു ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റം എന്നിവ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.
രേഖീയ ജ്യാമിതി
"ഈ തന്മാത്രയെക്കുറിച്ച് ഞങ്ങൾ ഇഷ്ടപ്പെടുന്ന പ്രധാന കാര്യം, ഗ്രൗണ്ട് സ്റ്റേറ്റിൽ, ഇതിന് ഒരു രേഖീയ ജ്യാമിതിയുണ്ട്, പക്ഷേ ഇതിന് വളഞ്ഞ ജ്യാമിതിയോടെ താഴ്ന്ന ആവേശകരമായ അവസ്ഥയുണ്ട് ... അത് നിങ്ങൾക്ക് ഒരു അധിക ഭ്രമണം നൽകുന്നു എന്നതാണ്. സ്വാതന്ത്ര്യത്തിൻ്റെ അളവ്."
2022ൽ വിലാസും ഡോയലും അടങ്ങുന്ന ഒരു ടീം ലേസർ ഈ തന്മാത്രകളുടെ ഒരു മേഘത്തെ 110 μK ആയി തണുപ്പിച്ചു ഒരു കാന്തിക-ഒപ്റ്റിക്കൽ കെണിയിൽ. എന്നിരുന്നാലും, രണ്ടിൽ കൂടുതൽ ആറ്റങ്ങൾ അടങ്ങിയ വ്യക്തിഗത തന്മാത്രകളെ അവയുടെ ക്വാണ്ടം ഗ്രൗണ്ട് അവസ്ഥകളിലേക്ക് ആരും മുമ്പ് തണുപ്പിച്ചിട്ടില്ല.
പുതിയ സൃഷ്ടിയിൽ, വിലാസും സഹപ്രവർത്തകരും തങ്ങളുടെ തന്മാത്രകളെ ഒരു മാഗ്നെറ്റോ-ഒപ്റ്റിക്കൽ ട്രാപ്പിൽ നിന്ന് അടുത്തുള്ള ആറ് ഒപ്റ്റിക്കൽ ട്വീസർ ട്രാപ്പുകളുടെ ഒരു നിരയിലേക്ക് കയറ്റി. ചില തന്മാത്രകളെ ആവേശഭരിതമാക്കാൻ അവർ ഒരു ലേസർ പൾസ് ഉപയോഗിച്ചു: “ഈ ആവേശഭരിതമായ തന്മാത്രയ്ക്ക് തന്മാത്രകൾക്ക് ഇടപെടാൻ വളരെ വലിയ ക്രോസ് സെക്ഷനുണ്ട്,” വിലാസ് പറയുന്നു, “അതിനാൽ ഭൂമിക്കിടയിൽ ചില ദ്വിധ്രുവ-ദ്വിധ്രുവ പ്രതിപ്രവർത്തനമുണ്ട്. അവസ്ഥയും ആവേശഭരിതമായ അവസ്ഥയും, അത് ഇലാസ്റ്റിക് കൂട്ടിയിടികളിലേക്ക് നയിക്കുകയും അവർ കെണിയിൽ നിന്ന് നഷ്ടപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ രീതി ഉപയോഗിച്ച്, ഗവേഷകർ മിക്കവാറും എല്ലാ ട്വീസർ ട്രാപ്പുകളിലെയും തന്മാത്രകളുടെ എണ്ണം ഒന്നായി ചുരുക്കി.
തന്മാത്രകളുടെ ഇമേജിംഗ് തുടരുന്നതിന് മുമ്പ്, ഒപ്റ്റിക്കൽ ട്വീസറിനായി അവർ പ്രകാശത്തിൻ്റെ തരംഗദൈർഘ്യം ഉപയോഗിക്കണമെന്ന് ഗവേഷകർ തീരുമാനിക്കേണ്ടതുണ്ട്. ട്വീസർ ഇരുണ്ട അവസ്ഥകളിലേക്ക് ഉദ്ദേശിക്കാത്ത ആവേശം ഉണ്ടാക്കരുത് എന്നതാണ് കേന്ദ്ര ആവശ്യം. പ്രോബ് ലേസറിന് അദൃശ്യമായ തന്മാത്രയുടെ ക്വാണ്ടം അവസ്ഥകളാണിവ. തന്മാത്രയുടെ ഊർജ്ജ ഘടന വളരെ സങ്കീർണ്ണമാണ്, തന്മാത്രയുടെ ഒരു ചലനത്തിനും ഉയർന്ന നിലയിലുള്ള പല അവസ്ഥകളും നൽകിയിട്ടില്ല, എന്നാൽ 784.5 nm തരംഗദൈർഘ്യമുള്ള പ്രകാശം കുറഞ്ഞ നഷ്ടത്തിലേക്ക് നയിച്ചതായി ഗവേഷകർ അനുഭവപരമായി കണ്ടെത്തി.
ജനസംഖ്യാ ശേഖരണം
മൂന്ന് ആറ്റങ്ങൾ ഒരു വരിയിലായിരിക്കുന്ന തന്മാത്രയുടെ രേഖീയ കോൺഫിഗറേഷനിൽ നിന്ന് ലൈൻ വളയുന്ന വൈബ്രേഷനൽ മോഡിലേക്ക് ഒരു സംപ്രേഷണം നടത്താൻ ഗവേഷകർ 609 nm ലേസർ ഉപയോഗിച്ചു. മൂന്ന് ഡീജനറേറ്റ് സ്പിൻ സബ് ലെവലുകളുടെ സംയോജനത്തിലാണ് തന്മാത്രകൾ അവശേഷിച്ചത്. പിന്നീട് 623 nm ലേസർ ഉപയോഗിച്ച് തന്മാത്രകളെ പമ്പ് ചെയ്യുന്നതിലൂടെ, അവർ തന്മാത്രകളെ യഥാർത്ഥ ഉപതലങ്ങളിൽ ഒന്നിലേക്കോ അല്ലെങ്കിൽ ലേസർ ആഗിരണം ചെയ്യാത്ത നാലാമത്തെ താഴ്ന്ന ഊർജ്ജ ഉപതലത്തിലേക്കോ ദ്രവിച്ച അവസ്ഥയിലേക്ക് ഉത്തേജിപ്പിച്ചു. ആവർത്തിച്ചുള്ള ആവേശവും ക്ഷയവും കാരണം, ജനസംഖ്യ താഴ്ന്ന ഉപതലത്തിൽ അടിഞ്ഞുകൂടി.
പോളിറ്റോമിക് തന്മാത്രകളുടെ ലേസർ കൂളിംഗ് അൾട്രാക്കോൾഡ് കെമിസ്ട്രിയെ ശ്രദ്ധയിൽപ്പെടുത്തുന്നു
അവസാനമായി, ഒരു ചെറിയ റേഡിയോ ഫ്രീക്വൻസി കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന് സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ രണ്ട് ഊർജ്ജ നിലകൾക്കിടയിൽ റാബി ആന്ദോളനങ്ങൾ നയിക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് ഗവേഷകർ കാണിച്ചു. ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗിലെ ഭാവി ഗവേഷണത്തിന് ഇത് വളരെ പ്രധാനമാണ്: "ഈ നിലവിലെ പ്രവർത്തനത്തിൽ ജ്യാമിതിക്ക് യാതൊരു സ്വാധീനവുമില്ല... ഞങ്ങൾക്ക് ഈ ആറ് കെണികളുണ്ട്, ഓരോരുത്തരും പൂർണ്ണമായും സ്വതന്ത്രമായി പെരുമാറുന്നു," വിലാസ് പറയുന്നു. “എന്നാൽ നിങ്ങൾക്ക് ഓരോന്നിനെയും ഒരു സ്വതന്ത്ര തന്മാത്രാ ക്വിറ്റായി കണക്കാക്കാം, അതിനാൽ ഈ ക്വിറ്റുകളിൽ ഗേറ്റുകൾ നടപ്പിലാക്കുന്നത് ആരംഭിക്കുക എന്നതാണ് ഞങ്ങളുടെ ലക്ഷ്യം.” ക്വിറ്റുകളേക്കാൾ കൂടുതൽ വിവരങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്ന "ക്വിഡിറ്റുകൾ" സൃഷ്ടിച്ച്, ഒന്നിലധികം ഓർത്തോഗണൽ ഡിഗ്രി സ്വാതന്ത്ര്യത്തിൽ വിവരങ്ങൾ എൻകോഡ് ചെയ്യാൻ പോലും സാധ്യമായേക്കാം.
മറ്റ് സാധ്യതകളിൽ പുതിയ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിനായുള്ള തിരയലുകൾ ഉൾപ്പെടുന്നു. "ഈ തന്മാത്രകളുടെ വൈവിധ്യമാർന്ന ഘടന കാരണം, ഘടനയും വ്യത്യസ്ത തരം പുതിയ ഭൗതികശാസ്ത്രവും തമ്മിൽ ബന്ധമുണ്ട് - സ്റ്റാൻഡേർഡ് മോഡലിന് അപ്പുറത്തുള്ള ഇരുണ്ട ദ്രവ്യമോ ഉയർന്ന ഊർജ്ജ കണികകളോ, അവ ഇപ്പോൾ ഉള്ള തലത്തിൽ നിയന്ത്രിക്കുന്നത് സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പിക് രീതികൾ വഴിയാക്കും. കൂടുതൽ സെൻസിറ്റീവ്,” വിലാസ് പറയുന്നു.
“രണ്ടിൽ കൂടുതൽ ആറ്റങ്ങളുള്ള ഒറ്റ തന്മാത്രകളെപ്പോലും നമുക്ക് നിയന്ത്രിക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് അത് പറയുന്നതിനാൽ ഇത് ഈ മേഖലയിലെ ഒരു നാഴികക്കല്ലാണ്,” പറയുന്നു. ലോറൻസ് ചെക്ക് ന്യൂജേഴ്‌സിയിലെ പ്രിൻസ്റ്റൺ സർവകലാശാലയുടെ; “നിങ്ങൾ ഒരു മൂന്നാമത്തെ ആറ്റം ചേർക്കുകയാണെങ്കിൽ, നിങ്ങൾക്ക് ഒരു ബെൻഡിംഗ് മോഡ് ലഭിക്കും, ഇത് ചില ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ വളരെ ഉപയോഗപ്രദമാണ്. അതിനാൽ, അതേ കൃതിയിൽ, ഡോയൽ ഗ്രൂപ്പ് ഒറ്റ ട്രയാറ്റോമിക്സിനെ ട്രാപ്പ് ചെയ്യാനും കണ്ടെത്താനും കഴിയുമെന്ന് കാണിക്കുക മാത്രമല്ല: ഈ ട്രയാറ്റോമിക്സിനുള്ളിലെ ബെൻഡിംഗ് മോഡ് യോജിച്ച രീതിയിൽ കൈകാര്യം ചെയ്യാൻ കഴിയുമെന്നും അവർ കാണിച്ചു. ഇനിയും വലിയ തന്മാത്രകൾ കൈകാര്യം ചെയ്യാൻ കഴിയുമോ എന്ന കാര്യത്തിൽ അദ്ദേഹത്തിന് ജിജ്ഞാസയുണ്ട്, ഇത് കൈരാലിറ്റി പോലുള്ള സവിശേഷതകളെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനം തുറന്നു.
ഗവേഷണം വിവരിച്ചിരിക്കുന്നു പ്രകൃതി.
- SEO പവർ ചെയ്ത ഉള്ളടക്കവും PR വിതരണവും. ഇന്ന് ആംപ്ലിഫൈഡ് നേടുക.
- PlatoData.Network ലംബ ജനറേറ്റീവ് Ai. സ്വയം ശാക്തീകരിക്കുക. ഇവിടെ പ്രവേശിക്കുക.
- PlatoAiStream. Web3 ഇന്റലിജൻസ്. വിജ്ഞാനം വർധിപ്പിച്ചു. ഇവിടെ പ്രവേശിക്കുക.
- പ്ലേറ്റോഇഎസ്ജി. കാർബൺ, ക്ലീൻ ടെക്, ഊർജ്ജം, പരിസ്ഥിതി, സോളാർ, മാലിന്യ സംസ്കരണം. ഇവിടെ പ്രവേശിക്കുക.
- പ്ലേറ്റോ ഹെൽത്ത്. ബയോടെക് ആൻഡ് ക്ലിനിക്കൽ ട്രയൽസ് ഇന്റലിജൻസ്. ഇവിടെ പ്രവേശിക്കുക.
- അവലംബം: https://physicsworld.com/a/individual-polyatomic-molecules-are-trapped-in-optical-tweezer-arrays/
