ಬೆಳಕನ್ನೇ ಹರಳುಗಟ್ಟಿಸಿದ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು!!!
ಒಂಭತ್ತನೇ
ತರಗತಿಯ ವಿಜ್ಞಾನ ಪಠ್ಯಪುಸ್ತಕವನ್ನು ಭಾಷಾಂತರಿಸುತ್ತಿದ್ದಾಗ ನನಗೆ ಇದ್ದಕ್ಕಿದ್ದಂತೆ ದ್ರವ್ಯದ ೫ನೇ ಸ್ಥಿತಿಯಾದ ಬೋಸ್-ಐನ್‌ಸ್ಟೀನ್‌ ಕಂಡನ್ಸೇಟ್‌ ಕುರಿತು ಅನೇಕ ಅನುಮಾನಗಳು ಮೂಡತೊಡಗಿದವು. ಬೆಳಕನ್ನೂ ಹೀಗೆಯೇ ಹೆಪ್ಪುಗಟ್ಟಿಸಬಹುದೇ ?
ಹೌದಾದಲ್ಲಿ, ಅದು ಹೇಗಿರಬಹುದು? ಎಂಥ ಮೂರ್ಖತನದ ಆಲೋಚನೆಗಳೊ? ಇತ್ತೀಚೆಗೆ ಬೆಳಕನ್ನೂ ಹರಳುಗಟ್ಟಿಸಿದ
ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಎಂಬ ಸುದ್ದಿ ಕೇಳಿದ ಮೇಲೆ ಇನ್ನಷ್ಟುಅಚ್ಚರಿಗೆಕಾರಣವಾಯಿತು. ಇದು ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಜಗತ್ತಿನಲ್ಲಿ
ಮಹಾನ್‌ ಅಲ್ಲೋಲಕಲ್ಲೋಲ ಹುಟ್ಟುಹಾಕಬಹುದಾದ ಸಂಶೋಧನೆಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು, ಎಂದೇ ಪರಿಗಣಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ.
https://physics.aps.org/assets/09947a9e-c1bb-451c-9ca3-f60ad4752c79/e7_1.png
Figure: A Bose-Einstein condensate of photons. (Top) Schmitt et al. produce a photon BEC by using an optical pump to excite dye molecules in an optical cavity. The surrounding molecules act as a heat bath and a particle reservoir. (Center) When the effective size of the reservoir is large enough, the setup produces grand-canonical conditions and Schmitt et al. observe large fluctuations in the number of particles in the condensate. (Bottom) These fluctuations disappear with a small reservoir.
ಇತ್ತೀಚಿನ
ದಿನಗಳಲ್ಲಿ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಬೆಳಕನ್ನು "ಸ್ಫಟಿಕೀಕರಿಸುವ" ಒಂದು ಅದ್ಭುತ
ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದಿದ್ದಾರೆ. ಇದು ಕೇವಲ ಒಂದು ಸಾಧನೆಯಲ್ಲ,
ಬದಲಿಗೆ ಬೆಳಕನ್ನು ಘನವಸ್ತು ಮತ್ತು ದ್ರವದ ಗುಣಗಳನ್ನು
ಒಟ್ಟಿಗೆ ಹೊಂದಿರುವ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಮಾಂತ್ರಿಕ ಕ್ಷಣ ! ಪೊಲಾರಿಟಾನ್ ಎಂಬ ಬೆಳಕು-ವಸ್ತು ಸಂಯೋಗದ ಮೂಲಕ ಈ ಸಾಧನೆ ಸಾಧ್ಯವಾಗಿದೆ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ
ಇದೊಂದು ಕ್ರಾಂತಿಕಾರಿ ಹೆಜ್ಜೆಯಾಗಿದ್ದು, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್, ಫೋಟೊನಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಇನ್ನೂ ಅನೇಕ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ದೊಡ್ಡ ಬದಲಾವಣೆ ತರುವ ನಿರೀಕ್ಷೆ ಇದೆ.. ಅದೆಷ್ಟು ಹೊಸ ಸಂಶೋಧನಾ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳ ಉಗಮಕ್ಕೆಇದು
ಕಾರಣವಾದೀತು. ಮಾರ್ಚ್ 5,
2025ರಂದು *ನೇಚರ್* ಪತ್ರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಕಟವಾದ ಈ ಸಂಶೋಧನೆ,
ಬೆಳಕಿನ ಅಸಾಧ್ಯ ಗುಣಗಳನ್ನು ತೋರಿಸುವ ಒಂದು ರೋಮಾಂಚಕ ಕಥೆಯಾಗಿದೆ.
ಬೆಳಕಿನ ಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣದ ಹಿಂದಿನ ರಹಸ್ಯ
ಈ ಆವಿಷ್ಕಾರದ ಕೇಂದ್ರ ಬಿಂದು "ಸೂಪರ್‌ಸಾಲಿಡ್" ಎಂಬ ಅಪರೂಪದ ಮತ್ತು
ವಿಚಿತ್ರವಾದ ವಸ್ತುಸ್ಥಿತಿ. ಇದು ಸ್ಫಟಿಕದಂತಹ ಘನ ರಚನೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೂ, ಸೂಪರ್‌ಫ್ಲೂಯಿಡ್‌ನಂತೆ ಘರ್ಷಣೆ ಇಲ್ಲದ ತರಲ (ಹರಿಯುವ) ಗುಣವನ್ನು
ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸೂಪರ್‌ಸಾಲಿಡ್‌ಗಳನ್ನು ಅತಿ ಶೀತಲ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಪರಮಾಣುಗಳ
ಮೂಲಕ ಮಾತ್ರ ಕಾಣಬಹುದಾಗಿತ್ತು. ಆದರೆ ಇಟಲಿಯ ರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಸಂಶೋಧನಾ ಮಂಡಳಿಯ (CNR) ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳ ತಂಡವು ಬೆಳಕನ್ನೇ
ಈ ಪ್ರಯೋಗಕ್ಕೆ ಬಳಸಿ ಇತಿಹಾಸ ಸೃಷ್ಟಿಸಿದೆ. ಭಾರತದ IISER,
ಪುಣೆಯ ಸಂಶೋಧಕರು ಕೂಡ ಫೋಟೊನಿಕ್ ಸ್ಫಟಿಕಗಳು ಮತ್ತು ಪೊಲಾರಿಟಾನ್‌ಗಳ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಗುಣಗಳ
ಬಗ್ಗೆ ಸಂಶೋಧನೆ ನಡೆಸಿದ್ದಾರೆ. 2022ರಲ್ಲಿ ಅವರು ʼನೇಚರ್
ಫೋಟೋನಿಕ್ಸ್‌ʼನಲ್ಲಿ
ಪ್ರಕಟಿಸಿದ ಲೇಖನದಲ್ಲಿ
ಬೆಳಕಿನ ಕಣಗಳನ್ನು
ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಹೊಸ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದ್ದರು. ಇದು ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಂಶೋಧನೆಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ
ಮಹತ್ವದ ಸಾಧನೆಯಾಗಿದೆ.
ಇಟಲಿಯ ಸಂಶೋಧಕರು ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಗ್ಯಾಲಿಯಂ ಆರ್ಸೆನೈಡ್ ಎಂಬ ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತುವನ್ನು ಮೈಕ್ರೊಕ್ಯಾವಿಟಿಯಲ್ಲಿ ಇರಿಸಿ, ಬೆಳಕನ್ನು ಸೆರೆಹಿಡಿದರು. ಫೋಟಾನ್‌ಗಳು (ಬೆಳಕಿನ ಕಣಗಳು) ಮತ್ತು ಎಕ್ಸಿಟಾನ್‌ಗಳ (ಅರೆವಾಹಕದಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್-ರಂಧ್ರ ಜೋಡಿಗಳು) ಸಂಯೋಗದಿಂದ ಪೊಲಾರಿಟಾನ್‌ಗಳು ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾದವು. ಈ ಪೊಲಾರಿಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಫೋಟೊನಿಕ್-ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ ವೇವ್‌ಗೈಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುವಂತೆ ಮಾಡಲಾಯಿತು. ಆಗ ಅವು ಸ್ವಯಂಪ್ರೇರಿತವಾಗಿ ಸ್ಫಟಿಕದಂತಹ ರಚನೆಯನ್ನು ರೂಪಿಸಿದವು. ಘರ್ಷಣೆ ಇಲ್ಲದೆ ಹರಿಯುವ ಗುಣವನ್ನು ಇವು ಕಾಯ್ದುಕೊಂಡವು. ಹೀಗೆ, ಬೆಳಕು ಸೂಪರ್‌ಸಾಲಿಡ್ ಎಂಬ ಅತಿ ಘನ ರಚನೆಯ ಜೊತೆಗೆ ತರಲಗಳ ಮಾಯಾಜಾಲ !
ಈ ಸಂಶೋಧನೆಗೆ ಸಮಾನಾಂತರವಾಗಿ, ಭಾರತೀಯ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಕೂಡ ಕ್ವಾಂಟಮ್
ದ್ರವಗಳು ಮತ್ತು ಸೂಪರ್‌ಸಾಲಿಡ್‌ಗಳ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹ ಕೊಡುಗೆ ನೀಡಿದ್ದಾರೆ. 2020ರಲ್ಲಿ, ಭಾರತೀಯ ವಿಜ್ಞಾನ ಸಂಸ್ಥೆ (IISc), ಬೆಂಗಳೂರು ಮತ್ತು ಟಾಟಾ
ಮೂಲಭೂತ ಸಂಶೋಧನಾ ಸಂಸ್ಥೆ (TIFR)ಯ
ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಬೋಸ್-ಐನ್ಸ್ಟೈನ್ ಕಂಡೆನ್ಸೇಟ್ (BEC)
ಮೂಲಕ ಸೂಪರ್‌ಸಾಲಿಡ್ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಪ್ರಯೋಗಶಾಲೆಯಲ್ಲಿ ರಚಿಸುವಲ್ಲಿ ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿದ್ದರು. ಈ
ಸಂಶೋಧನೆ ʼಫಿಸಿಕಲ್ ರಿವ್ಯೂ
ಲೆಟರ್ಸ್ʼ ನಲ್ಲಿ
ಪ್ರಕಟವಾಗಿತ್ತು ಮತ್ತು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ವಸ್ತುಗಳ ಅಸಾಧಾರಣ ಗುಣಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಹೊಸ ದಾರಿ
ತೆರೆದಿತ್ತು.
ಹಿಂದಿನ
ಸಾಧನೆಗಳನ್ನು ಮೀರಿದ ಮೈಲಿಗಲ್ಲು
ಬೆಳಕನ್ನು ದ್ರವದಂತೆ ಮಾಡುವ ಪ್ರಯತ್ನ
ಹೊಸದೇನಲ್ಲ. ಹತ್ತು ವರ್ಷಗಳ ಹಿಂದೆಯೇ CNR
ಸಂಶೋಧಕ ಡೇನಿಯಲ್ ಸ್ಯಾನ್‌ವಿಟ್ಟೊ ಪೊಲಾರಿಟಾನ್‌ಗಳ ದ್ರವ ಗುಣವನ್ನು ತೋರಿಸಿದ್ದರು. ಆದರೆ, ಈ ಹೊಸ ಸಂಶೋಧನೆ ಒಂದು ಹೆಜ್ಜೆ ಮುಂದೆ ಹೋಗಿ, ಬೆಳಕನ್ನುಅದರ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಹರಿವನ್ನು
ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳದಂತೆ ಘನ ರಚನೆಯಾಗಿ
ಪರಿವರ್ತಿಸಿದೆ.ಈ ಪ್ರಯೋಗದ ಸಂಕೀರ್ಣತೆಯನ್ನು ಒತ್ತಿ ಹೇಳುತ್ತಾ ಸ್ಯಾನ್‌ವಿಟ್ಟೊ "ಬೆಳಕಿನಿಂದ ಸೂಪರ್‌ಸಾಲಿಡ್ ಪಡೆದಿರುವುದು ಇದೇ ಮೊದಲು" ಎಂದು ಹೇಳಿದ್ದಾರೆ.
ಅತಿ ಶೀತಲ ಪರಮಾಣುಗಳ ಬದಲು ಅರೆವಾಹಕವನ್ನು
ಬಳಸಿದ್ದು ಈ ಸಂಶೋಧನೆಯ ವಿಶೇಷತೆ. ಇದರಿಂದ ಈ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಸುಲಭವಾಗಿ ಬಳಸಬಹುದಾದ
ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಪರೀಕ್ಷಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿದೆ. ಪೊಲಾರಿಟಾನ್‌ಗಳು ಬೆಳಕು ಮತ್ತು ದ್ರವ್ಯದ ಸೇತುವೆಯಾಗಿ,
ಈ ಆವಿಷ್ಕಾರಕ್ಕೆ ದಾರಿ ಮಾಡಿಕೊಟ್ಟಿವೆ.
ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಕ್ಕೆ ಒಂದು ಹೊಸ ದಿಕ್ಕು
ಬೆಳಕಿನ ಸೂಪರ್‌ಸಾಲಿಡ್ ರಚನೆ
ಭವಿಷ್ಯದ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ಅಪೂರ್ವ ಜ್ಞಾನದ ಅಕ್ಷಯ ಗಣಿಯಾಗಬಹುದು.
ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್‌ನಲ್ಲಿ,
ಇದು ಮಾಹಿತಿಯ ಸಂಸ್ಕರಣೆ ಮತ್ತು ಸಂಗ್ರಹಣೆಗೆ ಹೊಸ ವೇದಿಕೆಯಾಗಬಹುದು.ಈಗ ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಗಾಣಿಕೆಯಲ್ಲಿ
ಶೇಕಡಾ ೪೦ರಷ್ಟು ಶಕ್ತಿಯ ನಷ್ಟವಾಗುತ್ತಿರುವುದು ಗೊತ್ತೇ ಇದೆ. ಹೊಸ ಸಂಶೋಧನೆಯಿಂದ ಘರ್ಷಣೆ ಇಲ್ಲದ ಹರಿವು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಅತ್ಯಂತ ಸಮರ್ಥವಾಗಿ
ಸಾಗಿಸಲು ಸಹಕಾರಿಯಾಗಲಿದೆ. ಜೊತೆಗೆ ಸ್ಫಟಿಕ ರಚನೆಯಿಂದ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಸಂವೇದಕಗಳು ಅಥವಾ ಹೊಸ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಉಪಕರಣಗಳನ್ನು ಇನ್ನಷ್ಟು ಉತ್ಕೃಷ್ಟವಾಗಿ
ರೂಪಿಸಬಹುದು.
ಭಾರತೀಯ ಸ್ಪೇಸ್ ರಿಸರ್ಚ್ ಆರ್ಗನೈಸೇಶನ್ (ISRO) ಮತ್ತು ಡಿಫೆನ್ಸ್
ರಿಸರ್ಚ್ ಅಂಡ್ ಡೆವಲಪ್ಮೆಂಟ್ ಆರ್ಗನೈಸೇಶನ್ (DRDO)
ಈ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಸಂವೇದಕಗಳು ಮತ್ತು ಸುರಕ್ಷಿತ ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸುವ ಬಗ್ಗೆ
ಆಸಕ್ತಿ ತೋರಿಸಿವೆ. ಭಾರತ ಸರ್ಕಾರದ ವಿಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಇಲಾಖೆ (DST) ಮತ್ತು ಸರ್ಕಾರಿ
ಕ್ವಾಂಟಮ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಯೋಜನೆ ಈ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಹೂಡಿಕೆ ಮಾಡುತ್ತಿವೆ. IISc,
TIFR, ಮತ್ತು IISERಗಳು
ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಫೋಟೊನಿಕ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಪಂಚದ ಮುಂಚೂಣಿ ಸಂಸ್ಥೆಗಳಾಗಿ ಮಾರ್ಪಡುತ್ತಿವೆ.
ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಜೊತೆಗೆ, ಇದು ಶುದ್ಧ
ವಿಜ್ಞಾನವಾದ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ಅರಿವು ಹೆಚ್ಚಿಸಿ ಇನ್ನಷ್ಟು ಆಳವಾದ ಒಳನೋಟವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಸೊರ್ಬೊನ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ
ಆಲ್ಬರ್ಟೊ ಬ್ರಮತಿ ಹೇಳುವಂತೆ,
ಈ ಸಂಶೋಧನೆ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ವಸ್ತುಗಳ ಸ್ಥಿತಿಗಳ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಸಹಾಯ
ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಬೆಳಕನ್ನೊಳಗೊಂಡ ಸೂಪರ್‌ಸಾಲಿಡ್‌ಗಳು ಭವಿಷ್ಯದಲ್ಲಿ ಇನ್ನಷ್ಟು ವಿಚಿತ್ರ
ಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಅನ್ವೇಷಿಸಲು ದಾರಿ ಮಾಡಿಕೊಡಬಹುದು.
ಮುಂದಿನ ಹಾದಿ
ಈ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ರೋಮಾಂಚಕವಾಗಿದ್ದರೂ, ಈ ಹೊಸ ವಸ್ತುಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ
ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಇನ್ನಷ್ಟು ಸಂಶೋಧನೆ ಆಗಬೇಕು.
ಹೆಚ್ಚಿನ ಮಾಪನಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಈ ಸೂಪರ್‌ಸಾಲಿಡ್‌ನ ಗುಣಗಳನ್ನು ಸ್ಪಷ್ಟಪಡಿಸಲಿವೆ.
ಮುಖ್ಯ ಸಂಶೋಧಕ ಡಿಮಿಟ್ರಿಸ್ ಟ್ರೈಪೊಗಿಯೊರ್ಗೊಸ್ ಈ ಆಶಾಭಾವನೆ
ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಿದ್ದಾರೆ, "ಬೆಳಕಿನ ಹರಳುಗಳನ್ನು ಪರಮಾಣುಗಳಿಗಿಂತ ಸುಲಭವಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು" ಎಂದು ಹೇಳಿದ್ದಾರೆ.
**ಉಲ್ಲೇಖಗಳು:**
1.
Nature (2025), "Light Crystallization in Quantum Materials."
2.
Physical Review Letters (2020), "Observation of Supersolidity in a
Bose-Einstein Condensate."
3.
Nature Photonics (2022), "Advanced Control of Polaritons in Photonic
Crystals."
4.
DST, Government of India – Quantum Mission Reports.
