वैज्ञानिकों ने सिलिका नैनोपार्टिकल में क्वांटम डेलोकलाइज़ेशन हासिल किया

ज्यूरिख स्थित ईटीएच ज्यूरिख की फोटोनिक्स प्रयोगशाला और बार्सिलोना स्थित इंस्टीट्यूट ऑफ फोटोनिक साइंसेज के शोधकर्ताओं ने क्वांटम भौतिकी में एक महत्वपूर्ण प्रगति की है। उन्होंने एक ऑप्टिकल ट्रैप में निलंबित सिलिका नैनोपार्टिकल के नियंत्रित क्वांटम डेलोकलाइज़ेशन का सफलतापूर्वक प्रदर्शन किया है। यह प्रयोग, जो फिजिकल रिव्यू लेटर्स में प्रकाशित हुआ है, क्वांटम यांत्रिकी की सीमाओं और इसके संभावित तकनीकी अनुप्रयोगों की खोज की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है।

आदर्श परिस्थितियों में, एक लेविटेटेड नैनोपार्टिकल की क्वांटम कोहेरेंस लंबाई शून्य-बिंदु गति द्वारा सीमित होती है, जिससे बड़े वस्तुओं में क्वांटम हस्तक्षेप का निरीक्षण करना मुश्किल हो जाता है। शोध दल ने एक नियंत्रित विस्तार विधि का उपयोग करके इस बाधा को पार किया। उन्होंने एक मॉड्यूलेटेड ऑप्टिकल ट्वीज़र सिस्टम का उपयोग किया जिसने उन्हें माइक्रोसेकंड-टाइम अंतराल पर प्रकाश ट्रैप को "नरम" और "कठोर" करने की अनुमति दी। इस अभिनव दृष्टिकोण के परिणामस्वरूप मूल कोहेरेंस लंबाई में तीन गुना से अधिक की वृद्धि हुई, जो सर्वोत्तम स्थिति में लगभग 21 पिकोमीटर से बढ़कर 70 पिकोमीटर से अधिक हो गई। कोहेरेंस लंबाई किसी कण के क्वांटम हस्तक्षेप प्रदर्शित करने के लिए मौलिक है; अधिक कोहेरेंस इस तरंग-जैसी व्यवहार को प्रदर्शित करने वाली प्रणाली की संभावना को बढ़ाता है।

हालांकि प्राप्त आंकड़े अभी भी छोटे हैं, वे प्रदर्शित करते हैं कि कण अपनी क्वांटम शुद्धता खोए बिना नियंत्रित विस्तार संभव है। यह उन्नति उन घटनाओं की खोज के लिए नए रास्ते खोलती है जो पहले केवल परमाणु या आणविक प्रणालियों में देखी गई थीं, और यह क्वांटम यांत्रिकी को स्थूल दुनिया के करीब लाता है। इसके मौलिक महत्व से परे, इस तकनीक में क्वांटम बल सेंसर विकसित करने की क्षमता है। एक अत्यधिक सुसंगत नैनोपार्टिकल विद्युत या गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रों में सूक्ष्म भिन्नताओं का पता लगा सकता है, और इस तरह की प्रणाली के साथ प्राप्त की जा सकने वाली सटीकता वर्तमान तकनीकों से बेहतर हो सकती है।

इसके अलावा, क्वांटम यांत्रिकी और गुरुत्वाकर्षण के बीच संबंध की जांच के लिए नए रास्ते खोले गए हैं, जो एक ऐसा क्षेत्र है जो अभी भी प्रयोगात्मक रूप से अनछुआ है। सिद्धांत प्रस्तावित करते हैं कि दो डेलोकलाइज्ड क्वांटम द्रव्यमान गुरुत्वाकर्षण उलझाव उत्पन्न कर सकते हैं। इस अध्ययन में वर्णित विधियां इन विचारों के व्यावहारिक कार्यान्वयन की दिशा में एक कदम का प्रतिनिधित्व करती हैं। यह उपलब्धि ऑप्टिकल लेविटेशन ऑफ नैनोपार्टिकल्स के क्षेत्र में अन्य प्रगति को पूरक बनाती है, जैसे कि यूरोपीय अनुसंधान परिषद द्वारा वित्त पोषित QnanoMECA परियोजना, जिसने क्वांटम नैनोमैकेनिकल ऑसिलेटर्स की यांत्रिक ऊर्जा को सफलतापूर्वक कम कर दिया है, जिससे वे व्यक्तिगत फोनन के क्वांटम शासन के करीब आ गए हैं। ये प्रगति नेविगेशन और भूकंप विज्ञान के लिए उच्च-स्तरीय यांत्रिक सेंसर की एक नई पीढ़ी के विकास में योगदान कर सकती है। संक्षेप में, लेविटेटेड नैनोपार्टिकल्स में नियंत्रित क्वांटम डेलोकलाइज़ेशन की क्षमता स्थूल पैमानों पर क्वांटम यांत्रिकी को समझने और लागू करने में एक बड़ी छलांग का प्रतीक है, जो भविष्य में अधिक संवेदनशील सेंसर और नई वैज्ञानिक खोजों का मार्ग प्रशस्त कर सकती है।