ভৌত প্রভাব কোয়ান্টাম জগতেও বৈধ

20 জানুয়ারী, 2023 (নানোওয়ার্ক নিউজ) বন বিশ্ববিদ্যালয়ের পদার্থবিদরা পরীক্ষামূলকভাবে প্রমাণ করেছেন যে পরিসংখ্যানগত পদার্থবিদ্যার একটি গুরুত্বপূর্ণ উপপাদ্য তথাকথিত "বোস-আইনস্টাইন ঘনীভূত" এর ক্ষেত্রে প্রযোজ্য। তাদের ফলাফলগুলি এখন কোয়ান্টাম "সুপার পার্টিকেলস" এর নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্যগুলি পরিমাপ করা এবং সিস্টেমের বৈশিষ্ট্যগুলি অনুমান করা সম্ভব করে যা অন্যথায় পর্যবেক্ষণ করা কঠিন হবে। গবেষণাটি এখন প্রকাশিত হয়েছে দৈহিক পর্যালোচনা চিঠি ("বোস-আইনস্টাইন ফোটনের ঘনীভবনের জন্য ওঠানামা-অপতন সম্পর্ক") ধরুন আপনার সামনে একটি অজানা তরল ভরা একটি পাত্র রয়েছে। আপনার লক্ষ্য হল এর মধ্যে থাকা কণাগুলি (পরমাণু বা অণু) তাদের তাপ শক্তির কারণে এলোমেলোভাবে কতটা এগিয়ে যায় তা খুঁজে বের করা। যাইহোক, আপনার কাছে একটি মাইক্রোস্কোপ নেই যার সাহায্যে আপনি "ব্রাউনিয়ান মোশন" নামে পরিচিত এই অবস্থানের ওঠানামাগুলি কল্পনা করতে পারেন। দেখা যাচ্ছে যে আপনার এটির একেবারেই প্রয়োজন নেই: আপনি একটি বস্তুকে একটি স্ট্রিংয়ের সাথে বেঁধে তরল দিয়ে টানতে পারেন। আপনাকে যত বেশি বল প্রয়োগ করতে হবে, আপনার তরল তত বেশি সান্দ্র। এবং এটি যত বেশি সান্দ্র, তরলের কণাগুলি গড়ে তাদের অবস্থান পরিবর্তন করে। একটি প্রদত্ত তাপমাত্রার সান্দ্রতা তাই ওঠানামার পরিমাণ অনুমান করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। এই মৌলিক সম্পর্ককে বর্ণনা করে এমন ভৌত আইন হল ফ্লাকচুয়েশন-ডিসিপেশন থিওরেম। সহজ কথায়, এটি বলে: বাইরে থেকে একটি সিস্টেমকে বিচলিত করার জন্য আপনাকে যত বেশি শক্তি প্রয়োগ করতে হবে, আপনি যদি এটিকে একা ছেড়ে দেন তবে এটি এলোমেলোভাবে (অর্থাৎ, পরিসংখ্যানগতভাবে) ওঠানামা করবে। "আমরা এখন প্রথমবারের মতো কোয়ান্টাম সিস্টেমের একটি বিশেষ গোষ্ঠীর জন্য উপপাদ্যটির বৈধতা নিশ্চিত করেছি: বোস-আইনস্টাইন ঘনীভূত হয়," বন বিশ্ববিদ্যালয়ের ফলিত পদার্থবিদ্যা ইনস্টিটিউট থেকে ড. জুলিয়ান স্মিট ব্যাখ্যা করেন৷ ফোটন (সবুজ) রঞ্জক অণু (লাল) দ্বারা "গিলে ফেলা" এবং পরে আবার "স্প্যাট আউট" হতে পারে। এটির সম্ভাবনা যত বেশি, ফোটন সংখ্যা তত বেশি ওঠানামা করে। (ছবি: জে. স্মিট, ইউনিভার্সিটি অফ বন)

"সুপার ফোটন" হাজার হাজার আলোক কণা দিয়ে তৈরি

বোস-আইনস্টাইন ঘনীভূত পদার্থের বহিরাগত রূপ যা একটি কোয়ান্টাম যান্ত্রিক প্রভাবের কারণে উদ্ভূত হতে পারে: নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে, কণা, সেগুলি পরমাণু, অণু বা এমনকি ফোটন (আলো গঠনকারী কণা)ই হোক না কেন, আলাদা করা যায় না। তাদের অনেক শত বা হাজার হাজার একটি একক "সুপার পার্টিকেল" - বোস-আইনস্টাইন কনডেনসেট (BEC) এ একত্রিত হয়। সীমিত তাপমাত্রায় একটি তরলে, অণুগুলি এলোমেলোভাবে সামনে পিছনে চলে যায়। তরল যত উষ্ণ হবে, এই তাপীয় ওঠানামা তত বেশি স্পষ্ট। বোস-আইনস্টাইন কনডেনসেট ওঠানামা করতে পারে: ঘনীভূত কণার সংখ্যা পরিবর্তিত হয়। আর এই ওঠানামাও বাড়ছে তাপমাত্রা বাড়ার সঙ্গে। "যদি ফ্লাকচুয়েশন-ডিসিপেশন থিওরেমটি BEC-তে প্রযোজ্য হয়, তাদের কণা সংখ্যার ওঠানামা যত বেশি হবে, তত বেশি সংবেদনশীলভাবে তাদের একটি বাহ্যিক বিশৃঙ্খলার প্রতি সাড়া দেওয়া উচিত," স্মিট জোর দেন। "দুর্ভাগ্যবশত, আল্ট্রাকোল্ড পারমাণবিক গ্যাসগুলিতে সাধারণত অধ্যয়ন করা BEC তে সংখ্যার ওঠানামা এই সম্পর্ক পরীক্ষা করার জন্য খুব ছোট।" যাইহোক, প্রফেসর ডঃ মার্টিন ওয়েটজের গবেষণা দল, যার মধ্যে শ্মিট একজন জুনিয়র গবেষণা দলের নেতা, ফোটন দিয়ে তৈরি বোস-আইনস্টাইন কনডেনসেট নিয়ে কাজ করে। এবং এই সিস্টেমের জন্য, সীমাবদ্ধতা প্রযোজ্য নয়। "আমরা আমাদের BEC-তে ফোটনগুলিকে রঞ্জক অণুর সাথে মিথস্ক্রিয়া করি," পদার্থবিদ ব্যাখ্যা করেন, যিনি সম্প্রতি ইউরোপীয় ইউনিয়নের তরুণ বিজ্ঞানীদের জন্য একটি ERC স্টার্টিং গ্রান্ট হিসাবে পরিচিত একটি অত্যন্ত সম্মানিত পুরস্কার জিতেছেন৷ যখন ফোটনগুলি রঞ্জক অণুর সাথে যোগাযোগ করে, তখন এটি প্রায়শই ঘটে যে একটি অণু একটি ফোটনকে "গিলে ফেলে"। রঞ্জক যার ফলে energetically উত্তেজিত হয়. এটি পরবর্তীতে একটি ফোটনকে "থুতু ফেলে" দিয়ে এই উত্তেজনা শক্তিকে ছেড়ে দিতে পারে।

কম শক্তির ফোটন কম প্রায়ই গ্রাস করা হয়

"ডাই অণুর সাথে যোগাযোগের কারণে, আমাদের BEC-তে ফোটনের সংখ্যা বড় পরিসংখ্যানগত ওঠানামা দেখায়," পদার্থবিদ বলেছেন। উপরন্তু, গবেষকরা সুনির্দিষ্টভাবে এই বৈচিত্রের শক্তি নিয়ন্ত্রণ করতে পারেন: পরীক্ষায়, ফোটন দুটি আয়নার মধ্যে আটকে থাকে, যেখানে তারা পিং-পং গেমের পদ্ধতিতে প্রতিফলিত হয়। আয়নার মধ্যে দূরত্ব বিভিন্ন হতে পারে। এটি যত বড় হবে, ফোটনের শক্তি তত কম হবে। যেহেতু কম শক্তির ফোটনগুলি একটি রঞ্জক অণুকে উত্তেজিত করার সম্ভাবনা কম (তাই তারা কম ঘন ঘন গ্রাস করা হয়), ঘনীভূত আলোক কণার সংখ্যা এখন অনেক কম ওঠানামা করে। বন পদার্থবিদরা এখন তদন্ত করেছেন যে কীভাবে ওঠানামার পরিমাণ BEC এর "প্রতিক্রিয়া" এর সাথে সম্পর্কিত। যদি ফ্লাকচুয়েশন-ডিসিপেশন থিওরেম ধরে থাকে, ওঠানামা কমে যাওয়ার সাথে সাথে এই সংবেদনশীলতা কমতে হবে। "আসলে, আমরা আমাদের পরীক্ষায় এই প্রভাবটি নিশ্চিত করতে সক্ষম হয়েছি," স্মিট জোর দেন, যিনি বন বিশ্ববিদ্যালয়ের ট্রান্সডিসিপ্লিনারি রিসার্চ এরিয়া (টিআরএ) "ম্যাটার" এবং ক্লাস্টার অফ এক্সিলেন্সের সদস্য "ML4Q - ম্যাটার এবং কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এর জন্য আলো।" তরল পদার্থের মতো, ম্যাক্রোস্কোপিক প্রতিক্রিয়া পরামিতিগুলি থেকে বোস-আইনস্টাইন ঘনীভূতগুলির মাইক্রোস্কোপিক বৈশিষ্ট্যগুলি অনুমান করা সম্ভব যা আরও সহজে পরিমাপ করা যায়। "এটি নতুন অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য একটি উপায় খোলে, যেমন জটিল ফোটোনিক সিস্টেমে সঠিক তাপমাত্রা নির্ধারণ," শ্মিট বলেছেন।

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• প্লেটোব্লকচেন। Web3 মেটাভার্স ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62217.php