74 ஃபெம்டோ வினாடியில் ஒளியின் திசையை மாற்றும் சிலிக்கான் மேற்பரப்பு

மனித முடியின் அகலத்தை ஒளி கடக்கத் தேவையான நேரம் சுமார் 74 ஃபெம்டோ வினாடிகள்; ஒரு ஃபெம்டோ வினாடி என்பது ஒரு வினாடியின் பத்து கோடி கோடியில் ஒரு பங்கு. அதே நேர இடைவெளிக்குள், கலிபோர்னியா தொழில்நுட்பக் கழகத்தில் (Caltech) உருவாக்கப்பட்ட ஒரு கருவி, மற்றொரு ஒளிக்கற்றையின் திசையையும் வடிவத்தையும் மாற்றிவிடுகிறது. 'நேச்சர் நானோடெக்னாலஜி' இதழில் வெளியான இந்த ஆய்வு, பேராசிரியர் ஹாரி அட்வாட்டரின் ஆய்வகத்தில் நடந்தது; தற்போது பெர்க்லியில் உள்ள கலிபோர்னியா பல்கலைக்கழக உதவிப் பேராசிரியரான கிளாடியோ ஹெயில் ஆய்வுக்குத் தலைமை தாங்கினார். தெல் அவீவ் பல்கலைக்கழகத்தில் தற்போது ஆய்வகம் நடத்தும் லியோர் மிக்காலி இணை ஆசிரியர்களில் ஒருவர்.

இந்தக் கருவி ஒரு 'மெட்டாசர்ஃபேஸ்' — ஒளியின் அலைநீளத்தை விடச் சிறிய சிலிக்கான் கட்டமைப்புகள் பொறிக்கப்பட்ட மெல்லிய ஒளியியல் அடுக்கு. ஒளியை நொடிப்பொழுது சிறைப்பிடித்துக் குவிக்கும்படி இது வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளதால், ஒளிக்கும் பொருளுக்கும் இடையிலான வினை வலுப்பெறுகிறது. பின்னர் ஒரு சிறு கட்டுப்பாட்டு ஒளித் துடிப்பு, 'கெர் விளைவு' எனப்படும் நிகழ்வின் வழியாக சிலிக்கானின் ஒளியியல் பண்புகளை மாற்றுகிறது — தீவிர ஒளி ஒரு பொருளின் ஒளிவிலகல் எண்ணைக் கணநேரத்துக்கு மாற்றும் நிகழ்வு இது; ஒளி அப்பொருளின் வழியே எப்படிப் பயணிக்கிறது என்பதை இந்த எண்ணே தீர்மானிக்கிறது. கெர் விளைவு ஒரு ஃபெம்டோ வினாடிக்கும் குறைந்த நேரத்தில் நிகழக்கூடியது என்றாலும், பொதுவாக அது பயன்தரும் அளவுக்கு வலிமை அற்றது; உயர் தரக் காரணி கொண்ட மெட்டாசர்ஃபேஸ் வடிவமைப்பு, ஒரு ஒளித் துடிப்பு மற்றொன்றைக் கட்டுப்படுத்தும் அளவுக்கு அதைப் பெருக்குகிறது.

ஆய்வகச் சோதனைகளில், கட்டுப்பாட்டுத் துடிப்பின் இட அமைப்பை மாற்றுவதன் வழியே ஒளிக்கற்றையை இருபுறமும் 13 டிகிரி வரை ஆய்வாளர்கள் திருப்பினர்; வெளியேறும் கற்றையை வெவ்வேறு வடிவங்களாக மாற்றவும் அதே அணுகுமுறையைப் பயன்படுத்தினர். 'தயாரித்த பிறகும் ஒளியியல் பண்பு நிலைத்துவிடாத மெட்டாசர்ஃபேஸை உருவாக்குவதே எங்கள் மையக் கருத்து' என்று ஹெயில் கூறினார். நகரும் பாகங்கள் இல்லாததாலும், நீடிக்கும் மின்னூட்டங்களை நம்பாததாலும், கட்டுப்பாட்டுத் துடிப்பு முடிந்ததும் கருவி உடனடியாகத் தன் பழைய நிலைக்குத் திரும்புகிறது.

சுழலும் கண்ணாடிகள், மாற்றி அமையும் திரவப் படிகங்கள், மின்முறையில் மாற்றப்படும் பொருள்கள் என இன்றைய ஒளி வழிநடத்தும் சாதனங்கள், ஒளியின் சொந்த வேகத்துடன் ஒப்பிடும்போது மெதுவானவை; தகவல் தொடர்பு வலையமைப்புகளில் சமிக்ஞைகள் ஒளிக்கும் மின்சாரத்துக்கும் இடையே மீண்டும் மீண்டும் மாற்றம் செய்யப்படுகின்றன. புதிய மேற்பரப்பின் மாற்று நேரம், சோதனையில் பயன்படுத்திய லேசர் துடிப்பின் கால அளவுக்கு நெருக்கமாக இருந்தது; மெட்டாசர்ஃபேஸ் தனது அடிப்படை வேக எல்லையை இன்னும் எட்டவில்லை என்றும் ஆய்வாளர்கள் குறிப்பிடுகின்றனர்.