वैज्ञानिकों ने बिना किसी रुकावट के ठंडे एटम को मापने के लिए एक नई तकनीक विकसित की

बेंगलुरु स्थित रमन रिसर्च इंस्टीट्यूट (RRI) के वैज्ञानिकों ने ठंडे परमाणुओं (कोल्ड एटम्स) को बिना बाधित किए मापने की एक क्रांतिकारी तकनीक विकसित की है। रमन ड्रिवन स्पिन नॉइज़ स्पेक्ट्रोस्कोपी (RDSNS) नामक यह नई विधि वैज्ञानिकों को परमाणु प्रणालियों के घनत्व की वास्तविक समय में निगरानी करने में सक्षम बनाती है। इस महत्वपूर्ण उपलब्धि से क्वांटम कंप्यूटिंग, क्वांटम सेंसिंग और उच्च-परिशुद्धता मापन तकनीकों के क्षेत्र में अनुसंधान और विकास की गति तेज होने की उम्मीद है।

यह क्यों महत्वपूर्ण है?

ठंडे परमाणुओं (कोल्ड एटम्स) को मापने की वर्तमान तकनीकें अक्सर परमाणु प्रणाली को नष्ट कर देती हैं या उसकी क्वांटम अवस्था बदल देती हैं। RDSNS इस बड़ी समस्या का समाधान प्रस्तुत करती है, क्योंकि यह मापन को बिना हस्तक्षेप संभव बनाती है।

मुख्य लाभ:

• नॉन-इनवेसिव (बिना बाधा): परमाणुओं की क्वांटम अवस्था प्रभावित नहीं होती
• रीयल-टाइम निगरानी: घनत्व का तुरंत मापन
• उच्च परिशुद्धता: अत्यंत छोटे आयतन (0.01 घन मिलीमीटर) की जांच
• सिग्नल प्रवर्धन: लगभग 10 लाख गुना तक सिग्नल बढ़ोतरी
• बेहतर सटीकता: पारंपरिक तरीकों से अधिक विश्वसनीय

RDSNS (Raman Driven Spin Noise Spectroscopy) क्या है?

यह तकनीक स्पिन नॉइज़ स्पेक्ट्रोस्कोपी पर आधारित है और तीन चरणों में कार्य करती है:

• परमाणुओं के स्पिन में होने वाले प्राकृतिक उतार-चढ़ाव का पता लगाती है
• दो रमन लेज़र बीम की मदद से सिग्नल को प्रवर्धित करती है
• परमाणुओं को नुकसान पहुँचाए बिना अत्यंत सूक्ष्म स्तर पर घनत्व मापती है
• इससे लगभग 38 माइक्रोमीटर के क्षेत्र में मौजूद करीब 10,000 परमाणुओं का अध्ययन संभव होता है।

कैसे किया गया परीक्षण?

शोधकर्ताओं ने RDSNS का परीक्षण पोटैशियम परमाणुओं पर किया, जिन्हें एक विशेष मैग्नेटो-ऑप्टिकल ट्रैप में बंद किया गया था।

मुख्य निष्कर्ष:

• परमाणु बादल का केंद्रीय घनत्व 1 सेकंड में स्थिर
• पुराने तरीकों में 2 सेकंड लगते थे
• परिणाम फ्लोरेसेंस इमेजिंग से मेल खाते पाए गए
• किसी सममिति (symmetry) मान्यता की आवश्यकता नहीं
• स्थानीय घनत्व का अत्यंत सटीक मापन संभव

क्वांटम तकनीक में अनुप्रयोग

यह उपलब्धि निम्न क्षेत्रों में क्रांतिकारी प्रभाव डालेगी:

• क्वांटम कंप्यूटर: परमाणु प्रणालियों पर बेहतर नियंत्रण
• क्वांटम सेंसर: अधिक संवेदनशील ग्रैविमीटर और मैग्नेटोमीटर
• प्रिसिजन मापन: उच्च-सटीक परमाणु डायग्नॉस्टिक्स
• क्वांटम ट्रांसपोर्ट अध्ययन: क्वांटम व्यवहार की बेहतर समझ
• नॉन-इक्विलिब्रियम डायनेमिक्स: नए शोध अवसर

संस्थागत संदर्भ

• संस्थान: रमन रिसर्च इंस्टीट्यूट (RRI), बेंगलुरु
• स्थिति: विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी विभाग (DST) के अंतर्गत स्वायत्त संस्थान
• प्रयोगशाला प्रमुख: प्रो. सप्तऋषि चौधुरी (QuMIX लैब)
• समर्थन: भारत का राष्ट्रीय क्वांटम मिशन