નવી દિલ્હી, 08 જાન્યુઆરી (હિ.સ.) ભારતીય વૈજ્ઞાનિકોએ ઠંડા અણુઓની ઘનતા માપવા માટે એક તકનીક વિકસાવી છે, જેમાં તેમને વિક્ષેપિત કર્યા વિના વાસ્તવિક સમયમાં ઠંડા અણુઓની સ્થાનિક ઘનતા માપી શકાય છે. આ શોધ ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટિંગ અને ક્વોન્ટમ સેન્સિંગ જેવા ભવિષ્યના કાર્યક્રમો માટે મહત્વપૂર્ણ સાબિત થઈ શકે છે, જ્યાં અણુઓ અને તેમની ક્વોન્ટમ સ્થિતિઓનું વાસ્તવિક-સમય શોધ મહત્વપૂર્ણ છે. આ સંશોધન વૈશ્વિક સ્તરે ક્વોન્ટમ ભૌતિકશાસ્ત્રમાં નોંધપાત્ર પરિવર્તન લાવશે.

વિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજી મંત્રાલય અનુસાર, પરંપરાગત ઠંડા અણુ પ્રયોગોમાં, લેસર કૂલિંગ અને ટ્રેપિંગ તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને અણુઓને લગભગ શૂન્ય તાપમાને ઠંડુ કરવામાં આવે છે. આ સ્થિતિમાં, તેમના ક્વોન્ટમ ગુણધર્મો વધુ સ્પષ્ટ છે. અત્યાર સુધી, આ અણુઓની સ્થિતિ નક્કી કરવા માટે શોષણ અને ફ્લોરોસેન્સ ઇમેજિંગ જેવી પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવતો હતો, પરંતુ આ તકનીકોમાં મર્યાદાઓ હોય છે. ગાઢ અણુ ક્લસ્ટરોમાં શોષણ ઇમેજિંગ અસફળ રહે છે, જ્યારે ફ્લોરોસેન્સ ઇમેજિંગ સમય માંગી લે છે અને ઘણીવાર અણુઓની સ્થિતિને બદલી નાખે છે.

રમન રિસર્ચ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ (આરઆરઆઈ) ના વૈજ્ઞાનિકોએ રમન-ડ્રાઇવ્ડ સ્પિન નોઇઝ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી (આરડીએસએનએસ) નામની તકનીકનું પ્રદર્શન કર્યું છે. આ તકનીક સ્પિન નોઇઝ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપીને રમન બીમ સાથે જોડે છે. લેસર પ્રકાશના ધ્રુવીકરણમાં કુદરતી વધઘટ દ્વારા અણુઓના સ્પિનને શોધી કાઢવામાં આવે છે, અને બે વધારાના લેસર બીમ અણુઓને અડીને આવેલા સ્પિન અવસ્થાઓ વચ્ચે ચલાવે છે.

આ તકનીક સિગ્નલને લગભગ દસ લાખ વખત વિસ્તૃત કરે છે. સ્થાનિક ઘનતાનું સીધું માપન ફક્ત 0.01 એમએમ³ ના વિસ્તારમાં શક્ય બને છે, જેમાં આશરે 10,000 અણુઓ હોય છે. આરઆરઆઈ ટીમે પોટેશિયમ અણુઓ પર આ તકનીકનું પરીક્ષણ કર્યું અને જાણવા મળ્યું કે અણુ ક્લસ્ટરની કેન્દ્રીય ઘનતા એક સેકન્ડમાં સ્થિર થઈ ગઈ, જ્યારે ફ્લોરોસેન્સનો ઉપયોગ કરીને કુલ અણુ સંખ્યા માપવામાં લગભગ બમણો સમય લાગ્યો.

આરઆરઆઈ સંશોધન સહયોગી બર્નાડેટ વર્ષા એફજે અને ભાગ્યશ્રી દીપક બિદવાઈએ સમજાવ્યું કે, આ તકનીક બિન-આક્રમક છે કારણ કે ઉપયોગમાં લેવાતો પ્રોબ બીમ ઓછી શક્તિ પર કાર્ય કરે છે અને સારી રીતે ટ્યુન થયેલ છે. આ માઇક્રોસેકન્ડ સ્તરે પણ થોડા ટકાની ચોકસાઈ માટે પરવાનગી આપે છે.

પીએચડી સંશોધક સયારીએ જણાવ્યું હતું કે, ક્વોન્ટમ સેન્સિંગ અને કમ્પ્યુટિંગ માટે રીઅલ-ટાઇમ નોન-ડિસ્ટ્રક્ટિવ ઇમેજિંગ પદ્ધતિઓ ઉત્તમ છે. આ તકનીક સૂક્ષ્મ ઘનતા વધઘટને કેપ્ચર કરે છે, ઘણા-શરીર ગતિશીલતા જાહેર કરે છે અને સૈદ્ધાંતિક મોડેલોનું પરીક્ષણ કરવામાં મદદ કરે છે.

ટીમે આરડીએસએનએસ માંથી મેળવેલા સ્થાનિક ઘનતા પ્રોફાઇલ્સની સરખામણી ફ્લોરોસેન્સ છબીઓ પર લાગુ કરાયેલા વ્યસ્ત એબેલ ટ્રાન્સફોર્મ સાથે કરી અને નોંધપાત્ર સમાનતા શોધી કાઢી. મહત્વપૂર્ણ વાત એ છે કે, જ્યારે એબેલ ટ્રાન્સફોર્મ અક્ષીય સમપ્રમાણતા પર આધાર રાખે છે, ત્યારે આરડીએસએનએસ અસમપ્રમાણ અથવા ગતિશીલ અણુ ક્લસ્ટરો માટે પણ અસરકારક છે.

આ શોધનું વ્યાપક મહત્વ છે. ક્વોન્ટમ તકનીકોમાં ઝડપી, સચોટ અને બિન-આક્રમક ઘનતા માપન ગ્રેવીમીટર, મેગ્નેટોમીટર અને અન્ય સેન્સર માટે અત્યંત ઉપયોગી છે. આ તકનીક માઇક્રોન સ્કેલ પર સ્થાનિક પ્રોબ્સને મંજૂરી આપે છે અને સિસ્ટમને વિક્ષેપિત કર્યા વિના ઘનતા તરંગો, ક્વોન્ટમ પરિવહન અને અન્ય ઘટનાઓનો અભ્યાસ કરવાનું શક્ય બનાવે છે. આરઆરઆઈ ના ક્વોન્ટમ મિશ્રણ પ્રયોગશાળાના વડા પ્રોફેસર સપ્તર્ષિ ચૌધરીએ જણાવ્યું હતું કે, આ તકનીક તટસ્થ અણુ-આધારિત ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટિંગ, ક્વોન્ટમ સિમ્યુલેશન અને પરિવહન ઘટનાના અભ્યાસમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગી થશે.

હિન્દુસ્થાન સમાચાર / પ્રશાંત શેખર / પવન કુમાર

હિન્દુસ્થાન સમાચાર / માધવી વ્યાસ