نوبل پرائز آپٹیکل ٹائزر نے کائنات کیسے کام کرنے کے لئے نئے اشارے کو سراہا

ایک ایسا لگتا ہے کہ آپٹیکل چمٹی - ایک متمرکزی لیزر بیم جو چھوٹے ذرات کو ٹراپ کر سکتے ہیں - اب تک پرانی ٹوپی ہے. سب کے بعد، چمک آرتھر آشکن نے 1970 ء میں ایجاد کیا تھا. اور اس نے اس سال اس کے لئے نوبل انعام حاصل کیا ہے - شاید اس کے بعد پچھلے صدی کے دوران اس کے اہم اثرات کا احساس ہوا.

حیرت انگیز طور پر، یہ سچ سے کہیں زیادہ ہے. آپٹیکل چمٹی کو نئی صلاحیتوں کا پتہ چل رہا ہے جبکہ سائنسدانوں کو کمانٹم میکانکس کو سمجھنے میں مدد ملتی ہے، یہ نظریہ جو ذیلی ذہنی ذرات کے لحاظ سے نوعیت کی وضاحت کرتا ہے.

اس نظریہ نے کچھ عجیب اور متضاد نتائج حاصل کی ہیں. ان میں سے ایک یہ ہے کہ ایک ہی وقت میں مقدار کی دو میکانی حالتوں میں کوانٹم میکانکس ایک ہی اعتراض کے لئے کی اجازت دیتا ہے. مثال کے طور پر، کومانم فزکس شیڈوڈنگر کی بلی کے مشہور خیال تجربہ کے طور پر ایک جسم کو جگہ کے ساتھ ساتھ مختلف جگہوں میں دو مختلف جگہوں پر ہونے کی اجازت دیتا ہے.

اس رجحان کے لئے تکنیکی نام superposition ہے. سپر مقالوں کو ایک ہی ایٹم کی طرح چھوٹے اشیاء کے لئے مشاہدہ کیا گیا ہے. لیکن واضح طور پر، ہم اپنی روزمرہ کی زندگی میں کبھی بھی سپرد نہیں دیکھتے. مثال کے طور پر، ہم ایک ہی وقت میں دو مقامات پر کپ کافی نہیں دیکھتے ہیں.

اس مشاہدے کی وضاحت کرنے کے لئے، نظریاتی فزیکسٹری نے تجویز کیا ہے کہ بڑی اشیاء کے لئے - ایک ارب ایتھرنیٹس پر مشتمل نہایت ترازو بھی - معیاری کوالٹیوم میکانکس کے خاتمے کے باعث، دو یا ممکنہ طور پر دو امکانات میں سے ایک کو فوری طور پر ختم ہوسکتا ہے. بڑی اشیاء کے لئے خاتمے کی شرح تیز ہے. Schrodinger کی بلی کے لئے، یہ گرنے - "زندہ" یا "مردہ" - عملی طور پر فوری طور پر ہو جائے گا، وضاحت کرتے ہیں کیوں کہ ہم کبھی بھی دو ریاستوں میں ایک بار دو ریاستوں میں کبھی نہیں دیکھتے ہیں.

حال ہی میں، یہ "خاتون نظریات"، جس میں متن کتاب کوانٹم میکانکس کے ترمیم کی ضرورت ہو گی، ٹیسٹ نہیں کیا جاسکتا ہے، کیونکہ یہ ایک سپر مقصدی میں بڑی اعتراض تیار کرنا مشکل ہے. یہ ہے کیونکہ بڑے پیمانے پر ایٹم یا subatomic ذرات کے مقابلے میں ان کے ارد گرد زیادہ سے زیادہ بات چیت کرتے ہیں - جو گرمی میں لیک کی طرف اشارہ کرتا ہے جو مقدار میں ریاستوں کو خارج کر دیتا ہے.

فزیکسٹسٹ کے طور پر، ہم نظریات کو ختم کرنے میں دلچسپی رکھتا ہے کیونکہ ہم کوونٹم طبیعیات کو بہتر سمجھنا چاہتے ہیں، اور خاص طور پر اس وجہ سے کہ نظریاتی اشارے موجود ہیں کہ خاتمے سے گروہ اثرات کی وجہ سے ہوسکتی ہے. کوانٹم فزکس اور کشش ثقل کے درمیان ایک تعلق یہ ہے کہ یہ تلاش کرنے کے لئے دلچسپی ہوگی کیونکہ تمام فزیکوں نے ان دونوں نظریات پر مشتمل ہے، اور ان کی متحد تشریح - نام نہاد تیوری کا نام - جدید سائنس کے بڑے اہداف میں سے ایک ہے.

آپٹیکل چمٹی درج کریں

آپٹیکل چمٹی اس حقیقت کا استحصال کرتے ہیں کہ روشنی معاملے پر دباؤ ڈال سکتا ہے. اگرچہ یہاں تک کہ ایک شدید لیزر بیم سے تابکاری کے دباؤ بہت چھوٹا ہے، آشکن ظاہر کرنے کے لئے پہلا شخص تھا کہ یہ ایک نینوپارتیکل کی حمایت کرنے کے لئے کافی بڑا تھا، کشش ثقل کا مقابلہ کرنے کے لۓ، مؤثر طور پر اسے بہانا.

2010 میں محققین کے ایک گروہ نے محسوس کیا کہ نظریاتی موتیوں کی طرف سے منعقد ایک نانپٹوٹیکل اس ماحول سے الگ الگ تھا کیونکہ کسی بھی معاونت کے ساتھ رابطے میں نہیں تھا. ان خیالات کے بعد، کئی گروہوں نے دو مخصوص مقامی مقامات پر ایک نانوپارتیکل کے سپرپوزائزیشن تخلیق اور عمل کرنے کا طریقہ پیش کیا.

2013 میں Tongcang لی اور لو منگ ڈون کے گروپوں کی طرف سے تجویز کردہ ایک دلچسپ منصوبہ ایک چمک میں ایک nanodiamond کرسٹل شامل. نینوپاٹیکیکل اب بھی چھٹی کے اندر نہیں بیٹھتا ہے. بلکہ، یہ لیزر کی وجہ سے تابکاری کے دباؤ سے آنے والے بحالی قوت کے ساتھ دو مقاموں کے درمیان ایک پنڈول کی طرح آگاہ کرتا ہے. اس کے علاوہ، یہ ہیرے نینوکرسٹل ایک آلودگی نائٹروجن ایٹم پر مشتمل ہے، جو شمالی (ن) قطب اور جنوب (ایس) قطب کے ساتھ ایک چھوٹے مقناطیس کے طور پر سوچ سکتا ہے.

لیو ڈان کی حکمت عملی میں تین مراحل شامل تھے. سب سے پہلے، انہوں نے نانپٹوٹیکل کی اس کی کمانوم گراؤنڈ ریاست کو تیز کرنے کی تجویز کی. یہ سب سے کم توانائی کی ریاست ہے اس قسم کے ذرہ میں ہو سکتا ہے. ہم اس کی توقع کر سکتے ہیں کہ اس ریاست میں ذرہ ارد گرد منتقل ہوجاتا ہے اور بالکل بھی نہیں ہے. تاہم، اگر ایسا ہوا تو، ہم جان لیں گے کہ ذرہ ذرا (وسعت کے مرکز میں) تھا، اور اس کے ساتھ ساتھ چل رہا تھا کہ کس طرح تیز (بالکل نہیں). لیکن کوانٹم طبیعیات کے مشہور ہیسینبرگ کی غیر یقینیی اصول کی طرف سے دونوں کی حیثیت اور رفتار دونوں کے ساتھ ساتھ ایک ہی وقت میں مکمل علم. اس طرح، یہاں تک کہ اپنی سب سے کم توانائی کی حالت میں، ذرہ کٹوم میکانکس کے قوانین کو پورا کرنے کے لئے، تھوڑا سا کے ارد گرد چلتا ہے.

دوسرا، لی اور ڈؤن اسکیم کی ضرورت ہوتی ہے مقناطیسی نائٹروجن ایٹم اس شمال قطب کے ساتھ ساتھ اس کے ساتھ ساتھ نیچے کی طرف سے تیار کرنے کے لئے تیار رہیں.

آخر میں، نٹروجن ایٹم سے منسلک ہیرے کرسٹل کی تحریک میں مقناطیسی میدان کی ضرورت تھی. یہ نانکرسٹل کے مقام کے سپرد میں ایتھر کی مقناطیسی سپرد کی منتقلی کرے گی. اس منتقلی کو حقیقت یہ ہے کہ جوہری اور نانوپٹوکیکل مقناطیسی میدان کی طرف سے اڑا دیا جاتا ہے کی طرف سے فعال ہے. اسی طرح اس طرح سے ہوتا ہے کہ مٹی اور زندہ ریاستوں میں شریرنگر کی بلی کے سپرد ہونے والے مادہ اور ناپاک تابکاری نمونہ کے سرپرستی کو تبدیل کیا جاتا ہے.

تخروپن نظریات فراہم کرنا

اس نظریاتی کام کے دانت نے کیا دو دلچسپ تجرباتی پیش رفت کی تھی. پہلے سے ہی 2012 میں لوکاس نوٹوٹی اور رومین Quidant کے گروپوں سے پتہ چلتا ہے کہ نظریاتی چمٹی کی شدت کو بہتر بنانے کی طرف سے نظریاتی طور پر سب سے کم درجہ حرارت ممکنہ طور پر ممکنہ طور پر ایک صفر سے زیادہ ایک ڈگری تک ایک نظریاتی لیپت کردہ نینوپارتیکل ٹھنڈا کرنا ممکن تھا. اس کا اثر اسی طرح تھا جیسے صحیح وقت پر زور سے بچنے والے بچے کو جھونپڑی سے بچنے کے.

2016 میں اسی محققین کو مکمل صفر سے دس ہزار ڈگری تک ٹھنڈا کرنے میں کامیاب رہا. اس وقت کے ارد گرد ہمارے گروہوں نے ایک کاغذ شائع کیا جس کا تعین کیا گیا ہے کہ چمکتا نینوپٹوکل کی کمانوم زمین تک پہنچنے کے لئے ضروری درجہ حرارت تقریبا صفر سے زیادہ ایک ملین ڈگری تھی. یہ ضرورت چیلنج ہے، لیکن جاری تجربات تک رسائی کے اندر.

نیک ومیواکا کے گروپ میں 2014 میں دوسری دلچسپ ترقی نائٹروجن کی خرابی لے جانے والی نانڈیومیرما کے تجرباتی لوازمات تھا. مقناطیسی میدان کا استعمال کرتے ہوئے، وہ نائٹروجن ایٹم کے جسمانی جوڑی اور لیو ڈان اسکیم کے تیسرے مرحلے کی طرف سے ضروری کرسٹل تحریک حاصل کرنے میں بھی کامیاب تھے.

نسل اب زمین کی حالت تک پہنچنے کی دوڑ میں ہے تاکہ لی - ڈون کے منصوبے کے مطابق - دو مقامات پر ایک اعتراض ایک واحد وجود میں گر گیا ہے. اگر طوفان نظریات کی طرف سے پیش گوئی کی شرح پر سپرپوزیشن کو تباہ کر دیا جاتا ہے تو، کوانٹم میکانکس جیسے ہم جانتے ہیں کہ اسے نظر ثانی کی جائے گی.

یہ آرٹیکل اصل میں مشھور بٹاچاری اور نک ویمااکاس کی گفتگو پر شائع ہوا تھا. یہاں اصل مضمون پڑھیں.