وارسا(پاک ترک نیوز )سائنس دانوں نے طبیعیات کی دنیا میں ایک غیر معمولی کامیابی حاصل کرتے ہوئے مادے کی ایسی نایاب کوانٹم حالت کا مشاہدہ کیا ہے جس میں روشنی سے جڑے ذرات بیک وقت ٹھوس اور مائع دونوں جیسی خصوصیات ظاہر کرتے ہیں۔ اس دریافت کی سب سے حیران کن بات یہ ہے کہ یہ تجربہ کمرے کے عام درجہ حرارت پر کیا گیا، جبکہ اس سے پہلے ایسے مظاہر کے مشاہدے کے لیے مادے کو انتہائی کم درجہ حرارت پر ٹھنڈا کرنا ضروری سمجھا جاتا تھا۔
اس منفرد حالت کو سپر سالڈ کہا جاتا ہے۔ عام ٹھوس مادے میں ذرات ایک منظم ترتیب کے تحت موجود ہوتے ہیں، جیسے کسی قلمی ساخت میں، جبکہ مائع مادہ بہنے کی صلاحیت رکھتا ہے۔ سپر سالڈ میں یہ دونوں خصوصیات ایک ساتھ پائی جاتی ہیں، یعنی اس میں ٹھوس مادے جیسی باقاعدہ اندرونی ترتیب بھی ہوتی ہے اور مائع کی طرح بغیر اندرونی رگڑ کے بہنے کی غیر معمولی صلاحیت بھی۔
یہ تحقیق یونیورسٹی آف وارسا، پولینڈ کی ملٹری یونیورسٹی آف ٹیکنالوجی، آئی بی ایم ریسرچ زیورخ اور فرانس کے قومی مرکز برائے سائنسی تحقیق کے سائنس دانوں نے مشترکہ طور پر انجام دی۔ تحقیق کے نتائج سائنسی جریدے سائنس ایڈوانسز میں شائع کیے گئے ہیں۔
ماضی میں سپر سالڈ کی حالت کا تجرباتی مشاہدہ انتہائی سرد ماحول میں ایٹموں کو ٹھنڈا کرکے تیار کیے گئے نظاموں میں کیا گیا تھا۔ لیکن اس نئی تحقیق میں سائنس دانوں نے ایٹموں کے بجائے روشنی اور مادے کی مشترکہ خصوصیات رکھنے والے مخصوص ذرات استعمال کیے، جنہیں ایکسائٹن پولیریٹونز کہا جاتا ہے۔
یہ ذرات اس وقت وجود میں آتے ہیں جب روشنی کسی مادے کے ساتھ انتہائی مضبوط انداز میں تعامل کرتی ہے اور دونوں کی خصوصیات ایک دوسرے میں شامل ہو جاتی ہیں۔ ان ذرات کی زندگی انتہائی مختصر، عموماً چند کھربویں سیکنڈ ہوتی ہے، لیکن اس مختصر وقت میں بھی یہ ایک اجتماعی کوانٹم حالت اختیار کر سکتے ہیں۔
محققین نے اس مقصد کے لیے ایک خصوصی نوری نظام تیار کیا، جس میں مائع قلمی مادے پر مشتمل انتہائی باریک نوری گہا اور نامیاتی نیم موصل تہہ استعمال کی گئی۔ اس انتظام کے ذریعے روشنی اور مادے کے ذرات کے درمیان مطلوبہ تعامل پیدا کیا گیا اور انتہائی سرد درجہ حرارت کی ضرورت ختم ہوگئی۔
تحقیق میں شامل پروفیسر وکٹر پیسک کے مطابق ان کی تیار کردہ مائع قلمی نوری گہائیں تقریباً 60 ڈگری سینٹی گریڈ تک کے درجہ حرارت پر بھی کام کر سکتی ہیں۔ یہ درجہ حرارت ان انتہائی سرد حالات سے کہیں زیادہ ہے جن میں پہلے اس نوعیت کے تجربات کیے جاتے رہے ہیں۔
سائنس دانوں نے تجربے کے دوران خارج ہونے والی روشنی میں روشن لکیروں اور مخصوص نمونوں کا مشاہدہ کیا۔ ان لکیروں کی باقاعدہ ترتیب اس بات کا ثبوت تھی کہ ذرات نے ایک منظم ساخت اختیار کرلی ہے، جو ٹھوس مادے کی بنیادی خصوصیت ہے۔
تاہم ہر مرتبہ لیزر کی مدد سے نظام کو متحرک کرنے پر روشن لکیریں مختلف مقامات پر نمودار ہوئیں۔ سائنس دانوں کے مطابق یہ خودکار طور پر توازن ٹوٹنے کے عمل کی علامت ہے، جس میں کوئی نظام کئی ممکنہ یکساں حالتوں میں سے خود ایک مخصوص ترتیب اختیار کرلیتا ہے۔
محققین نے روشنی کی قطبیت میں بھی ایک خاص ترتیب دیکھی، جسے مستقل اسپن ہیلکس کہا جاتا ہے۔ اس طرح روشنی کی شدت اور قطبیت دونوں میں منظم تبدیلیاں سامنے آئیں، جنہوں نے سپر سالڈ کی موجودگی کے شواہد فراہم کیے۔
اس تجربے میں سائنس دانوں کو ایک عملی مشکل کا بھی سامنا کرنا پڑا۔ استعمال ہونے والا نامیاتی نیم موصل مائع قلمی مادے کے ساتھ بتدریج کیمیائی تعامل کرتا تھا، جس کی وجہ سے تیار کردہ نمونے صرف چند گھنٹوں تک قابل استعمال رہتے تھے۔ اس لیے محققین کو تجربے کی تمام پیمائشیں پہلے سے ترتیب دینا پڑیں۔
ماہرین کے مطابق اس دریافت کی اہمیت صرف کوانٹم طبیعیات کے ایک نایاب مظہر کو سمجھنے تک محدود نہیں بلکہ اس سے مستقبل میں روشنی کی مدد سے معلومات کی تیز رفتار ترسیل اور پراسیسنگ کی ٹیکنالوجی کو بھی فائدہ پہنچ سکتا ہے۔
ممکنہ استعمالات میں روشنی پر مبنی کمپیوٹنگ، مصنوعی ذہانت سے متاثر جدید کمپیوٹنگ نظام، انتہائی حساس نوری آلات اور ایسے سینسر شامل ہیں جو روشنی میں معمولی سے معمولی تبدیلی بھی محسوس کر سکیں۔
اس تحقیق کی ایک اور اہم خصوصیت یہ ہے کہ تیار کردہ نظام کو بجلی کے ذریعے قابو کیا جا سکتا ہے۔ بیرونی برقی رو یا وولٹیج کے ذریعے مائع قلمی مادے کی نوری خصوصیات تبدیل کی جا سکتی ہیں، جس سے سائنس دانوں کو کوانٹم حالتوں پر زیادہ بہتر کنٹرول حاصل ہوگا۔
ماہرین کا کہنا ہے کہ یہ دریافت مستقبل میں ایسی ٹیکنالوجی کی تیاری کی بنیاد بن سکتی ہے جس میں روشنی کے ذریعے معلومات پر کارروائی کی جائے گی۔ اگرچہ عملی کمپیوٹرز اور جدید سینسرز کی تیاری ابھی مزید تحقیق کی محتاج ہے، تاہم عام درجہ حرارت پر اس غیر معمولی کوانٹم حالت کا مشاہدہ سائنس کی دنیا میں ایک اہم پیش رفت قرار دیا جا رہا ہے۔
