ஒகினாவா இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் சயின்ஸ் அண்ட் டெக்னாலஜி (OIST) ஆராய்ச்சியாளர்கள், டங்ஸ்டன் டிஸ்லெனைட்டின் ஒரு அடுக்கில் எக்ஸிடான்களால் உமிழப்படும் ஒளிமின்னணுக்களின் வேகப் பரவலை அளந்தனர். ஏறக்குறைய ஒரு நூற்றாண்டுக்கு முன்பு எக்ஸிடான் கண்டுபிடிக்கப்பட்டதிலிருந்து விஞ்ஞானிகளால் அடைய முடியவில்லை.
எக்ஸிடான்கள் என்பது செமிகண்டக்டர்களில் காணப்படும் பொருளின் உற்சாகமான நிலை - சூரிய மின்கலங்கள், எல்இடிகள், லேசர்கள் மற்றும் ஸ்மார்ட்போன்கள் போன்ற பல நவீன தொழில்நுட்ப சாதனங்களுக்கு இந்த வகை பொருள் முக்கியமானது.
"எக்ஸிடான்கள் மிகவும் தனித்துவமான மற்றும் சுவாரஸ்யமான துகள்கள்; அவை மின்னியல் நடுநிலையானவை, அதாவது எலக்ட்ரான்கள் போன்ற பிற துகள்களிலிருந்து மிகவும் வித்தியாசமாக பொருட்களில் செயல்படுகின்றன. அவற்றின் இருப்பு உண்மையில் பொருட்கள் ஒளிக்கு எதிர்வினையாற்றுவதை மாற்றும், "பொதுவானது டாக்டர் மைக்கேல் மேன், OIST இன் ஃபெம்டோசெகண்ட் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி குழுவில் முதல் எழுத்தாளர் மற்றும் விஞ்ஞானி. "எக்ஸிடான்களின் தன்மையை முழுமையாகப் புரிந்துகொள்ள இந்த வேலை நம்மை நெருக்கமாக்குகிறது."
ஒரு குறைக்கடத்தி ஃபோட்டான்களை உறிஞ்சும் போது எக்ஸிடான்கள் உருவாகின்றன, இது எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட எலக்ட்ரான்களை குறைந்த ஆற்றல் மட்டத்திலிருந்து உயர் ஆற்றல் நிலைக்குத் தாண்டுகிறது. இது துளைகள் எனப்படும் குறைந்த ஆற்றல் மட்டங்களில் நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட காலியிடங்களை விட்டுச்செல்கிறது. எதிர் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் துளைகள் ஒன்றையொன்று ஈர்க்கின்றன, மேலும் அவை ஒன்றையொன்று சுற்றிவரத் தொடங்குகின்றன, இது எக்ஸிடான்களை உருவாக்குகிறது.
குறைக்கடத்திகளில் எக்ஸிடான்கள் இன்றியமையாதவை, ஆனால் இதுவரை, விஞ்ஞானிகள் அவற்றை வரையறுக்கப்பட்ட வழியில் மட்டுமே கண்டறிந்து அளவிட முடியும். ஒரு சிக்கல் அவற்றின் பலவீனத்தில் உள்ளது - எக்ஸிடான்களை இலவச எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் துளைகளாக உடைக்க ஒப்பீட்டளவில் சிறிய ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது. கூடுதலாக, அவை இயற்கையில் விரைவானவை - சில பொருட்களில், அவை உருவாகிய சில ஆயிரத்தில் ஒரு பங்கு நேரத்திற்குள் எக்ஸிடான்கள் அணைக்கப்படும், அந்த நேரத்தில் உற்சாகமான எலக்ட்ரான்கள் மீண்டும் துளைக்குள் "விழும்".
"விஞ்ஞானிகள் முதன்முதலில் 90 ஆண்டுகளுக்கு முன்பு எக்ஸிடான்களைக் கண்டுபிடித்தனர்" என்று மூத்த எழுத்தாளரும் OIST இன் ஃபெம்டோசெகண்ட் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி குழுவின் தலைவருமான பேராசிரியர் கேசவ் டானி கூறினார். "ஆனால் சமீப காலம் வரை, மக்கள் பொதுவாக எக்ஸிடான்களின் ஒளியியல் பண்புகளை மட்டுமே பெற்றுள்ளனர் - எடுத்துக்காட்டாக, எக்ஸிடான்கள் மறைந்து போகும் போது வெளிப்படும் ஒளி. அவற்றின் பண்புகளின் பிற அம்சங்கள், அவற்றின் உந்தம் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் துளைகள் ஒருவருக்கொருவர் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்பது மட்டுமே. கோட்பாட்டளவில் விவரிப்பதில் இருந்து பெறப்பட்டது."
இருப்பினும், டிசம்பர் 2020 இல், OIST ஃபெம்டோசெகண்ட் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி குழுமத்தைச் சேர்ந்த விஞ்ஞானிகள் சயின்ஸ் இதழில் ஒரு ஆய்வறிக்கையை வெளியிட்டனர், இது எக்ஸிடான்களில் எலக்ட்ரான்களின் வேகத்தை அளவிடுவதற்கான ஒரு புரட்சிகர நுட்பத்தை விவரிக்கிறது. இப்போது, ஏப்ரல் 21 இன் "அறிவியல் முன்னேற்றங்கள்" இதழில், குழு இந்த தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி முதன்முறையாக எக்ஸிடான்களில் உள்ள துளைகளைச் சுற்றி எலக்ட்ரான்களின் பரவலைக் காட்டும் படங்களைப் பிடித்தது.
ஆராய்ச்சியாளர்கள் முதலில் லேசர் பருப்புகளை இரு பரிமாண குறைக்கடத்திக்கு அனுப்புவதன் மூலம் எக்ஸிடான்களை உருவாக்கினர் - சமீபத்தில் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட ஒரு வகை பொருள் ஒரு சில அணுக்கள் மட்டுமே தடிமனாக உள்ளது மற்றும் அதிக சக்திவாய்ந்த எக்ஸிடான்களைக் கொண்டுள்ளது. எக்ஸிடான்கள் உருவான பிறகு, ஆராய்ச்சிக் குழு அதி-உயர் ஆற்றல் ஃபோட்டான்களைக் கொண்ட லேசர் கற்றையைப் பயன்படுத்தி எக்ஸிடான்களை சிதைத்து, எலக்ட்ரான்களை நேரடியாக பொருளிலிருந்து எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கியில் உள்ள வெற்றிட இடத்திற்கு உதைத்தது. எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி எலக்ட்ரான்களின் கோணம் மற்றும் ஆற்றலை அளவிடுகிறது, அவை பொருளுக்கு வெளியே பறக்கின்றன. இந்தத் தகவலில் இருந்து, எலக்ட்ரான்கள் எக்ஸிடான்களில் உள்ள துளைகளுடன் இணையும் போது விஞ்ஞானிகள் ஆரம்ப வேகத்தை தீர்மானிக்க முடியும்.
"இந்த தொழில்நுட்பம் உயர் ஆற்றல் இயற்பியலில் மோதல் பரிசோதனையுடன் சில ஒற்றுமைகளைக் கொண்டுள்ளது. மோதலில், துகள்கள் வலுவான ஆற்றலால் ஒன்றாக நொறுக்கப்பட்டு, அவற்றை உடைக்கின்றன. மோதல் பாதையில் உற்பத்தி செய்யப்படும் சிறிய உள் துகள்களை அளவிடுவதன் மூலம், விஞ்ஞானிகள் துண்டு துண்டாகத் தொடங்கலாம். அசல் முழுமையான துகளின் உள் அமைப்பு ஒன்றாக," பேராசிரியர் டானி கூறினார். "இங்கே, நாங்கள் இதேபோன்ற ஒன்றைச் செய்கிறோம் - எக்ஸிடான்களை உடைக்க தீவிர புற ஊதா ஒளி ஃபோட்டான்களைப் பயன்படுத்துகிறோம், மேலும் உள்ளே என்ன இருக்கிறது என்பதை விவரிக்க எலக்ட்ரான்களின் பாதைகளை அளவிடுகிறோம்."
"இது ஒரு எளிய சாதனை அல்ல," பேராசிரியர் டானி தொடர்ந்தார். "எக்ஸிடான்களை சூடாக்குவதைத் தவிர்க்க குறைந்த வெப்பநிலை மற்றும் குறைந்த தீவிரத்தில் அளவீடு மிகவும் கவனமாக செய்யப்பட வேண்டும். ஒரு படத்தைப் பெற சில நாட்கள் ஆனது. இறுதியில், குழு வெற்றிகரமாக எக்ஸிடான்களின் அலை செயல்பாட்டை அளந்தது, மேலும் அது தி எலக்ட்ரான் துளையைச் சுற்றி அமைந்திருக்கும் நிகழ்தகவு.
ஆய்வின் முதல் ஆசிரியரும் OIST இன் ஃபெம்டோசெகண்ட் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி குழுமத்தின் விஞ்ஞானியுமான டாக்டர் ஜூலியன் மேடியோ, "இந்த வேலை இந்தத் துறையில் ஒரு முக்கியமான முன்னேற்றம்" என்றார். "துகள்களின் உள் சுற்றுப்பாதைகளை பார்வைக்கு பார்க்கும் திறன், ஏனெனில் அவை பெரிய கலப்பு துகள்களை உருவாக்குகின்றன, இது கலப்பு துகள்களை முன்னோடியில்லாத வகையில் புரிந்து கொள்ளவும், அளவிடவும் மற்றும் இறுதியில் கட்டுப்படுத்தவும் அனுமதிக்கிறது. இது இந்த கருத்துகளின் அடிப்படையில் புதியவற்றை உருவாக்க அனுமதிக்கிறது. குவாண்டம் பொருள் மற்றும் தொழில்நுட்பத்தின் நிலை."
பதிப்புரிமை @ 2020 Shenzhen Box Optronics Technology Co., Ltd. - China Fiber Optic Modules, Fiber Coupled Lasers Manufacturers, Laser Components சப்ளையர்கள் அனைத்து உரிமைகளும் பாதுகாக்கப்பட்டவை.
