वैज्ञानिक क्वांटम सामग्रियों के छिपे हुए गुणों को उजागर करने के लिए लेजर तकनीक का उपयोग करते हैं

क्वांटम सामग्रियों में उन्नत ऑप्टिकल प्रौद्योगिकियाँ

"अनिवार्य रूप से, हम एक सामग्री पर एक लेजर चमकाते हैं, जो स्टॉप-मोशन फोटोग्राफी की तरह है, और हम कदम दर कदम सामग्री की एक निश्चित संपत्ति का पालन कर सकते हैं," भौतिकी के प्रोफेसर रिचर्ड एविट ने कहा, जिन्होंने अध्ययन का नेतृत्व किया और पेपर के लेखकों में से एक थे। "यह देखकर कि घटक कण इस प्रणाली के माध्यम से कैसे चलते हैं, हम इन गुणों की पहचान कर सकते हैं जिन्हें अन्यथा पता लगाना मुश्किल होगा।"

यह प्रयोग पहले लेखक शेख रुबैत उल हक द्वारा आयोजित किया गया था, जिन्होंने 2023 में यूसी सैन डिएगो से स्नातक की उपाधि प्राप्त की और अब स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय में पोस्टडॉक्टरल विद्वान हैं। एवरेट लैब में एक अन्य स्नातक छात्र युआन झांग के साथ मिलकर, उन्होंने टेराहर्ट्ज़ टाइम-डोमेन स्पेक्ट्रोस्कोपी नामक एक तकनीक को परिष्कृत किया। यह तकनीक वैज्ञानिकों को एक निश्चित आवृत्ति रेंज के भीतर सामग्रियों के गुणों को मापने की अनुमति देती है, और हैक के सुधार उन्हें व्यापक आवृत्ति रेंज तक पहुंचने की अनुमति देते हैं।

क्वांटम अवस्थाएँ और प्रकाश प्रवर्धन

यह कार्य पेपर के एक अन्य लेखक, ईटीएच ज्यूरिख के प्रोफेसर, यूजीन डेमलर द्वारा प्रस्तुत सिद्धांत पर आधारित है। डेमलर और उनके स्नातक छात्र मारियोस माइकल ने यह विचार प्रस्तावित किया कि जब कुछ क्वांटम सामग्री प्रकाश से उत्तेजित होती हैं, तो वे एक ऐसा माध्यम बन सकते हैं जो टेराहर्ट्ज़ आवृत्तियों पर प्रकाश को बढ़ाता है। इसने हैक और सहकर्मियों को टीएनएस के ऑप्टिकल गुणों पर करीब से नज़र डालने के लिए प्रेरित किया।

जब एक इलेक्ट्रॉन को फोटॉन द्वारा उच्च स्तर तक उत्तेजित किया जाता है, तो पीछे एक छेद रह जाता है। यदि इलेक्ट्रॉन और छिद्र संयोजित होते हैं, तो एक्साइटॉन उत्पन्न होते हैं। एक्सिटॉन संघनन भी बना सकते हैं - एक ऐसी स्थिति जो तब होती है जब कण एक साथ आते हैं और एक इकाई के रूप में व्यवहार करते हैं।

डेमलर के सिद्धांत के समर्थन और मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर द स्ट्रक्चर एंड डायनेमिक्स ऑफ मैटर में एंजेल रुबियो के समूह द्वारा घनत्व कार्यात्मक गणना का उपयोग करके, अनुसंधान टीम विषम टेराहर्ट्ज प्रकाश प्रवर्धन घटना का निरीक्षण करने में सक्षम थी, इस प्रकार टीएनएस एक्साइटन संघनित अवस्था के कुछ छिपे हुए गुणों का पता चला।

संघनन अच्छी तरह से परिभाषित क्वांटम अवस्थाएँ हैं, और उनके कुछ क्वांटम गुणों को इस स्पेक्ट्रोस्कोपिक तकनीक का उपयोग करके प्रकाश पर अंकित किया जा सकता है। इसका उलझे हुए प्रकाश स्रोतों (परस्पर संबंधित गुणों वाले कई प्रकाश स्रोत) के उभरते क्षेत्र पर प्रभाव पड़ सकता है जो क्वांटम सामग्रियों का शोषण करते हैं।

हैक ने कहा, "मुझे लगता है कि यह एक व्यापक क्षेत्र है।" "डेमलर के सिद्धांत को गैर-रेखीय ऑप्टिकल गुणों वाली अन्य सामग्रियों की एक श्रृंखला पर लागू किया जा सकता है। इस तकनीक के साथ, हम नई प्रकाश-प्रेरित घटनाओं की खोज कर सकते हैं जिन्हें पहले कभी नहीं खोजा गया है।"

संकलित स्रोत: ScitechDaily