প্রিন্সটন গবেষকদের এনট্যাংগলড নাইট্রোজেন-ভ্যাকেন্সি কেন্দ্র ব্যবহার করে ৪০ গুণ সংবেদনশীল কোয়ান্টাম ডায়মন্ড সেন্সর উদ্ভাবন

প্রিন্সটন বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষকরা পরীক্ষাগারে তৈরি হীরার অভ্যন্তরে একটি অভিনব কোয়ান্টাম সেন্সর উন্মোচন করেছেন, যা ন্যানোস্কেলে চৌম্বকীয় ঘটনা পর্যবেক্ষণের ক্ষমতাকে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করেছে। এই আবিষ্কারটি ২০২৫ সালের ২৬শে নভেম্বর নেচার জার্নালে প্রকাশিত হয়, যেখানে জানানো হয় যে নতুন পরিমাপ কৌশলের তুলনায় এর সংবেদনশীলতা প্রায় ৪০ গুণ বেশি, যা ঘনীভূত পদার্থবিদ্যায় নতুন দিগন্ত উন্মোচন করেছে।

এই প্রযুক্তির মূল উদ্ভাবন হলো নাইট্রোজেন-ভ্যাকেন্সি (NV) কেন্দ্র নামক প্রকৌশলগত ত্রুটিগুলির ব্যবহার, বিশেষত দুটি এমন কেন্দ্রকে প্রায় ১০ ন্যানোমিটার দূরত্বে স্থাপন করা হয়েছে, যা তাদের নিজ নিজ ইলেকট্রনগুলির মধ্যে কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গলমেন্ট বা কোয়ান্টাম জট সৃষ্টি করতে সক্ষম। এই সমলয় কোয়ান্টাম মিথস্ক্রিয়া সেন্সরটিকে সহজাতভাবে কোলাহলপূর্ণ চৌম্বকীয় ওঠানামার মধ্যেকার সংকেতগুলিকে কার্যকরভাবে বিচ্ছিন্ন করতে সাহায্য করে, যা পূর্বে পর্যাপ্ত নির্ভুলতার সাথে অর্জন করা সম্ভব ছিল না।

এই উন্নয়ন প্রক্রিয়াটি প্রায় পাঁচ বছর ধরে পরিমার্জিত হয়েছে এবং এর সূচনা হয়েছিল কোভিড-১৯ মহামারীর সময়কালে করা তাত্ত্বিক অনুসন্ধান থেকে। এই অধ্যয়নের প্রধান লেখিকা, প্রিন্সটনের সহযোগী অধ্যাপক নাতালি ডি লিওন এই কাজে নেতৃত্ব দেন। অধ্যাপক ডি লিওনের পূর্ববর্তী কাজ, যা ২০২২ সালে সায়েন্সে প্রকাশিত হয়েছিল, এনট্যাংগলড নয় এমন NV কেন্দ্রগুলির মধ্যেকার পারস্পরিক সম্পর্ক পরীক্ষা করেছিল, যা প্রযুক্তিগতভাবে জটিল ছিল। নতুন এনট্যাংগলড পদ্ধতি এই জটিলতাগুলিকে সরল করে, কারণ অধ্যাপক ডি লিওনের মতে, এই পদ্ধতি এখন একটি একক, সাধারণ পরিমাপের অনুমতি দেয়।

কাছাকাছি অবস্থানে থাকা, এনট্যাংগলড NV কেন্দ্রগুলির সৃষ্টি করা হয়েছিল এমন নাইট্রোজেন অণুগুলিকে হীরা পৃষ্ঠে প্রতি সেকেন্ডে ৩০,০০০ ফুটের বেশি গতিতে নিক্ষেপ করার মাধ্যমে, যেখানে সংঘর্ষের শক্তি নিয়ন্ত্রণ করে পরমাণুগুলিকে কাঙ্ক্ষিত গভীরতা এবং পৃথকীকরণে স্থাপন করা হয়েছিল। এই উন্নত ক্ষমতাটি সরাসরি সেইসব পদার্থ পরীক্ষার জন্য তাৎপর্যপূর্ণ যেখানে সাব-অপটিক্যাল তরঙ্গদৈর্ঘ্য স্কেলে চৌম্বকীয় আচরণ গুরুত্বপূর্ণ, যেমন গ্রাফিন এবং সুপারকন্ডাক্টর।

হার্ভার্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের পরীক্ষামূলক পদার্থবিদ ফিলিপ কিম মন্তব্য করেছেন যে পূর্ববর্তী পদ্ধতিগুলি প্রায়শই সাবধানে নির্মিত পারমাণবিক ল্যাটিসগুলির মধ্যে সীমাবদ্ধ ছিল। অধ্যাপক কিম জোর দিয়ে বলেছেন যে এই নতুন কৌশলটি বিজ্ঞানীদের বাস্তব পদার্থ সরাসরি পরীক্ষা করার অনুমতি দেয়, যা জটিল কোয়ান্টাম আচরণ বোঝার জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ। এই গবেষণাটি গর্ডন এবং বেটি মূর ফাউন্ডেশন এবং ন্যাশনাল সায়েন্স ফাউন্ডেশন সহ বিভিন্ন সংস্থার তহবিল দ্বারা সমর্থিত ছিল।

কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গলমেন্টের সুবিধা গ্রহণ করে, দলটি কার্যকরভাবে শব্দের মধ্যে সংকেত বিচ্ছিন্ন করার অসুবিধাটিকে একটি কোয়ান্টাম সুবিধায় রূপান্তরিত করেছে, যা এই উন্নত উপকরণগুলির নিয়ন্ত্রক মৌলিক পদার্থবিজ্ঞানের দিকে একটি স্পষ্ট জানালা প্রদান করে। নাতালি ডি লিওনের দল কোয়ান্টাম নেটওয়ার্ক এবং ন্যানোস্কেল সেন্সর তৈরির লক্ষ্যে কাজ করছে, যা কোয়ান্টাম তথ্য প্রক্রিয়াকরণ ও সেন্সিং-এর জন্য বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশন উন্মুক্ত করে।