कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, इरविन के रसायनज्ञों की टीम ने एक रोमांचक खोज की है जो प्रकाश और पदार्थ के बीच एक नई बातचीत का खुलासा करती है जो अब तक अज्ञात थी। लेखकों का सुझाव है कि इस खोज में सौर ऊर्जा प्रणालियों, प्रकाश उत्सर्जक डायोड, अर्धचालक लेजर और अन्य तकनीकी प्रगति में सुधार करने की क्षमता है।
इस आर्टिकल में हम आपको बताने जा रहे हैं कि वैज्ञानिकों की खोज क्या है? प्रकाश की नई संपत्ति.
प्रकाश की नई संपत्ति
शोधकर्ताओं ने, रूस में कज़ान संघीय विश्वविद्यालय में अपने समकक्षों के सहयोग से, एसीएस नैनो पत्रिका में एक हालिया प्रकाशन में विस्तार से बताया कि कैसे उन्होंने पाया कि फोटॉन, जब सिलिकॉन में नैनोमीटर-स्केल स्थानों के भीतर सीमित होते हैं, वे ठोस पदार्थों में इलेक्ट्रॉनों की तुलना में महत्वपूर्ण गति प्राप्त कर सकते हैं।
अध्ययन के एक बयान के अनुसार, "सिलिकॉन, जो हमारे ग्रह पर दूसरा सबसे प्रचलित तत्व है और समकालीन इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के आधार के रूप में कार्य करता है, को अपनी खराब ऑप्टिकल विशेषताओं के कारण ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स में इसके अनुप्रयोग में बाधाओं का सामना करना पड़ा है।" इरविन में रसायन विज्ञान के एसोसिएट प्रोफेसर दिमित्री फिशमैन वरिष्ठ लेखक हैं।
उनके कथन के अनुसार, सिलिकॉन, अपने विशाल रूप में, इसमें प्रकाश उत्सर्जित करने की अंतर्निहित क्षमता नहीं है। हालाँकि, दृश्य विकिरण के संपर्क में आने पर, झरझरा, नैनोसंरचित सिलिकॉन में अवलोकन योग्य प्रकाश उत्पन्न करने की क्षमता होती है। इस घटना को वैज्ञानिकों द्वारा कई वर्षों से मान्यता दी गई है, हालांकि रोशनी का सटीक स्रोत विवाद का विषय बना हुआ है।
फिशमैन ने बताया कि 1923 में आर्थर कॉम्पटन की अग्रणी खोज से पता चला कि गामा फोटॉन में इलेक्ट्रॉनों के साथ महत्वपूर्ण बातचीत में संलग्न होने के लिए पर्याप्त गति थी, चाहे वे स्वतंत्र हों या बाध्य हों। इस मौलिक खोज ने प्रकाश की दोहरी प्रकृति के लिए साक्ष्य प्रदान किया, जिसमें तरंग और कण दोनों विशेषताएं शामिल थीं। उस के लिए धन्यवाद, कॉम्पटन को 1927 में भौतिकी में नोबेल पुरस्कार मिला।.
हमारे द्वारा किए गए प्रयोगों के माध्यम से, उन्होंने दिखाया है कि नैनोस्केल सिलिकॉन क्रिस्टल के भीतर दृश्य प्रकाश के हेरफेर से अर्धचालकों के भीतर ऑप्टिकल इंटरैक्शन होता है जो तुलनीय है।
बातचीत की शुरुआत को समझने के लिए, 20वीं सदी की शुरुआत में वापस जाना जरूरी है. इस समय के दौरान, सीवी रमन, एक प्रसिद्ध भारतीय भौतिक विज्ञानी, जिन्हें बाद में 1930 में भौतिकी में नोबेल पुरस्कार मिला, ने दृश्य प्रकाश का उपयोग करके कॉम्पटन के प्रयोग को दोहराने का प्रयास किया। हालाँकि, उन्हें एक बड़ी बाधा का सामना करना पड़ा: इलेक्ट्रॉनों की गति और दृश्य फोटॉन की गति के बीच उल्लेखनीय विसंगति।
असफलता का सामना करने के बावजूद, तरल पदार्थ और गैसों में अकुशल प्रकीर्णन पर रमन के अध्ययन के परिणामस्वरूप कंपनात्मक रमन प्रभाव की खोज हुई, जो अब व्यापक रूप से मान्यता प्राप्त है. परिणामस्वरूप, पदार्थ के अध्ययन के लिए एक महत्वपूर्ण तकनीक स्पेक्ट्रोस्कोपी को आमतौर पर रमन स्कैटरिंग के रूप में जाना जाता है।
रमन इलेक्ट्रॉन प्रकीर्णन
सह-लेखक एरिक पोटमा, जो इरविन में रसायन विज्ञान के प्रोफेसर भी हैं, ने बताया कि अव्यवस्थित सिलिकॉन में फोटोनिक गति के रहस्योद्घाटन को एक प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक रमन बिखरने के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है। हालाँकि, पारंपरिक कंपनात्मक रमन के विपरीत, इलेक्ट्रॉन रमन इलेक्ट्रॉन के लिए अलग-अलग आरंभ और अंत बिंदु शामिल करता है, एक ऐसी घटना जो पहले केवल धात्विक पदार्थों में देखी जाती थी।
अपनी प्रयोगशाला में, शोधकर्ताओं ने अनाकार से क्रिस्टलीय तक, पारदर्शिता की विभिन्न डिग्री के साथ सिलिकॉन ग्लास के नमूने बनाए। अपने प्रयोगों को अंजाम देने के लिए, उन्होंने 300-नैनोमीटर-मोटी सिलिकॉन फिल्म का उपयोग किया और एक सटीक रूप से केंद्रित निरंतर-तरंग लेजर बीम का निर्देशन किया, जिसे उन्होंने सीधी रेखाओं के अनुक्रम को अंकित करने के लिए स्कैनिंग गति में घुमाया।
सबमिट करते समय 500 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर कुछ क्षेत्रों में, इस प्रक्रिया द्वारा एक समान क्रॉस-लिंक्ड ग्लास सामग्री का उत्पादन किया गया था। इसके विपरीत, जब तापमान 500 C की सीमा से अधिक हो गया, तो एक असमान अर्धचालक ग्लास का निर्माण हुआ। इस दिलचस्प "हल्की फोम फिल्म" ने वैज्ञानिकों को नैनोस्केल पर इलेक्ट्रॉनिक, ऑप्टिकल और थर्मल विशेषताओं में छोटे उतार-चढ़ाव की सावधानीपूर्वक जांच करने की अनुमति दी।
फिशमैन के अनुसार, यह विशेष कार्य हमारी वर्तमान समझ के लिए एक चुनौती प्रस्तुत करता है कि प्रकाश और पदार्थ कैसे परस्पर क्रिया करते हैं, इस प्रक्रिया में फोटोनिक गति द्वारा निभाई जाने वाली महत्वपूर्ण भूमिका पर जोर दिया गया।
अराजक प्रणालियों में इलेक्ट्रॉनों और फोटॉनों के बीच परस्पर क्रिया उनके क्षणों के संरेखण के कारण तेज हो जाती है, एक ऐसी घटना जिसके बारे में पहले सोचा गया था कि यह केवल शास्त्रीय कॉम्पटन बिखरने में उच्च-ऊर्जा गामा फोटॉन के साथ होती है। यह अभूतपूर्व खोज पारंपरिक ऑप्टिकल स्पेक्ट्रोस्कोपी की पहुंच का विस्तार करने की नई संभावनाएं खोलती है। यह रासायनिक विश्लेषण में अपने सामान्य अनुप्रयोगों से आगे निकल जाता है, जैसे कि संरचनात्मक अध्ययन में उपयोग की जाने वाली पारंपरिक कंपन रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी। यह खोज फोटॉन द्वारा ली गई जानकारी की जांच करते समय उनकी गति पर विचार करने के महत्व पर जोर देती है।
मुद्रित प्रकाश
जब बिजली किसी ऐसी सतह पर गिरती है जिसमें वक्रता का अभाव होता है, तो एक अचूक अर्धचंद्राकार आकृति पीछे छूट जाती है। इस अवलोकन ने वैज्ञानिकों को यह समझने के लिए प्रेरित किया कि सर्पिल आकार के प्रकाश स्तंभ के सबसे सामने वाले भाग में फोटॉन चारों ओर एक घूर्णन प्रदर्शित करते हैं इसका कोर बीम के पीछे रखे फोटॉनों की तुलना में तुलनात्मक रूप से धीमा है। यह खोज प्रभावी ढंग से इस विशेष घटना के लिए एक प्रशंसनीय व्याख्या प्रदान करती है।
स्पेन और संयुक्त राज्य अमेरिका के विभिन्न संस्थानों के वैज्ञानिकों के एक समूह ने एक रोमांचक रहस्योद्घाटन किया। उन्होंने प्रकाश की अब तक अज्ञात विशेषता की पहचान की है, जिसे उन्होंने "ऑटोकपल" कहा है। इस गुण की तुलना एक लम्बे सर्पिल या हेलिक्स से की जा सकती है, जो एक झरने की याद दिलाता है। जर्नल साइंस में "समय-भिन्न कक्षीय कोणीय गति के साथ अत्यधिक पराबैंगनी किरणों की उत्पत्ति" शीर्षक के तहत प्रकाशित निष्कर्षों में अभूतपूर्व तकनीकी प्रगति का मार्ग प्रशस्त करने की क्षमता है।
पिछले प्रयोगों के आधार पर वैज्ञानिक यह खोज करने में सफल रहे। ये प्रयोग इसमें दो लेज़र किरणों को एक साथ आर्गन गैस के बादल में निर्देशित करना शामिल था. ऐसा करने से, प्रकाश किरणों को संयोजित होने और एक एकीकृत किरण बनाने के लिए मजबूर होना पड़ा। इससे वैज्ञानिकों को यह एहसास हुआ कि प्रकाश प्रबुद्ध वस्तुओं पर पता लगाने योग्य मात्रा में दबाव डाल सकता है। यह सिद्धांत अंतरिक्ष में सौर यात्रा को आगे बढ़ाएगा।
मुझे आशा है कि इस जानकारी से आप वैज्ञानिकों द्वारा खोजे गए प्रकाश के नए गुण के बारे में और अधिक जान सकते हैं।