விஞ்ஞானிகள் ஒளியின் புதிய பண்புகளைக் கண்டுபிடித்துள்ளனர்

கலிபோர்னியா பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த வேதியியலாளர்கள் குழு, இர்வின் ஒரு அற்புதமான கண்டுபிடிப்பை மேற்கொண்டது, இது இதுவரை அறியப்படாத ஒளிக்கும் பொருளுக்கும் இடையிலான புதிய தொடர்புகளை வெளிப்படுத்துகிறது. இந்த கண்டுபிடிப்பு சூரிய ஆற்றல் அமைப்புகள், ஒளி-உமிழும் டையோட்கள், குறைக்கடத்தி லேசர்கள் மற்றும் பிற தொழில்நுட்ப முன்னேற்றங்களை மேம்படுத்தும் திறனைக் கொண்டுள்ளது என்று ஆசிரியர்கள் பரிந்துரைக்கின்றனர்.

ஒரு பற்றி விஞ்ஞானிகளின் கண்டுபிடிப்பு என்ன என்பதை இந்தக் கட்டுரையில் சொல்லப் போகிறோம் ஒளியின் புதிய சொத்து.

ஒளியின் புதிய சொத்து

ஆராய்ச்சியாளர்கள், ரஷ்யாவில் உள்ள கசான் ஃபெடரல் யுனிவர்சிட்டியில் உள்ள அவர்களது சகாக்களுடன் இணைந்து, ஏசிஎஸ் நானோ இதழில் சமீபத்திய வெளியீட்டில், ஃபோட்டான்கள், சிலிக்கானில் நானோமீட்டர் அளவிலான இடைவெளிகளுக்குள் அடைத்து வைக்கப்பட்டிருக்கும் போது, ​​எப்படி கண்டுபிடித்தார்கள் என்பதை விவரித்தார்கள். திடப் பொருட்களில் உள்ள எலக்ட்ரான்களுடன் ஒப்பிடக்கூடிய குறிப்பிடத்தக்க வேகத்தை அவை பெற முடியும்.

ஆய்வின் அறிக்கையின்படி, "நமது கிரகத்தில் இரண்டாவது மிகவும் பொதுவான உறுப்பு மற்றும் சமகால மின்னணு சாதனங்களின் அடிப்படையாக செயல்படும் சிலிக்கான், அதன் மோசமான ஆப்டிகல் பண்புகள் காரணமாக ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் பயன்பாட்டில் தடைகளை எதிர்கொண்டது." டிமிட்ரி ஃபிஷ்மேன், இர்வின் வேதியியல் இணைப் பேராசிரியர், மூத்த எழுத்தாளர்.

அவரது அறிக்கையின்படி, சிலிக்கான், அதன் பாரிய வடிவத்தில், ஒளியை உமிழும் திறன் அதற்கு இல்லை. இருப்பினும், புலப்படும் கதிர்வீச்சுக்கு வெளிப்படும் போது, ​​நுண்ணிய, நானோ கட்டமைக்கப்பட்ட சிலிக்கான் கவனிக்கக்கூடிய ஒளியை உருவாக்கும் திறனைக் கொண்டுள்ளது. இந்த நிகழ்வு பல ஆண்டுகளாக விஞ்ஞானிகளால் அங்கீகரிக்கப்பட்டுள்ளது, இருப்பினும் வெளிச்சத்தின் சரியான ஆதாரம் சர்ச்சைக்குரிய விஷயமாகவே உள்ளது.

ஃபிஷ்மேன் விளக்கினார், 1923 இல் ஆர்தர் காம்ப்டனின் முன்னோடி கண்டுபிடிப்பு காமா ஃபோட்டான்கள் எலக்ட்ரான்களுடன் குறிப்பிடத்தக்க தொடர்புகளில் ஈடுபடுவதற்கு போதுமான வேகத்தைக் கொண்டிருந்தன, அவை சுதந்திரமாக இருந்தாலும் சரி அல்லது பிணைக்கப்பட்டிருந்தாலும் சரி. இந்த அடிப்படைக் கண்டுபிடிப்பு ஒளியின் இரட்டைத் தன்மைக்கான ஆதாரத்தை வழங்கியது, அலை மற்றும் துகள் பண்புகள் இரண்டையும் உள்ளடக்கியது. அதற்கு நன்றி, காம்ப்டன் 1927 இல் இயற்பியலுக்கான நோபல் பரிசைப் பெற்றார்..

நடத்தப்பட்ட எங்கள் சோதனைகள் மூலம், நானோ அளவிலான சிலிக்கான் படிகங்களுக்குள் புலப்படும் ஒளியைக் கையாளுவது ஒப்பிடக்கூடிய குறைக்கடத்திகளுக்குள் ஒளியியல் தொடர்புகளை ஏற்படுத்துகிறது என்பதைக் காட்டுகிறது.

தொடர்புகளின் தொடக்கத்தைப் புரிந்து கொள்ள, 20 ஆம் நூற்றாண்டின் தொடக்கத்திற்குச் செல்ல வேண்டியது அவசியம். இந்த நேரத்தில், CV ராமன், ஒரு புகழ்பெற்ற இந்திய இயற்பியலாளர், பின்னர் 1930 இல் இயற்பியலுக்கான நோபல் பரிசைப் பெற்றார், காம்ப்டனின் சோதனையை காணக்கூடிய ஒளியைப் பயன்படுத்தி மீண்டும் செய்ய முயன்றார். இருப்பினும், அவர் ஒரு பெரிய தடையை எதிர்கொண்டார்: எலக்ட்ரான்களின் வேகத்திற்கும், தெரியும் ஃபோட்டான்களுக்கும் இடையே உள்ள குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாடு.

ஒரு பின்னடைவை எதிர்கொண்ட போதிலும், திரவங்கள் மற்றும் வாயுக்களில் உள்ள உறுதியற்ற சிதறல் பற்றிய ராமனின் ஆய்வுகளின் விளைவாக அதிர்வு ராமன் விளைவு கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. இப்போது பரவலாக அங்கீகரிக்கப்பட்டுள்ளது. இதன் விளைவாக, ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி, பொருளைப் படிப்பதற்கான ஒரு முக்கிய நுட்பம், பொதுவாக ராமன் சிதறல் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

ராமன் எலக்ட்ரான் சிதறல்

இர்வினில் வேதியியல் பேராசிரியராகவும் இருக்கும் இணை ஆசிரியர் எரிக் பொட்மா, ஒழுங்கற்ற சிலிக்கானில் ஃபோட்டானிக் உந்தத்தின் வெளிப்பாடு ஒரு வகையான மின்னணு ராமன் சிதறலுக்கு காரணமாக இருக்கலாம் என்று விளக்கினார். இருப்பினும், பாரம்பரிய அதிர்வு ராமன் போலல்லாமல், எலக்ட்ரான் ராமன் எலக்ட்ரானுக்கான வெவ்வேறு தொடக்க மற்றும் முடிவு புள்ளிகளை உள்ளடக்கியது, முன்னர் உலோகப் பொருட்களில் மட்டுமே காணப்பட்ட ஒரு நிகழ்வு.

அவர்களின் ஆய்வகத்தில், ஆராய்ச்சியாளர்கள் சிலிக்கான் கண்ணாடி மாதிரிகளை பல்வேறு அளவிலான வெளிப்படைத்தன்மையுடன் உருவாக்கினர், உருவமற்றது முதல் படிகமானது. அவர்களின் சோதனைகளை மேற்கொள்ள, அவர்கள் 300-நானோமீட்டர் தடிமன் கொண்ட சிலிக்கான் பிலிமைப் பயன்படுத்தினர் மற்றும் துல்லியமாக கவனம் செலுத்திய தொடர்ச்சியான-அலை லேசர் கற்றை இயக்கினர், அதை அவர்கள் நேர்கோடுகளின் வரிசையை பொறிக்க ஸ்கேனிங் இயக்கத்தில் நகர்த்தினர்.

சமர்ப்பிக்கும் போது 500 டிகிரி செல்சியஸுக்குக் குறைவான வெப்பநிலையில் சில பகுதிகளில், இந்த செயல்முறையால் ஒரே மாதிரியான குறுக்கு-இணைக்கப்பட்ட கண்ணாடிப் பொருள் தயாரிக்கப்பட்டது. மாறாக, வெப்பநிலை 500 C இன் வாசலைத் தாண்டியபோது, ​​ஒரு வித்தியாசமான குறைக்கடத்தி கண்ணாடி உருவாக்கப்பட்டது. இந்த புதிரான "ஒளி நுரை படம்" விஞ்ஞானிகள் நானோ அளவிலான மின்னணு, ஒளியியல் மற்றும் வெப்ப பண்புகளில் சிறிய ஏற்ற இறக்கங்களை உன்னிப்பாக ஆராய அனுமதித்தது.

ஃபிஷ்மேனின் கூற்றுப்படி, இந்த குறிப்பிட்ட வேலை ஒளி மற்றும் பொருள் எவ்வாறு தொடர்பு கொள்கிறது என்பதைப் பற்றிய நமது தற்போதைய புரிதலுக்கு சவாலாக உள்ளது. செயல்பாட்டில் ஃபோட்டானிக் உந்தம் வகிக்கும் முக்கிய பங்கை வலியுறுத்துகிறது.

எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் ஃபோட்டான்களுக்கு இடையேயான தொடர்பு அவற்றின் தருணங்களின் சீரமைப்பு காரணமாக குழப்பமான அமைப்புகளில் தீவிரப்படுத்தப்படுகிறது, இது முன்னர் கிளாசிக்கல் காம்ப்டன் சிதறலில் உயர் ஆற்றல் கொண்ட காமா ஃபோட்டான்களுடன் மட்டுமே நிகழும் என்று கருதப்பட்டது. இந்த அற்புதமான கண்டுபிடிப்பு வழக்கமான ஆப்டிகல் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபியின் வரம்பை விரிவுபடுத்துவதற்கான புதிய சாத்தியங்களைத் திறக்கிறது. கட்டமைப்பு ஆய்வுகளில் பயன்படுத்தப்படும் பாரம்பரிய அதிர்வு ராமன் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி போன்ற வேதியியல் பகுப்பாய்வில் அதன் வழக்கமான பயன்பாடுகளுக்கு அப்பாற்பட்டது. இந்த கண்டுபிடிப்பு, அவை எடுத்துச் செல்லும் தகவல்களை ஆராயும் போது ஃபோட்டான்களின் வேகத்தை கருத்தில் கொள்வதன் முக்கியத்துவத்தை வலியுறுத்துகிறது.

அச்சிடப்பட்ட ஒளி

வளைவு இல்லாத ஒரு மேற்பரப்பில் மின்னல் தாக்கும் போது, ​​ஒரு தெளிவான பிறை வடிவம் பின்தங்கியிருக்கும். இந்த அவதானிப்பு, சுழல் வடிவ ஒளி நிரலின் முன்பகுதியில் உள்ள ஃபோட்டான்கள் சுற்றி ஒரு சுழற்சியை வெளிப்படுத்துகின்றன என்பதை அறிவியலாளர்கள் அறிய வழிவகுத்தது. அதன் மையமானது பீமின் பின்புறத்தில் வைக்கப்பட்டுள்ள ஃபோட்டான்களை விட ஒப்பீட்டளவில் மெதுவாக உள்ளது. இந்த கண்டுபிடிப்பு இந்த குறிப்பிட்ட நிகழ்வுக்கு ஒரு நம்பத்தகுந்த விளக்கத்தை திறம்பட வழங்குகிறது.

ஸ்பெயின் மற்றும் அமெரிக்காவில் உள்ள பல்வேறு நிறுவனங்களைச் சேர்ந்த விஞ்ஞானிகள் குழு ஒரு அற்புதமான வெளிப்பாட்டை வெளியிட்டது. ஒளியின் இதுவரை அறியப்படாத ஒரு குணாதிசயத்தை அவர்கள் அடையாளம் கண்டுள்ளனர், அதை அவர்கள் "தானியங்கி" என்று அழைத்தனர். இந்த சொத்தை ஒரு நீள்வட்ட சுழல் அல்லது ஹெலிக்ஸ் உடன் ஒப்பிடலாம், இது ஒரு வசந்தத்தை நினைவூட்டுகிறது. "நேரம் மாறுபடும் சுற்றுப்பாதை கோண உந்தத்துடன் கூடிய தீவிர புற ஊதா கற்றைகளின் உருவாக்கம்" என்ற தலைப்பில் அறிவியல் இதழில் வெளியிடப்பட்ட கண்டுபிடிப்புகள், அற்புதமான தொழில்நுட்ப முன்னேற்றங்களுக்கு வழி வகுக்கும் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன.

முந்தைய சோதனைகளின் அடிப்படையில் விஞ்ஞானிகள் இந்த கண்டுபிடிப்பை செய்ய முடிந்தது. இந்த சோதனைகள் இரண்டு லேசர் கற்றைகளை ஒரே நேரத்தில் ஆர்கான் வாயுவின் மேகத்திற்குள் செலுத்துவதை உள்ளடக்கியது. இதைச் செய்வதன் மூலம், ஒளிக்கதிர்கள் ஒன்றிணைந்து ஒரு ஒருங்கிணைந்த கற்றை உருவாக்க வேண்டிய கட்டாயம் ஏற்பட்டது. ஒளியூட்டப்பட்ட பொருட்களின் மீது ஒளி கண்டறியக்கூடிய அளவு அழுத்தத்தை செலுத்த முடியும் என்பதை விஞ்ஞானிகள் உணர இது வழிவகுத்தது. இந்தக் கொள்கைதான் சூரிய ஒளிப் படகோட்டியை விண்வெளியில் செலுத்தும்.

இந்த தகவலின் மூலம் விஞ்ஞானிகளால் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட ஒளியின் புதிய பண்பு பற்றி மேலும் அறியலாம் என்று நம்புகிறேன்.