सार:
एक शीर्ष अंतरराष्ट्रीय भौतिकी अनुसंधान टीम ने क्वांटम भौतिकी के क्षेत्र में एक मील का पत्थर हासिल किया है। पहली बार, इसने एकल फोनन (फोनॉन, ध्वनि ऊर्जा की सबसे छोटी बुनियादी इकाई) के अस्तित्व से लेकर प्रयोगशाला में पूर्ण क्षीणन और गायब होने तक की पूरी प्रक्रिया को वास्तविक समय में और गैर-विनाशकारी रूप से देखा है। यह प्रायोगिक परिणाम न केवल स्थूल ध्वनि तरंगों और सूक्ष्म क्वांटम यांत्रिकी के बीच पारस्परिक परिवर्तन में अवलोकन अंतर को भरता है, बल्कि भविष्य की क्वांटम कंप्यूटिंग वास्तुकला और क्वांटम सेंसर के डिजाइन के लिए एक नया प्रयोगात्मक प्रतिमान भी प्रदान करता है।
सूक्ष्म भौतिकी की दुनिया में, प्रकाश को फोटॉन के रूप में परिमाणित किया जाता है, जबकि ठोस पदार्थों के अंदर परमाणुओं के सामूहिक कंपन द्वारा प्रसारित ध्वनि को फोनन में परिमाणित किया जाता है। यद्यपि आधुनिक भौतिकी ने लंबे समय से सैद्धांतिक रूप से भविष्यवाणी की है और अप्रत्यक्ष रूप से फोनन के अस्तित्व की पुष्टि की है, प्रयोगों में व्यक्तिगत फोनन के गतिशील परिवर्तनों को पकड़ना और लगातार ट्रैक करना बेहद चुनौतीपूर्ण है। फोनन पर्यावरणीय थर्मल उतार-चढ़ाव और यांत्रिक कंपन से हस्तक्षेप के प्रति बेहद संवेदनशील होते हैं, और उनकी ऊर्जा बेहद कमजोर होती है। पारंपरिक माप पद्धतियाँ अक्सर पता चलते ही उन्हें नष्ट कर देती हैं, जिससे उनके विकास को रिकॉर्ड करना असंभव हो जाता है।
इस समस्या को दूर करने के लिए, शोधकर्ताओं ने बेहद कम तापमान वाले वातावरण में एक अत्यधिक संवेदनशील हाइब्रिड सुपरकंडक्टिंग क्वांटम सिस्टम का निर्माण किया। प्रयोग में, वैज्ञानिकों ने सूक्ष्म ध्वनिक अनुनादक में फंसे एकल उच्च आवृत्ति कंपन मोड के साथ मजबूत युग्मन प्राप्त करने के लिए गैर-आक्रामक जांच के रूप में सटीक-डिज़ाइन किए गए सुपरकंडक्टिंग क्वैबिट का उपयोग किया। इस कॉन्फ़िगरेशन में, सिस्टम क्वांटम गैर-विनाशकारी माप (क्यूएनडी) का उपयोग करके ध्वनिक अनुनाद गुहा की स्थिति की लगातार निगरानी कर सकता है, जिससे सामग्री द्वारा अवशोषित होने वाले एकल ध्वनि क्वांटम के सूक्ष्म प्रक्षेपवक्र को सटीक रूप से रिकॉर्ड किया जा सकता है और फोनन को नष्ट किए बिना एक विशिष्ट समय बिंदु पर पूरी तरह से नष्ट हो जाता है।
भौतिकी विशेषज्ञों ने कहा कि वास्तविक समय में व्यक्तिगत फोनन को ट्रैक करने में सक्षम होना यह दर्शाता है कि क्वांटम ध्वनिकी (क्वांटम ध्वनिकी) अनुसंधान ने उच्च-परिशुद्धता नियंत्रण के एक नए चरण में प्रवेश किया है। फोनन में फोटॉन की तुलना में कम तरंग दैर्ध्य और बेहद कम प्रकाश प्रसार विलंब होता है, जो उन्हें स्पिन और सुपरकंडक्टिंग सर्किट जैसे विभिन्न क्वांटम सिस्टम को जोड़ने के लिए एक आदर्श माध्यम बनाता है। फोनन उत्पादन, विकास और विनाश के सूक्ष्म तंत्र में महारत हासिल करने के दूरगामी वैज्ञानिक मूल्य हैं और सतह ध्वनिक तरंगों के आधार पर अल्ट्रा-उच्च घनत्व क्वांटम यादें विकसित करने, क्वांटम डीकोहरेंस की समस्या पर काबू पाने और अत्यधिक संवेदनशील क्वांटम सेंसर की अगली पीढ़ी विकसित करने के लिए आवेदन की संभावनाएं हैं।
टिप्पणियाँ