समाचारं

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

"एतत् अध्ययनं मुक्तइलेक्ट्रॉनानां अरैखिकप्रकाशविज्ञानस्य च मध्ये अन्तरक्रियां प्रदर्शयति, इलेक्ट्रॉनसूक्ष्मदर्शके प्रकाशीयसोलिटनं जनयति, इलेक्ट्रॉनपुञ्जानां अतिशीघ्रं गेटिंग् सक्षमं करोति, सूक्ष्मगुहायुक्तानां प्रकाशिकआवृत्तिकङ्कणस्य अनुप्रयोगं मुक्तइलेक्ट्रॉनानां नियन्त्रणे विस्तारयति। एकं सम्पूर्णं नवीनं क्षेत्रम्।

विज्ञानप्रबन्धस्य विषये झेजियांङ्गविश्वविद्यालयस्य स्नातकपूर्वविद्यार्थी, अमेरिकादेशस्य म्यासाचुसेट्स् इन्स्टिट्यूट् आफ् टेक्नोलॉजीतः डॉक्टरेट् स्नातकः, स्विट्ज़र्ल्याण्ड्देशस्य इकोल् पॉलिटेक्निक फेडेरेल् डी लॉसेन् इत्यत्र पोस्टडॉक्टरेट् फेलो च याङ्ग युजिया अवदत्।

चित्र |.

अध्ययने ते एकं ऑन-चिप् एकीकृतं उच्चगुणवत्तायुक्तं सिलिकॉन् नाइट्राइड् ऑप्टिकल् सूक्ष्मगुहां संचरण इलेक्ट्रॉनसूक्ष्मदर्शके स्थापितवन्तः ।

प्रकाशीयसूक्ष्मगुहास्थानानां तृतीयक्रमस्य अरैखिकप्रतिक्रियायाः उपयोगेन अरैखिकप्रकाशीयस्थितीनां श्रृङ्खला उत्पद्यते, यत्र विसर्जनात्मककेर्सोलिटनाः, ट्यूरिंग्प्रतिमानाः, अराजकमॉड्यूलेशनअस्थिरता इत्यादयः सन्ति

एतेषां प्रकाशीयस्थितीनां कृते ते सूक्ष्मगुहायां प्रकाशक्षेत्रस्य स्थानिककालमॉड्युलेशनस्य विभिन्नगुणानां अनुरूपाः भवन्ति, तथा च आवृत्तौ सुसंगतं वा असंगतं वा सूक्ष्मगुहा प्रकाशीयआवृत्तिकङ्कणं निर्मातुं शक्नुवन्ति

मुक्त इलेक्ट्रॉनानां एतेषां अरैखिकप्रकाशस्थितीनां च अन्तरक्रियायाः अध्ययनेन याङ्ग युजिया इत्यादयः मुक्तइलेक्ट्रॉन् ऊर्जावर्णक्रमे एतेषां प्रकाशीयावस्थाभिः अवशिष्टानां विशेषतानां "अङ्गुलिचिह्नानां" अन्वेषणं कृतवन्तः

विशेषतः, विसर्जनशील-केर्-सोलिटोन्-इत्येतत् सूक्ष्मगुहासु प्रकाशिक-सोलिटोन्-निर्माणं कर्तुं शक्नोति यत्र नाडीसमयः १००fs तः न्यूनः भवति, पुनरावृत्ति-आवृत्तिः च १००GHz-तः अधिकः भवति

तस्मिन् एव काले अस्मिन् कार्ये सः तस्य दलेन सह अस्मिन् प्रकाशीय-सोलिटन-द्वारा मुक्त-इलेक्ट्रॉन्-पुञ्जानां अतिद्रुत-नियन्त्रणस्य अपि अध्ययनं कृतवान् ।

(स्रोतः विज्ञानम्)

अस्याः परियोजनायाः परिणामाः त्रयः पक्षाः प्रयुक्ताः भविष्यन्ति इति अपेक्षा अस्ति ।

प्रथमं, अरैखिक-प्रकाश-गतिविज्ञानस्य, विशेषतः अरैखिक-एकीकृत-प्रकाश-विज्ञानस्य कृते मुक्त-इलेक्ट्रॉन-आधारित-परिचय-लक्षण-प्रौद्योगिक्याः विकासः कर्तुं शक्यते

इदं न केवलं पारम्परिक-फोटॉनिक्स-मापन-विधिनाम् प्रभावीरूपेण पूरकं कर्तुं शक्नोति, अपितु अति-उच्च-स्थानिक-संकल्पः, ऑन-चिप्-अथवा-अन्तर्-सूक्ष्मगुहा-प्रकाश-क्षेत्रैः सह प्रत्यक्ष-अन्तर्क्रिया, अनाक्रामक-मापनम् इत्यादीनां अद्वितीय-लाभानां प्रदर्शनं अपि कर्तुं शक्नोति

द्वितीयं, पारम्परिक इलेक्ट्रॉनसूक्ष्मदर्शनप्रौद्योगिक्याः आधारेण अतिदृढं इलेक्ट्रॉनसूक्ष्मदर्शनप्रौद्योगिकीविकासः।

अस्मिन् कार्ये याङ्ग युजिया तस्य शोधसमूहेन सह एकीकृत-आप्टिकल-सूक्ष्मगुहासु फेम्टोसेकेण्ड्-आप्टिकल-सोलिटन-स्पन्दनानां उपयोगेन अति-द्रुत-प्रकाश-इलेक्ट्रॉन-अन्तर्क्रियाम् अवाप्तवान्

अस्य आधारेण पारम्परिक इलेक्ट्रॉनसूक्ष्मदर्शनाधारितं अतिदृढं इलेक्ट्रॉनसूक्ष्मदर्शनप्रौद्योगिकी विकसितं भविष्यति इति अपेक्षा अस्ति ।

अपेक्षा अस्ति यत् एषा प्रौद्योगिकी निरन्तर-इलेक्ट्रॉन्-पुञ्जानां, निरन्तर-लेसर-इत्यस्य, एकीकृत-आप्टिकल्-चिप्स-इत्यस्य च उपयोगं कर्तुं समर्था भविष्यति, येन अधिकमहत्त्वपूर्ण-फेम्टोसेकेण्ड्-मोड्-लॉक्ड्-लेसर-इत्यस्य आवश्यकता न भवति

अपि च, अतिद्रुत इलेक्ट्रॉनसूक्ष्मदर्शनप्रौद्योगिक्याः उपयोगः सामग्रीसंरचनायाः, अतिद्रुतगतिविज्ञानस्य, प्रकाश-पदार्थपरस्परक्रियायाः च अति-उच्चस्थानिक-काल-संकल्प-प्रतिबिम्बनार्थं कर्तुं शक्यते

तृतीयम्, अस्य उपयोगः ऑन-चिप्-अवरोधकलेजर-इलेक्ट्रॉन-त्वरकेषु भवति ।

एकीकृत प्रकाशीयसूक्ष्मगुहासु उच्चा मुक्तवर्णक्रमीयपरिधिः भवति यत् GHz-THz यावत् प्राप्तुं शक्नोति ।

सटीकरूपेण परिकल्पितस्य सूक्ष्मगुहासंरचनायाः उपयोगेन तथा गुहायां लघुसोलिटोनैः मुक्तइलेक्ट्रॉनानां नियन्त्रणं कृत्वा लघु-आकारस्य, उच्च-पुनरावृत्ति-आवृत्ति-सूक्ष्म-इलेक्ट्रॉन-त्वरकस्य साक्षात्कारः कर्तुं शक्यते

अतः अस्य उपयोगः चिकित्सायन्त्रेषु, औद्योगिकसाधनेषु, वैज्ञानिकयन्त्रेषु च भविष्यति येषु अति-उच्च-इलेक्ट्रॉन-ऊर्जायाः आवश्यकता नास्ति किन्तु संकुचित-संरचनानां आवश्यकता भवति

(स्रोतः विज्ञानम्)

यत् इलेक्ट्रॉनसूक्ष्मदर्शकं नोबेल् पुरस्कारद्वयं जनयति स्म

समाचारानुसारं आधुनिकविज्ञानप्रौद्योगिक्यां मुक्तइलेक्ट्रॉनानां व्यापकः दूरगामी च अनुप्रयोगः अस्ति ।

एतेषु अनुप्रयोगेषु इलेक्ट्रॉनसूक्ष्मदर्शकाः, कणत्वरकाः, मुक्तइलेक्ट्रॉनलेसराः, सूक्ष्मतरङ्गजननं प्रवर्धनं च, वैक्यूमनलिकां च सन्ति ।

विशेषतः इलेक्ट्रॉनसूक्ष्मदर्शकानां कृते मुक्तइलेक्ट्रॉनानां अति-लघु-डी ब्रोग्ली-तरङ्गदैर्घ्यस्य कारणतः तथा च पदार्थेन सह तेषां प्रबल-अन्तर्क्रियायाः कारणात् इलेक्ट्रॉन-सूक्ष्मदर्शकाः परमाणु-स्तरस्य अति-उच्च-स्थानिक-संकल्प-प्रतिबिम्बन, विवर्तन-ऊर्जा-वर्णक्रमदर्शन-प्रौद्योगिकीः प्राप्तुं शक्नुवन्ति

सम्प्रति सामग्रीविज्ञानम्, संरचनात्मकजीवविज्ञानम् इत्यादिषु क्षेत्रेषु इलेक्ट्रॉनसूक्ष्मदर्शिकानां व्यापकरूपेण उपयोगः भवति ।

प्रासंगिकविद्वांसः १९८६ तमे वर्षे भौतिकशास्त्रस्य नोबेल् पुरस्कारं अपि स्वस्य संचरण इलेक्ट्रॉनसूक्ष्मदर्शनस्य परिणामेभ्यः, तथा च २०१७ तमे वर्षे रसायनशास्त्रस्य नोबेल् पुरस्कारं क्रायो-इलेक्ट्रॉनसूक्ष्मदर्शनस्य परिणामेभ्यः अपि प्राप्तवन्तः

अन्तिमेषु वर्षेषु इलेक्ट्रॉनसूक्ष्मदर्शकेषु नैनो-आप्टिकल्-संरचनानां प्रवर्तनेन मुक्त-इलेक्ट्रॉन्-फोटॉनयोः परस्परक्रिया साकारः अभवत्

अस्य आधारेण अतिद्रुत इलेक्ट्रॉनसूक्ष्मदर्शनं, क्वाण्टम् सुसंगतं मुक्तइलेक्ट्रॉनविनियमनं, एटोसेकेण्ड् इलेक्ट्रॉनस्पन्दनानि, ऑन-चिप् इलेक्ट्रॉनत्वरकाः, नवीनमुक्तइलेक्ट्रॉनप्रकाशस्रोताः च सन्ति

परन्तु मुक्तइलेक्ट्रॉन-फोटॉनपरस्परक्रियासु प्रकाशीयसामग्रीणां प्रकाशीयसंरचनानां च अरैखिकप्रकाशगुणानां परस्परक्रियायाः अन्वेषणं दुर्लभतया एव कृतम् अस्ति

अतः, याङ्ग युजिया अस्मिन् शोधक्षेत्रे कथं प्रविष्टवान् ? एतस्य आरम्भः तस्य पठनदिनात् एव कर्तव्यः अस्ति।

सः झेजियाङ्ग विश्वविद्यालयात् स्नातकपदवीं प्राप्तवान्, अमेरिकादेशस्य म्यासाचुसेट्स् प्रौद्योगिकीसंस्थायाः स्नातकोत्तरपदवीं, डॉक्टरेट् च उपाधिं प्राप्तवान् पीएच.डी.

मुक्तइलेक्ट्रॉन्-नैनो-आप्टिकल-संरचनानां च मध्ये अन्तरक्रियायाः अध्ययनं कुर्वन् सः अवगच्छत् यत् न्यूनगुणवत्तायुक्तकारकैः नैनो-ऑप्टिकल-एंटीनाभिः सह तुलने उच्चगुणवत्ता-कारकैः सह एकीकृत-आप्टिकल-सूक्ष्मगुहाभिः मुक्त-इलेक्ट्रॉन्-फोटॉन-योः मध्ये अन्तरक्रियायाः महती वृद्धिः अपेक्षिता अस्ति

अतः डॉक्टरेट्-उत्तर-शोध-विषयेषु विचारं कुर्वन् याङ्ग-युजिया स्विट्ज़र्ल्याण्ड्-देशस्य इकोल्-पॉलीटेक्निक-फेडेरेल्-डी-लौसेन्-इत्यस्य प्रोफेसर-टोबियास्-जे.

तदनन्तरं याङ्ग युजिया यूरोपीयसङ्घस्य “मैरी क्यूरी स्कॉलर्स्” इत्यस्मात् परियोजनावित्तपोषणमपि प्राप्तवान् ।

(स्रोतः विज्ञानम्)

जर्मनी-स्विट्ज़र्ल्याण्ड्-देशयोः मध्ये वाद्यं पूर्णं सूटकेसं गृहीत्वा रेलयानं गच्छन्तु

तस्मिन् समये संयोगेन प्रोफेसरः किपेन्बर्ग् जर्मनीदेशस्य मैक्स प्लैङ्क् संस्थायाः प्राध्यापकेन क्लाउस् रोपर्स् इत्यनेन सह सहकारिप्रकल्पे कार्यं कुर्वन् आसीत् ।

अतः प्रोफेसर किप्पेन्बर्ग् इत्यनेन याङ्ग युजिया इत्यस्मै पोस्टडॉक्टरेल् शोधार्थं स्वस्य शोधसमूहे सम्मिलितुं आमन्त्रितम् ।

२०२१ तमे वर्षे याङ्ग युजिया इत्यस्य किपेन्बर्ग्-संशोधनसमूहः, रोपर्स्-संशोधनसमूहः च संयुक्तरूपेण नूतनं प्रयोगात्मकं मञ्चं विकसितवन्तः ।

अस्य माध्यमेन ते एकीकृत-आप्टिकल-चिप्-सहितं संचरण-इलेक्ट्रॉन-सूक्ष्मदर्शकं संयोजितवन्तः, तथा च मुक्त-इलेक्ट्रॉन-तरङ्ग-कार्यस्य उपरि न्यून-शक्ति-प्रकाश-तरङ्गानाम् सशक्त-चरण-नियन्त्रणं प्रदर्शयितुं उच्च-गुणवत्ता-कारक-प्रकाश-सूक्ष्मगुहा-प्रयोगं कृतवन्तः प्रकृति।

२०२२ तमे वर्षे ते एकीकृते प्रकाशीयसूक्ष्मगुहायां मुक्तइलेक्ट्रॉनैः उत्पन्नानां इलेक्ट्रॉन-फोटॉनयुग्मानां प्रदर्शनार्थं समानप्रयोगात्मकमञ्चस्य, तथैव एकलइलेक्ट्रॉन्-एकफोटॉन-परिचयस्य च उपयोगं कृतवन्तः [२], तत्सम्बद्धानि पत्राणि विज्ञानपत्रे प्रकाशितानि

परन्तु उपर्युक्ताध्ययनेषु ते केवलं एकीकृतस्य प्रकाशीयचिपस्य रेखीयप्रकाशप्रतिक्रियायाः प्रकाशीयसूक्ष्मगुहायाश्च उपयोगं कृतवन्तः, परन्तु प्रकाशीयसूक्ष्मगुहाया: अरैखिकप्रकाशगुणानां उपयोगं न कृतवन्तः

याङ्ग युजिया इत्यस्य दलस्य कृते तेषां अधिकांशं शोधं अरैखिक एकीकृतप्रकाशशास्त्रस्य परितः भवति ।

अतः मुक्त इलेक्ट्रॉन-फोटॉन-अन्तर्क्रियाणां अध्ययने ते क्षेत्रे अन्तरं पूरयितुं एकीकृत-आप्टिकल-चिपस्य अरैखिक-प्रकाश-प्रतिक्रियाद्वारा मुक्त-इलेक्ट्रॉन-पुञ्जस्य नियन्त्रणस्य अन्वेषणमपि कर्तुम् इच्छन्ति

अस्मिन् शोधकार्य्ये याङ्ग युजिया प्रथमवारं जर्मनसहकारिणां शोधसमूहे प्रयोगान् कर्तुं आगतः ।

परन्तु सः अवाप्तवान् यत् इलेक्ट्रॉनसूक्ष्मदर्शके प्रकाशीयसूक्ष्मगुहाया: गुणवत्ताकारकं न्यूनीकरिष्यते, यस्य परिणामेण एकस्य सोलिटन् अवस्थायाः स्थाने केवलं बहु-सोलिटन-अवस्था एव भविष्यति, अर्थात् सूक्ष्मगुहायां केवलम् एकः प्रकाशीय-सोलिटन-नाडी भवति

स्विट्ज़र्ल्याण्ड्देशं प्रति प्रत्यागत्य याङ्ग युजिया इत्यादयः उच्चगुणवत्ताकारकयुक्तानां एकीकृतानां प्रकाशीयसूक्ष्मगुहाचिपानां समूहं सज्जीकृतवन्तः, तथा च लेजर-आवृत्तेः द्रुत-स्कैनिङ्गं प्राप्तुं एकपार्श्वपट्टिका-मॉडुलेशनस्य उपयोगं कर्तुं निश्चयं कृतवन्तः येन एकल-सोलिटन-अवस्थाः अधिकसुलभतया प्राप्तुं शक्यन्ते

२०२२ तमस्य वर्षस्य एप्रिलमासे याङ्ग युजिया तस्य सहकर्मी अर्स्लान् एस राजा च स्विट्ज़र्ल्याण्ड्देशात् पुनः जर्मनीदेशे प्रोफेसर रोपर्स् इत्यस्य शोधसमूहे आगत्य प्रथमवारं इलेक्ट्रॉनसूक्ष्मदर्शके एकैकं सोलिटन् अवस्थां जनितवन्तौ

अस्य प्रयोगस्य सफलतायाः कारणात् सर्वे अतीव उत्साहिताः अभवन् । परन्तु तदनन्तरं दत्तांशविश्लेषणे प्रोफेसर किप्पेन्बर्ग् इत्यनेन दर्शितं यत् प्रयोगे लेजरशक्तिं वर्धयितुं प्रकाशीयप्रवर्धकस्य उपयोगे स्वतःस्फूर्त उत्सर्जनस्य कोलाहलः न छानितः

यद्यपि एषा लघुसमस्या सम्पूर्णस्य प्रयोगस्य सम्यक्त्वं वैज्ञानिकतां च न प्रभावितं करिष्यति तथापि प्रयोगपरिणामानां व्याख्यां प्रभावितं करिष्यति ।

२०२२ तमस्य वर्षस्य जुलैमासे याङ्ग युजिया इत्यादयः पुनः जर्मनीदेशम् आगत्य पूर्वप्रयोगकार्यं पुनः कृत्वा स्वतःस्फूर्तविकिरणकोलाहलं सम्यक् छानयित्वा अन्ततः सर्वाणि आँकडासंग्रहणकार्यं सम्पन्नवन्तः

"सीमापारं सहकारिप्रयोगं सम्पन्नं कर्तुं मम सहकर्मी आर्स्लान् च बहुवारं प्रयोगसाधनैः पूरितौ बृहत्सूटकेसौ वहितवन्तौ, जर्मनीदेशस्य गोटिङ्गेन्-स्विट्ज़र्ल्याण्ड्-देशस्य लौसेन्-नगरयोः मध्ये ७-१० घण्टाः (प्रायः विलम्बितानि) रेलयानानि गृहीतवन्तौ" इति याङ्ग युजिया अवदत् .

तदनन्तरं याङ्ग युजिया अस्य अध्ययनस्य आँकडासंसाधनं आँकडाविश्लेषणं च सम्पन्नवान्, तथा च प्रयोगात्मकपरिणामानां पुनरुत्पादनार्थं तथा च अन्तर्निहिततन्त्रस्य व्याख्यानार्थं सैद्धान्तिकअनुकरणपद्धतीनां उपयोगं कृतवान्

अन्ते "सूक्ष्मअनुनादकेषु अरैखिक-आप्टिकल-अवस्थाभिः सह मुक्त-इलेक्ट्रॉन-अन्तर्क्रिया" इति शीर्षकेण विज्ञान [3] इत्यस्मिन् सम्बन्धित-पत्रं प्रकाशितम् ।

याङ्ग युजिया, अर्सलान् एस राजा, जन-विल्के हेन्के, एफ.जस्मिन् कप्पर्ट् च सहलेखकाः सन्ति ।

याङ्ग युजिया, स्विट्ज़र्ल्याण्ड्देशस्य इकोल् पोलिटेक्निक फेडेरेल् डी लॉसेन् इत्यस्य प्रोफेसरः टोबियास् जे.

चित्र |.

अस्मिन् एव काले विज्ञानेन नेदरलैण्ड्स् इन्स्टिट्यूट् आफ् एटॉमिक एण्ड् मोलेकुलर फिजिक्स इत्यस्य प्रोफेसरः अल्बर्ट् पोल्मैन् इत्यस्य, स्पेन् इन्स्टिट्यूट् आफ् फोटॉन् साइंस इत्यस्य एफ मुक्तइलेक्ट्रॉनानां अरैखिकप्रकाशविज्ञानस्य च संयोजनं कृत्वा विघटनकारी नवीनता इति प्रशंसितवान् ।

अग्रिमे चरणे याङ्ग युजिया इत्यादयः अन्येषु अरैखिक-एकीकृत-आप्टिकल-उपकरणेषु गतिशीलतासु च मुक्त-इलेक्ट्रॉन-परिचयं करिष्यन्ति, यथा ऑन-चिप्-लेसर-ऑप्टिकल्-एम्पलीफायर्, डार्क-सोलिटोन्, सुपर-कण्टिनियम-स्पेक्ट्रा-इत्येतयोः पत्ताङ्गीकरणं करिष्यन्ति

तस्मिन् एव काले सः इदमपि आशास्ति यत् डॉक्टरेट्-उत्तर-संशोधनं सम्पन्नं कृत्वा सः चीनदेशं प्रत्यागत्य एकं पार-संशोधन-प्रयोगशालां स्थापयितुं शक्नोति यत् विश्वस्य अग्रणी-स्तरं प्राप्तुं शक्नोति, इलेक्ट्रॉन-सूक्ष्मदर्शिकानां, फोटोनिक्स-चिप्स-इत्यस्य च अन्वेषणं कर्तुं शक्नोति |.

सन्दर्भाः : १.

1. हेन्के, जे.-डब्ल्यू. इत्यादयः । एकीकृतप्रकाशविज्ञानं निरन्तर-पुञ्ज-इलेक्ट्रॉन-चरण-मॉडुलेशनं सक्षमं करोति । प्रकृति 600, 653-658 (2021).

2. Feist, A. इत्यादीनि। गुहा-मध्यस्थता इलेक्ट्रॉन-फोटॉन युग्म। विज्ञान 377, 777-780 (2022).

3. यांग, वाई इत्यादि। सूक्ष्म-अनुनादकेषु अरैखिक-प्रकाश-अवस्थाभिः सह मुक्त-इलेक्ट्रॉन-अन्तर्क्रिया । विज्ञान 383, 168-173 (2024).

4. Polman, A. & García de Abajo, FJ इलेक्ट्रॉनाः मक्षिकायां प्रकाशनाडीं गृह्णन्ति। विज्ञान 383, 148-149 (2024).

टंकनीकरणम् : लियू याकुन्

02/

03/

04/

05/