லேசர் வேண்டாம், சூரிய ஒளியே போதும்: வாண்டம் இயற்பியலில் வியக்க வைக்கும் ஆய்வு

இயற்பியலில் புதிய திருப்புமுனையாக, வரலாற்றிலேயே முதன்முறையாக சூரிய ஒளியில் இருந்து நேரடியாக 'குவாண்டம் சிக்கல் நிலை'யை (Quantum Entanglement) உருவாக்கி விஞ்ஞானிகள் சாதனை படைத்துள்ளனர். இந்த ஆய்வின் வெற்றி குவாண்டம் தகவல் தொடர்பு, எதிர்கால விண்வெளித் தொழில்நுட்பத்தில் புதிய வாய்ப்புகளைத் திறந்துவிட்டுள்ளது. மேலும், சிக்கலான ஃபோட்டான்களை (Photons) உருவாக்க அதிக திறன் கொண்ட லேசர்கள் மட்டுமே தேவை என்ற பொதுவான கருத்தையும் இது மாற்றியமைத்துள்ளது. கனடாவின் ஒட்டாவா பல்கலைக்கழகம் (University of Ottawa) மற்றும் ஜெர்மனியின் மேக்ஸ் பிளாங்க் இன்ஸ்டிடியூட் ஃபார் தி சயின்ஸ் ஆஃப் லைட் (Max Planck Institute for the Science of Light) ஆகியவற்றைச் சேர்ந்த ஆராய்ச்சியாளர்கள் இச்சாதனையை நிகழ்த்தியுள்ளனர். குவாண்டம் ஒளியியல் ஆராய்ச்சியாளர்களான ராபர்ட் டபிள்யூ. பாய்ட் (Robert W. Boyd), கெர்ட் லியூக்ஸ் (Gerd Leuchs) மற்றும் மரியா வி. செகோவா (Maria V. Chekhova) ஆகியோர் அடங்கிய குழு இந்த ஆய்வை மேற்கொண்டது. இவர்களின் ஆய்வுக் கட்டுரை ஆப்டிகா (Optica) அறிவியல் இதழில் வெளியாகியுள்ளது. சூரிய ஒளியில் இருந்து இது எவ்வாறு சாத்தியமானது? ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு பெரிய ஃப்ரெஸ்னல் லென்ஸைப் (Fresnel lens) பயன்படுத்தி சூரிய ஒளியை சேகரித்தனர். அந்த ஒளியை ஒரு ஃபைபர் ஆப்டிக் கேபிளுக்குள் குவித்து, பின்னர் பிரத்யேகமாக வடிவமைக்கப்பட்ட படிகத்தின் (Crystal) வழியே செலுத்தினர். படிகத்தின் உள்ளே புகுந்த ஒளி, ஃபோட்டான் ஜோடிகளை உருவாக்கியது. இந்த ஃபோட்டான்கள் ஒன்றோடொன்று குவாண்டம் ரீதியாகப் பிணைக்கப்பட்டு (Quantum Entangled) இயங்கின. சூரிய ஒளியைப் பயன்படுத்துவதில் உள்ள சவால் என்ன? லேசர் ஒளியானது மிகவும் சீரானதாகவும், ஒழுங்கமைக்கப்பட்டதாகவும் இருக்கும். ஆனால், சூரிய ஒளி பல்வேறு அலைநீளங்களைக் கொண்டும், வெவ்வேறு திசைகளில் பரவக்கூடியதாகவும் இருப்பதால், குவாண்டம் சோதனைகளில் அதைக் கட்டுப்படுத்துவது மிகவும் கடினம். இந்தச் சவாலை சமாளிக்க, ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒளியின் துருவமுனைப்பை (Polarization) மையமாகக் கொண்டு செயல்பட்டு, சூரிய ஒளியின் ஏற்ற இறக்கங்களுக்கு மத்தியிலும் குவாண்டம் தொடர்புகளைப் பாதுகாத்தனர். முடிவுகள் எவ்வாறு உறுதி செய்யப்பட்டன? சோதனையின் முடிவில், உருவான குவாண்டம் நிலை ஒரு முழுமையான இலட்சிய நிலைக்கு (Ideal Entangled State) சுமார் 94% துல்லியமாக ஒத்துப்போனது உறுதி செய்யப்பட்டது. மேலும், இது குவாண்டம் தொடர்புகளை உறுதி செய்யும் 'பெல்-இன் சமத்துவமின்மை' (Bell's inequality) சோதனையிலும் வெற்றி பெற்றது. தற்போது இது ஒரு தொடக்கநிலை ஆய்வாக (Proof of concept) மட்டுமே உள்ளதால், இதன் செயல்திறனை மேலும் அதிகரிக்க கூடுதல் ஆய்வுகள் தேவைப்படுகின்றன. எதிர்கால குவாண்டம் தொழில்நுட்பத்தில் சூரிய ஒளி உதவுமா? இத்தொழில்நுட்பம் எதிர்காலத்தில் அதிகப் பாதுகாப்பான குவாண்டம் தகவல் தொடர்பு, உணர்திறன் மிக்க சென்சார்களை உருவாக்க வழிவகுக்கும். குறிப்பாக, விண்வெளியில் செயல்படும் செயற்கைக்கோள்களுக்கு இது பெரிதும் பயனளிக்கும். விண்வெளியில் சூரிய ஒளி தாராளமாகக் கிடைப்பதால், செயற்கைக்கோள்கள் கனமான லேசர் உபகரணங்களைச் சுமந்து செல்வதற்குப் பதிலாக சூரிய ஒளியையே நேரடியாகப் பயன்படுத்திக்கொள்ள முடியும். சாதாரண சூரிய ஒளியும் குவாண்டம் தொழில்நுட்பத்தின் ஆற்றல் மூலமாக மாற முடியும் என்பதை இந்த ஆய்வு நிரூபித்துள்ளது.