భారతీయ శాస్త్రవేత్తలు అభివృద్ధి చేశారు – రామన్ రీసెర్చ్ ఇన్స్టిట్యూట్ (RRI)లోని భారతీయ పరిశోధకులు క్వాంటం రాజ్యంలోకి చూడడానికి సున్నితమైన ప్రత్యామ్నాయాన్ని కనుగొన్నారు, క్వాంటం పదార్థాలను చాలా ప్రత్యేకమైనదిగా చేసే సున్నితమైన పరిస్థితులకు భంగం కలిగించకుండా అణువులు ఎంత దట్టంగా ప్యాక్ చేయబడతాయో అనుభూతి చెందడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. ఈ కొత్త విధానం అధిక ఖచ్చితత్వం, నిజ-సమయ కొలత మరియు తక్కువ ఆటంకాలు వంటి ప్రయోగాత్మక భౌతిక శాస్త్రంలో పరిశోధకులకు ప్రత్యేకమైన లక్షణాలను అందిస్తుంది.
ఇది సిద్ధాంతం నుండి ఆచరణాత్మక అమలు వరకు క్వాంటం కంప్యూటింగ్ మరియు క్వాంటం సెన్సింగ్ మార్గంలో ఒక ప్రాథమిక సహాయకుడు కావచ్చు. ప్రస్తుత-రోజు క్వాంటం ప్రయోగాలు పరమాణువుల మేఘాలను ఉపయోగించుకోవచ్చు, ఇవి సంపూర్ణ సున్నాకి సమీపంలో ఉష్ణోగ్రతలకు శీతలీకరించబడతాయి.
ఈ విపరీత వాతావరణంలో, న్యూట్రల్-అటామ్ క్వాంటం కంప్యూటర్లు లేదా అల్ట్రా-సెన్సిటివ్ సెన్సార్లకు సంబంధించిన సిస్టమ్లలో ఉపయోగించడానికి అనుకూలమైన స్థాయిలో క్వాంటం లక్షణాలను ప్రదర్శించడానికి అణువులు నెమ్మదిగా కదులుతాయి. అయినప్పటికీ, పరమాణువులను పరిశీలించడం ఎల్లప్పుడూ సమస్యగా ఉంటుంది.
కొలత యొక్క చర్య అణువులను వేడి చేస్తుంది, వాటిని చెదరగొట్టవచ్చు లేదా పరిశోధకులు అధ్యయనం చేయాలనుకుంటున్న సున్నితమైన క్వాంటం స్థితుల నుండి బయటకు నెట్టవచ్చు. ఇది కూడా చదవండి | ఎలక్ట్రిక్ కార్ల కోసం అధునాతన బ్యాటరీలు కూడా ఎక్కువ కాలం ఉండవని పరిశోధకులు పగులగొట్టారు, సాంప్రదాయ ఇమేజింగ్ పద్ధతులు ఈ సమస్యను హైలైట్ చేస్తాయి. పరమాణు మేఘాలు దట్టంగా మారినప్పుడు శోషణ ఇమేజింగ్ విఫలమవుతుంది, ఎందుకంటే ప్రోబింగ్ లైట్ క్లౌడ్ గుండా ఏకరీతిగా వెళ్ళడానికి కష్టపడుతుంది.
ఫ్లోరోసెన్స్ ఇమేజింగ్ కొన్నిసార్లు మరింత నమ్మదగినది అయినప్పటికీ, దీనికి సాధారణంగా ఎక్కువ ఎక్స్పోజర్ సమయాలు మరియు బలమైన కాంతి అవసరం, ఇది పరమాణువుల క్వాంటం స్థితికి అంతరాయం కలిగిస్తుంది లేదా నాశనం చేస్తుంది. వేగంగా కదిలే లేదా కఠినంగా పరిమితం చేయబడిన వ్యవస్థలలో, ఈ లోపాలు ప్రత్యేకంగా పరిమితం అవుతాయి. ఆర్ఆర్ఐ పరిశోధకులు ఇప్పుడు ఈ విధంగా ఉండాల్సిన అవసరం లేదని నిరూపించారు.
వారు రామన్ డ్రైవెన్ స్పిన్ నాయిస్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ లేదా RDSNS అని పిలవబడే సాంకేతికతను ప్రదర్శించారు, ఇది వ్యవస్థను ఎక్కువగా తాకకుండా వదిలివేసేటప్పుడు చల్లని అణువుల నుండి స్థానిక సాంద్రత సమాచారాన్ని సంగ్రహిస్తుంది. కాంతికి బలంగా ప్రతిస్పందించడానికి అణువులను బలవంతం చేయడానికి బదులుగా, ఈ పద్ధతి అణువులు ఇప్పటికే ఏమి చేస్తున్నాయో వింటుంది.
దాని ప్రధాన భాగంలో, RDSNS అణువుల స్పిన్లలో చిన్న, సహజమైన హెచ్చుతగ్గులను గుర్తిస్తుంది. బలహీనమైన లేజర్ పుంజం పరమాణు మేఘం గుండా వెళుతున్నప్పుడు, ఈ హెచ్చుతగ్గులు కాంతి యొక్క ధ్రువణాన్ని సూక్ష్మంగా మారుస్తాయి. ఆ మార్పులను జాగ్రత్తగా విశ్లేషించడం ద్వారా, శాస్త్రవేత్తలు అణువుల లక్షణాలను నేరుగా కలవరపెట్టకుండా ఊహించవచ్చు.
RRI బృందం రెండు అదనపు లేజర్ కిరణాలను ఉపయోగించి పొరుగు స్పిన్ రాష్ట్రాల మధ్య అణువులను సున్నితంగా నడపడం ద్వారా ఈ సిగ్నల్ను మెరుగుపరిచింది, గుర్తించదగిన సిగ్నల్ను దాదాపు మిలియన్ రెట్లు పెంచుతుంది. ఈ యాంప్లిఫికేషన్ పరమాణు క్లౌడ్ యొక్క అనూహ్యంగా చిన్న ప్రాంతంలో జూమ్ చేయడాన్ని సాధ్యం చేస్తుంది.
ప్రోబ్ బీమ్ను కేవలం 38 మైక్రోమీటర్ల వెడల్పుకు కేంద్రీకరించడం ద్వారా, పరిశోధకులు దాదాపు 10,000 అణువులను కలిగి ఉన్న 0. 01 క్యూబిక్ మిల్లీమీటర్ల వాల్యూమ్ను పరిశీలించారు.
మొత్తం క్లౌడ్కు ఒకే సంఖ్యను నివేదించే బదులు, ఆ ఖచ్చితమైన ప్రదేశంలో పరమాణువులు ఎంత దట్టంగా ప్యాక్ చేయబడతాయో సాంకేతికత వెల్లడిస్తుంది. ఈ ప్రకటన దిగువన కథ కొనసాగుతుంది, బృందం మాగ్నెటో-ఆప్టికల్ ట్రాప్లో ఉంచబడిన పొటాషియం అణువులకు RDSNSని వర్తింపజేసినప్పుడు, ఒక ఆసక్తికరమైన చిత్రం ఉద్భవించింది. మేఘం మధ్యలో ఉన్న సాంద్రత ఒక సెకనులో గరిష్ట స్థాయికి చేరుకుంది.
దీనికి విరుద్ధంగా, ఫ్లోరోసెన్స్పై ఆధారపడిన కొలతలు మొత్తం అణువుల సంఖ్య దాదాపు రెండు రెట్లు ఎక్కువ కాలం పెరుగుతూనే ఉందని చూపించింది. ఈ అన్వేషణ సూక్ష్మమైన కానీ ముఖ్యమైన అంశాన్ని వివరిస్తుంది: ప్రపంచ కొలతలు స్థానిక డైనమిక్లను కోల్పోతాయి, ఇవి చాలా వేగంగా విప్పుతాయి మరియు క్లిష్టమైన సమాచారాన్ని కలిగి ఉంటాయి.
RDSNSలో ఉపయోగించిన ప్రోబింగ్ లైట్ పరమాణువుల సహజ ప్రతిధ్వనికి దూరంగా ఉంటుంది మరియు తక్కువ శక్తితో ఉంచబడుతుంది, ఈ పద్ధతి ప్రభావవంతంగా నాన్-ఇన్వాసివ్గా ఉంటుంది. ఇది మైక్రోసెకండ్ టైమ్స్కేల్స్లో కూడా నమ్మదగిన ఫలితాలను అందించగలదు, క్వాంటం సిస్టమ్లలో వేగవంతమైన మార్పులను ట్రాక్ చేయడానికి ఇది అనుకూలంగా ఉంటుంది. దాని ఖచ్చితత్వాన్ని తనిఖీ చేయడానికి, బృందం RDSNS డేటాను గణిత పునర్నిర్మాణ పద్ధతులను ఉపయోగించి ఫ్లోరోసెన్స్ చిత్రాల నుండి పొందిన సాంద్రత ప్రొఫైల్లతో పోల్చింది.
ఖచ్చితమైన సమరూపత వంటి సాంప్రదాయ అంచనాలు విచ్ఛిన్నమయ్యే పరిస్థితులలో కూడా పని చేస్తున్నప్పుడు, కొత్త విధానం ఖచ్చితమైనది మరియు ఆధారపడదగినది అని సన్నిహిత ఒప్పందం ధృవీకరించింది. పరిశోధన యొక్క చిక్కులు విస్తృతంగా ఉండవచ్చు. గ్రావిమీటర్లు మరియు మాగ్నెటోమీటర్లు వంటి క్వాంటం గాడ్జెట్రీలో ఎక్కువ భాగం పనిచేస్తాయి ఎందుకంటే దానికి పరమాణువుల సాంద్రత తెలుసు.
వాస్తవానికి, ఇక్కడ అందించిన విధానం క్వాంటం పదార్థం యొక్క రవాణా లక్షణాలను ప్రయోగాత్మకంగా అధ్యయనం చేయడానికి ఒక మార్గాన్ని అందించవచ్చు ఎందుకంటే ఇది ఇప్పుడు సాంద్రత హెచ్చుతగ్గులను పరిశీలించే సున్నితత్వాన్ని కలిగి ఉంది. భారతదేశం యొక్క నేషనల్ క్వాంటం మిషన్ నేతృత్వంలోని ఈ పరిశోధనకు మద్దతు, సూటిగా కానీ శక్తివంతమైన భావన యొక్క ప్రాముఖ్యతను ప్రదర్శిస్తుంది: కొన్నిసార్లు, క్వాంటం రంగాన్ని సరిగ్గా అర్థం చేసుకోవడానికి, ఉత్తమ మార్గం లోతుగా చూడటం కాదు కానీ మృదువుగా చూడటం.