புத்துயிர் பெற்ற ஃபோட்டான் சிக்கல் குவாண்டம் தொடர்பு மற்றும் இமேஜிங்கை மேம்படுத்தலாம் - இயற்பியல் உலகம்

ஃபோட்டான்கள் அவற்றின் மூலத்திலிருந்து விலகிப் பரவுவதால், ஒரு குறிப்பிட்ட தொடர்ச்சியான-மாறும் அடிப்படையில் ஃபோட்டான் சிக்கல் தன்னைத்தானே புதுப்பிக்கிறது என்று இந்தியாவில் உள்ள ஆராய்ச்சியாளர்கள் காட்டியுள்ளனர். இந்த கண்டுபிடிப்பு குவாண்டம் தகவல்களை நீண்ட தூரத்திற்கு பாதுகாப்பாக அனுப்புவதற்கும் கொந்தளிப்பான ஊடகங்களில் குவாண்டம் இமேஜிங்கிற்கும் பயனுள்ளதாக இருக்கும்.

ஃபோட்டான்களுக்கிடையேயான குவாண்டம் சிக்கலை இயற்பியலாளர்களால் விரிவாக ஆராயப்படுகிறது, பெரும்பாலும் புதிய குவாண்டம் தொழில்நுட்பங்களை கணினி, தகவல் தொடர்பு, உணர்தல் மற்றும் இமேஜிங் ஆகியவற்றை உருவாக்குகிறது. சில சாத்தியமான பயன்பாடுகளுக்கு நெடுந்தொலைவுகளுக்கு அல்லது கொந்தளிப்பான சூழல்கள் மூலம் இழப்பின்றி சிக்கிய ஃபோட்டான்களை அனுப்ப வேண்டும். இருப்பினும், இந்த சூழ்நிலைகளில் சில வகையான சிக்கலைப் பாதுகாப்பது தற்போது மிகவும் தந்திரமானது - மேலும் வெற்றியானது ஃபோட்டான்களில் குவாண்டம் தகவல் எவ்வாறு குறியாக்கம் செய்யப்படுகிறது என்பது உட்பட பல காரணிகளைப் பொறுத்தது.

இப்பொழுது ஆனந்த் ஜா மற்றும் சக ஊழியர்கள் குவாண்டம் ஆப்டிக்ஸ் மற்றும் என்டாங்கிள்மென்ட் ஆய்வகம் கான்பூர் இந்திய தொழில்நுட்பக் கழகத்தில், ஃபோட்டான்களின் கோண நிலைகளைப் பயன்படுத்தி தகவலை குறியாக்கம் செய்வதன் மூலம் சாத்தியமான தீர்வை வழங்கியுள்ளனர். ஃபோட்டான்கள் பரவும் போது சிக்கல் மறைந்து போவதை அவர்கள் கவனித்தனர், ஆனால் பின்னர் விந்தையாக மீண்டும் தோன்றும். ஃபோட்டான்கள் கொந்தளிப்பான காற்றில் பயணித்த பின்னரும் கூட சிக்கலின் மறுமலர்ச்சி நிகழ்கிறது, இது பொதுவாக சிக்கலை அழிக்கும். அவர்கள் தங்கள் ஆராய்ச்சியை விவரிக்கிறார்கள் அறிவியல் முன்னேற்றங்கள்.

ஃபோட்டான் சிக்கல்

குவாண்டம் தகவலை குறியாக்கம் செய்ய ஃபோட்டான்கள் பலவிதமான சுதந்திரத்தை கொண்டுள்ளன. குறியாக்கம் செய்யப்பட வேண்டிய தகவலைப் பொறுத்து தேர்வு அமையும். குவிட்களுக்கு, ஃபோட்டானின் துருவமுனைப்பு அல்லது சுற்றுப்பாதை கோண உந்தம் போன்ற தனித்துவமான பண்புகள் பயன்படுத்தப்படலாம். ஆனால் சில நேரங்களில், குறிப்பாக உணர்தல் மற்றும் இமேஜிங் நோக்கங்களுக்காக, குவாண்டம் தகவலை மேலும் தொடர்ந்து குறியாக்கம் செய்வது நல்லது. இத்தகைய பயன்பாடுகளில், மிகவும் ஆராயப்பட்ட சிக்கிய சொத்து - அல்லது "அடிப்படை" - அதன் கார்ட்டீசியன் ஆயத்தொகுப்புகளால் கொடுக்கப்பட்ட ஃபோட்டானின் நிலை.

குவாண்டம் சிக்கலின் நிகழ்வு துகள்களுக்கு கிளாசிக்கல் இயற்பியலால் அனுமதிக்கப்படுவதை விட நெருக்கமான உறவை அளிக்கிறது மற்றும் குவாண்டம் தகவலை குறியாக்க எந்த குறிப்பிட்ட அடிப்படையில் பயன்படுத்தப்படுகிறது என்பதிலிருந்து சுயாதீனமாக உள்ளது. இருப்பினும், ஒரு பரிசோதனையில் சிக்கலைப் பயன்படுத்தும் அல்லது அளவிடும் விதம் அடிப்படை-சுயாதீனமாக இருக்காது. இது "சாட்சி" என்ற சிக்கலுக்குப் பொருந்தும், இது ஒரு கணினியில் சிக்கியுள்ளதா என்பதைத் தீர்மானிக்கும் ஒரு கணித அளவாகும். சாட்சிகள் தொடர்ச்சியான அடிப்படைகளுக்கு அடிப்படை சார்ந்தவர்கள் மற்றும் இந்த சார்பு என்பது சில வகையான தொடர்ச்சியான சிக்கல்கள் மற்றவர்களை விட மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும்.

நிலை-உந்தம் அடிப்படையில், சாட்சி மூலம் காணப்படுவது போல், ஃபோட்டான்கள் அவற்றின் மூலத்திலிருந்து விலகிச் செல்வதால், மிக விரைவாக அழிந்துவிடும். இதைப் போக்க, விஞ்ஞானிகள் பொதுவாக ஃபோட்டான்களுக்கு இடையில் சிக்கலைப் பயன்படுத்த மூலத்தையே படம்பிடிக்கின்றனர். பாதையில் ஏற்படும் எந்தக் கொந்தளிப்பும் சிக்கலை விரைவாக அழிக்கிறது, அதை புதுப்பிக்க தகவமைப்பு ஒளியியல் போன்ற சிக்கலான தீர்வுகள் தேவைப்படுகின்றன. இந்த கூடுதல் திருத்தும் படிகள் இந்த சிக்கிய ஃபோட்டான்களின் பயன்பாட்டைக் கட்டுப்படுத்துகின்றன.

ஜா மற்றும் சக ஊழியர்களின் இந்த சமீபத்திய ஆராய்ச்சி, ஃபோட்டானின் கோண நிலை - நெருங்கிய தொடர்புடைய மாற்று அடிப்படையைப் பயன்படுத்தி சிக்கலை எவ்வாறு பாதுகாக்கலாம் என்பதை ஆராய்கிறது.

சிக்கலை உருவாக்குதல், இழப்பது மற்றும் உயிர்ப்பித்தல்

தங்கள் சோதனையில், ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு உயர் சக்தி "பம்ப்" லேசரிலிருந்து ஒளியை ஒரு நேரியல் அல்லாத படிகத்திற்கு அனுப்புவதன் மூலம் சிக்கலான ஃபோட்டான்களை உருவாக்கினர். ஃபோட்டான்களின் ஆற்றல்கள் மற்றும் மொமண்டா பாதுகாக்கப்படும் நிலைமைகளின் கீழ், ஒரு பம்ப் ஃபோட்டான் ஸ்பான்டேனியஸ் பாராமெட்ரிக் டவுன்-கன்வெர்ஷன் (SPDC) எனப்படும் செயல்பாட்டில் இரண்டு சிக்கிய ஃபோட்டான்களை உருவாக்கும். இரண்டு ஃபோட்டான்களும் அவற்றின் அனைத்து பண்புகளிலும் சிக்கியுள்ளன. ஒரு இடத்தில் ஒரு ஃபோட்டான் கண்டறியப்பட்டால், எடுத்துக்காட்டாக, மற்ற சிக்கிய ஃபோட்டானின் நிலை தானாகவே தீர்மானிக்கப்படும். உந்தம், கோண நிலை மற்றும் சுற்றுப்பாதை கோண உந்தம் போன்ற பிற அளவுகளுக்கும் தொடர்பு உள்ளது.

எந்த திருத்த நடவடிக்கைகளும் இல்லாமல் சாட்சி மூலம் பார்த்தபடி, ஃபோட்டான்களுக்கு இடையே உள்ள நிலைப் பிணைப்பு சுமார் 4 செ.மீ பரப்புதலுக்குப் பிறகு மறைந்து விடுவதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் கவனித்தனர். மறுபுறம், கோண-நிலை சிக்கலுக்கு சுவாரஸ்யமான ஒன்று நடக்கிறது. இது சுமார் 5 செ.மீ பரப்புதலுக்குப் பிறகு மறைந்துவிடும், ஆனால் ஃபோட்டான்கள் மேலும் 20 செ.மீ பயணித்த பிறகு, பின்னல் மீண்டும் தோன்றும் (படத்தைப் பார்க்கவும்). ஆராய்ச்சியாளர்கள் தங்கள் சோதனை முடிவுகளை ஒரு எண் மாதிரியுடன் தரமான முறையில் உறுதிப்படுத்தினர்.

வடிகட்டுதல் முறையானது ஒரு ஜோடி ஃபோட்டான்களில் குவாண்டம் சிக்கலை பலப்படுத்துகிறது

சிக்கிய ஃபோட்டான்களின் பாதையில் குழு ஒரு கொந்தளிப்பான சூழலை உருவாக்கியபோது அதே போக்கு காணப்பட்டது. காற்றைக் கிளறி அதன் ஒளிவிலகல் குறியீட்டை மாற்றுவதற்கு ஒரு ப்ளோ ஹீட்டரைப் பயன்படுத்தி இது செய்யப்பட்டது. இந்த வழக்கில், ஒளியானது சுமார் 45 செ.மீ தூரத்திற்கு பரவிய பிறகு சிக்கலுக்கு புத்துயிர் அளிக்கப்பட்டது.

கோண-நிலை அடிப்படையில் சிக்கலை மீண்டும் தோன்றுவதற்கு என்ன காரணம் என்பது இன்னும் முழுமையாக அறியப்படவில்லை. ஒரு முழு வட்டத்திற்குப் பிறகு அது சுற்றி வருவதால் அடிப்படையானது சிறப்பு. ஜாவின் கூற்றுப்படி, இது அதன் தனித்துவமான காரணிகளில் ஒன்றாகும்.

இந்த ஆய்வு ஒரு மீட்டருக்கும் குறைவான தூரத்தில் வலிமையை வெளிப்படுத்தினாலும், கிலோமீட்டர் தூரத்திலும் மறுமலர்ச்சி சாத்தியமாகும் என்று ஜா மற்றும் சக ஊழியர்கள் கூறுகின்றனர். இது சிக்கலை அழிக்காமல் வளிமண்டல கொந்தளிப்பு மூலம் குவாண்டம் தகவலை அனுப்புவதை சாத்தியமாக்குகிறது. கொந்தளிப்பு மூலம் வலிமையானது தெளிவற்ற உயிர்வேதியியல் சூழல்களில் குறைந்த படையெடுப்பு அல்லது அழிவுடன் உள்ள பொருட்களின் குவாண்டம் இமேஜிங்கை அனுமதிக்கும்.