உறைந்த ஒளிநாரில் ஒளியும் ஒலியும் 1,000 மடங்கு வலுவாக தொடர்புகொள்கின்றன

ஜெர்மனியின் எர்லாங்கனில் உள்ள மேக்ஸ் பிளாங்க் ஒளியியல் நிறுவனம் (Max Planck Institute of the Science of Light, MPL), லீப்னிட்ஸ் ஹனோவர் பல்கலைக்கழகம் (LUH), ஜேனாவில் உள்ள லீப்னிட்ஸ் ஃபோட்டானிக் தொழில்நுட்ப நிறுவனம் (IPHT) ஆகியவற்றின் ஆய்வாளர்கள், ஒரு சிறப்பு ஒளிநாரின் உள்ளே இருந்த திரவ மையத்தை உறையவைத்து, சாதாரண ஒளிநார்களை விட 1,000 மடங்குக்கும் அதிகமாக ஒளியும் ஒலியும் தொடர்புகொள்ளும் நிலையை உருவாக்கியுள்ளனர்.

வழக்கமான ஒளிநார்கள் திட கண்ணாடி மையத்தின் வழியே ஒளியைக் கடத்துகின்றன. இக்குழு அதற்குப் பதிலாக 'திரவ மைய ஒளிநார்' (liquid core optical fiber, LiCOF) எனப்படும், திடத்திற்குப் பதிலாக திரவ மையம் கொண்ட நார்களைப் பயன்படுத்தி, அதனுள் இருந்த திரவத்தை நைட்ரஜன் மூலம் -196 டிகிரி செல்சியஸ் வரை குளிர்வித்தது; இதனால் திரவம் திடமாக மாறியது. ஆச்சரியப்படும் வகையில், மையம் உறைந்த பின்பும் நார் ஒளியைக் கடத்துவதை நிறுத்தவில்லை; உறைந்த பகுதியும் இன்னும் திரவமாக உள்ள பகுதியும் ஹைப்பர்சானிக் ஒலி அலைகளையும் கடத்துகின்றன.

உறைந்த மையம் மிகவும் அடர்த்தியான, இறுக்கமாக அடங்கிய சூழலை உருவாக்கி, 'ப்ரிலூயின்-மேண்டல்ஸ்டாம் சிதறல்' (Brillouin-Mandelstam scattering) எனப்படும் நிகழ்வின் மூலம் ஒளிக்கும் ஒலிக்கும் இடையேயான தொடர்பை வெகுவாக வலுப்படுத்துகிறது. 'LiCOF இன் உறைந்த பகுதி ஒளியைக் கடத்தும் திறனை இழக்கவில்லை என்பதே முக்கியமான அம்சம்' என, இந்த ஆய்வின் மூன்று முதன்மை ஆசிரியர்களில் ஒருவரும், பேராசிரியர் பிர்கிட் ஸ்டில்லர் தலைமையிலான 'குவாண்டம் ஆப்டோஅகூஸ்டிக்ஸ்' குழுவின் ஆய்வாளருமான சைமன் சைடரர் தெரிவித்தார்.

இந்த வலிமையான ஒளி-ஒலி தொடர்பு, வேகமாக நகரும் ஒளி அலை சுமந்து செல்லும் தகவலை மிக மெதுவான ஒலி அலைகளுக்கு மாற்றி, தற்காலிகமாக சேமித்து, பின்னர் மீண்டும் ஒளியாக மாற்றும் 'ஆப்டோஅகூஸ்டிக் நினைவகத்தை' (optoacoustic memory) நிரூபிக்க குழுவுக்கு உதவியது. 'திரவ மையத்தை உறையவைப்பதன் மூலம், கையாள எளிதான, தீவிர அசமச்சீர் பண்புகளை (extreme nonlinearities) வழங்கும் முற்றிலும் புதிய இயற்பியல் தளத்தை நாங்கள் உருவாக்கியுள்ளோம்' என ஸ்டில்லர் தெரிவித்தார்; இந்த அளவிலான ஒளி-ஒலி இணைப்பு நரம்பியல்-ஒத்த கணிப்பு (neuromorphic computing), குவாண்டம் தகவல் செயலாக்கம், மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டானிக்ஸ், துல்லியமான உணரிகள் ஆகியவற்றுக்கு புதிய சாத்தியங்களைத் திறக்கக்கூடும் என அவர் மேலும் தெரிவித்தார்.

எம்பிஎல் (MPL) ஆய்வாளர் பேராசிரியர் மார்க்கஸ் ஷ்மிட், ஐபிஎச்டி ஜேனா (IPHT Jena) ஆய்வாளர் பேராசிரியர் மரியோ கெம்னிட்ஸ் ஆகியோருடன் நீண்டகாலமாக நடந்துவரும் கூட்டு ஆய்வின் அடிப்படையில் இப்பணி மேற்கொள்ளப்பட்டது; அவர்கள் திரவ மைய ஒளிநார் குறித்த முன்னோடி ஆய்வுகளை மேற்கொண்டிருந்தனர். இக்குழு அதனுடன் உறைவிக்கும் படியை மேலும் சேர்த்து, நாரின் உள்ளே இன்னும் அதிக அசமச்சீர் விளைவுகளை அடைந்தது.