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March 1, 2021
नेचर फिजिक्स जर्नल में प्रकाशित एक अध्ययन के अनुसार, भौतिकविदों की दो स्वतंत्र टीमों के काम ने लेज़रों पर 60 साल की प्रचलित आम सहमति को चुनौती दी है।
चूंकि 1950 के दशक में पहले लेजर का आविष्कार किया गया था, भौतिक विज्ञानी अपने रंगों की शुद्धता पर क्वांटम यांत्रिक सीमाओं के आधार पर लेजर का निर्माण कर रहे हैं।लेजर, "रेडिएशन के उत्तेजित उत्सर्जन द्वारा प्रकाश प्रवर्धन" के लिए लघु, मूल सिग्नल की एक प्रति उत्पन्न करके काम करता है जब परमाणुओं को उत्तेजित करने के लिए एक ही आवृत्ति के फोटॉन को गोली मार दी जाती है।
नए सैद्धांतिक अध्ययन में, भौतिकविदों की दो टीमों ने इस दीर्घकालिक सीमा को दरकिनार करने के लिए एक समाधान प्रस्तावित किया है।
लेज़रों में पहले से ही रोजमर्रा की जिंदगी में व्यावहारिक अनुप्रयोग हैं, जैसे कि दृष्टि को सही करना, किराने की दुकानों में बार कोड पढ़ना, कंप्यूटर चिप्स खोदना, चंद्रमा से वीडियो फ़ाइलों को प्रसारित करना और स्व-ड्राइविंग कारों को संचालित करने में मदद करना।हाल की खोजों ने इस सूची में मोनोक्रोमैटिक लेज़रों को जोड़ा और अंततः क्वांटम कंप्यूटिंग जैसे अनुप्रयोगों के लिए उनका उपयोग किया जा सकता है।
लेजर में फोटॉन एक दूसरे के साथ सिंक में फैलते हैं, एक ही चरण में लेजर को खारिज कर देते हैं - वैज्ञानिकों द्वारा "चरण में" नामक एक संरेखण।सीधे शब्दों में कहें, प्रत्येक फोटोन एक लहर की तरह होता है, जिसकी चोटियों और गर्तों को पड़ोसी तरंगों के साथ संरेखित किया जाता है।
एक मोनोक्रोमैटिक लेजर को प्राप्त करने के लिए, फोटॉनों को सिंक्रनाइज़ करने के लिए अधिक समय की आवश्यकता होती है, जिसका अर्थ है कि उनकी तरंग दैर्ध्य को ठीक से संरेखित किया जाना चाहिए।तरंग दैर्ध्य प्रकाश स्रोत के रंग को निर्धारित करता है।उदाहरण के लिए, हरे प्रकाश की तरंग दैर्ध्य 500 और 550 नैनोमीटर के बीच होती है।
लेजर फोटॉनों के उपर्युक्त सिंक्रोनाइज़ेशन को टेम्पोरल कोहेरेंस कहा जाता है, और यह सुपर-फास्ट और स्थिर आवृत्ति सुनिश्चित करती है कि लेजर उपकरणों का उपयोग सटीक उपकरणों के लिए किया जा सकता है।
हालांकि, पारंपरिक लेजर के साथ समस्या यह है कि फोटॉन धीरे-धीरे सिंक से बाहर हो जाते हैं क्योंकि वे लेजर छोड़ते हैं, और जिस समय वे सिंक में रहते हैं, उसे लेजर के सुसंगत समय के रूप में जाना जाता है।
भौतिकी के नियमों के अनुसार, वैज्ञानिक आर्थर शावलो और चार्ल्स टाउन्स ने 1958 में एक अत्यधिक प्रदर्शन करने वाले लेजर के सुसंगतता के समय का अनुमान लगाया था। इसे स्चावलो-टाउन्स सीमा के रूप में जाना जाता है, और यह दशकों तक लेज़रों के विकास के लिए बेंचमार्क बन गया।
"सिद्धांत रूप में, हमें अधिक सुसंगत लेजर बनाने में सक्षम होना चाहिए।"डेविड पकेकर, एक प्रमुख शोधकर्ता, Saied।
यूनिवर्सिटी ऑफ पिट्सबर्ग के भौतिक विज्ञानी डेविड पेक के नेतृत्व में शोधकर्ताओं की एक टीम इस लंबे समय से चल रहे सिद्धांत को चुनौती दे रही है।उनका तर्क है कि "शोलो-टाउनस लिमिट" अंतिम सीमा नहीं है।उनकी मूल परिकल्पना लेज़रों को विकसित करने में सक्षम होना है जो "शोलो-टाउन्स सीमा" द्वारा विवश हैं, लेकिन अधिक सुसंगत हैं।
लेज़र को प्रकाश के साथ एक खोखले बॉक्स के रूप में सोचने के बजाय, जहां फोटॉन्स बॉक्स में प्रकाश की मात्रा के अनुपात में आनुपातिक रूप से छोड़ते हैं और छोड़ते हैं, नवीनतम शोध लेजर पर एक वाल्व का प्रस्ताव करता है जिस गति से फोटॉनों का प्रवाह नियंत्रित होता है ।इन भौतिकविदों का मानना है कि इससे लेज़र पहले से अधिक लंबे समय तक सुसंगत बने रहेंगे।
हालांकि अनुसंधान दल का मानना है कि उस समय लेजर सुसंगतता के शोलो और टाउन्स के अनुमान उचित थे, क्वांटम तकनीक ने अब भौतिकविदों को मीट्रिक को और अधिक परिष्कृत करने में सक्षम बनाया है।
नए काम के कुछ आलोचकों का कहना है कि डिजाइन व्यावसायिक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त नहीं हो सकता है।यद्यपि यह सिद्धांत रूप में उचित लगता है, यह व्यावहारिक व्यावसायिक अनुप्रयोग के लिए उपयुक्त नहीं है।वर्तमान लेजर निर्माताओं के रूप में एक उदाहरण लें, उनमें से ज्यादातर अपने डिजाइनों को निर्देशित करने के लिए "शोलो-टाउनस लिमिट" का उपयोग नहीं करते हैं।
बहरहाल, पेक टीम को भरोसा है कि वह अपने नए लेजर डिजाइन को हमारे जीवन में लाएगी।सुपरकंडक्टिंग सर्किट से बने क्वांटम कंप्यूटर में क्वांटम प्रोग्रामिंग के लिए उनका लक्ष्य एक मास्सर का निर्माण करना है।हालांकि, ध्यान रखें कि इस तरह के महत्वाकांक्षी प्रयास के लिए लंबे समय तक शोध और कई बड़ी समस्याओं को हल करने की आवश्यकता हो सकती है।
एक सहकर्मी की समीक्षा के अनुसार, यह नवीनतम शोध लेजर का पुन: निर्धारण कर सकता है।2012 में आविष्कार किया गया था, जो सुपरडायरेस्ट LASER की तरह, डिजाइन एक LASER की पारंपरिक परिभाषा का खंडन करता है।वे उत्तेजित उत्सर्जन के रूप में जाना जाता है के माध्यम से प्रकाश का उत्पादन नहीं करते हैं, इसलिए "LASER" के संक्षिप्त नाम में "s" और "e" अब उपयुक्त नहीं हैं।
