குவாண்டம் இயந்திரங்களில் "வீணான வெப்பத்தை" பயனுள்ள ஆற்றலிலிருந்து பிரிக்கும் புதிய கோட்பாடு

ஸ்விட்சர்லாந்தின் பேசல் பல்கலைக்கழகத்தில் பேராசிரியர் பேட்ரிக் பாட்ஸ் தலைமையிலான ஆராய்ச்சியாளர்கள், பிசிக்கல் ரிவியூ லெட்டர்ஸ் இதழில் வெளியிடப்பட்ட ஒரு கோட்பாட்டு மாதிரியை முன்மொழிந்துள்ளனர்; இது, நீராவி இயந்திரங்கள் போன்ற பெரிய கருவிகள் ஆற்றலை மாற்றி பரிமாறும் விதத்தை விளக்கும் 19-ஆம் நூற்றாண்டு இயற்பியலான வெப்ப இயக்கவியலையும், அணுக்கள் மற்றும் ஒளித்துகள்களின் நடத்தையை விவரிக்கும் குவாண்டம் இயற்பியலையும் ஒருங்கிணைக்கிறது. முழு அமைப்பையும் முழுக்க குவாண்டம் முறையில் கருதும்போதும், அமைப்பின் ஒரு பகுதிக்கு மட்டும் குவாண்டம் முறை தேவைப்படும் "அரை-கிளாசிக்கல் எல்லையில்" கருதும்போதும் பொருந்தும் ஆற்றல் விளக்கமே இதன் இலக்கு.

இரு கண்ணாடிகளுக்கு இடையேயுள்ள குழிவில் வைக்கப்பட்ட அணு ஒன்றை குழு மாதிரி செய்தது; லேசர் தொடர்ந்து ஒளித்துகள்களை அளிக்க, பாதி பிரதிபலிக்கும் கண்ணாடிகள் வழியாக சில ஒளி வெளியேறுகிறது — "தொடர்ந்து ஆற்றலைப் பெற்று அதே நேரம் சூழலுக்கு இழக்கும் ஒரு 'டிரிவன்-டிசிபேட்டிவ்' அமைப்புக்கு இது ஒரு பாடநூல் உதாரணம்" என்று முனைவர் பட்ட ஆய்வாளர் மார்செலோ ஜானோவிட்ச் தெரிவித்தார். இப்படிப்பட்ட குழிவிலிருந்து வெளியேறும் ஒளித்துகள்களை வெப்ப இயக்கவியல் அடிப்படையில் தானாகவே வீணான வெப்பமாகக் கருதக்கூடாது என்பதை பாட்ஸும் சகாக்களும் முன்பே காட்டியிருந்தனர், ஏனெனில் வெளியேறும் அந்த ஒளியின் ஒரு பகுதியால் இன்னொரு குவாண்டம் அமைப்பில் பயனுள்ள வேலையைச் செய்ய முடியும்.

அமைப்பு அரை-கிளாசிக்கல் எல்லையை நெருங்கும்போது, வெப்பத்திற்கும் வேலைக்கும் இடையிலான இந்த வேறுபாடு என்ன ஆகிறது என்பதை புதிய ஆய்வு ஆராய்ந்தது; அந்த எல்லையில் ஒளி தனித்தனி ஒளித்துகள்களாக அல்லாமல் ஒரு கிளாசிக்கல் அலையாகக் கருதப்படுகிறது. வெளியிடப்படும் ஒளியில் ஒரு பகுதியை பயனுள்ள வேலையாகவும் மீதியை வெப்பமாகவும் வகைப்படுத்துவது, கோட்பாடு அரை-கிளாசிக்கல் எல்லைக்கு சீராக மாறுவதற்கு உதவும் என்பதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் கணிதரீதியாக நிரூபித்தனர்; அனைத்தையும் வெப்பமாகக் கருதும் வழக்கமான அணுகுமுறை இதே சீரான மாற்றத்தை அளிக்கவில்லை.

வெளியிடப்படும் ஒளியில் ஏற்படும் அதிர்வுகளை குவாண்டம் விளைவுகள் குறைக்கக்கூடும் என்பதையும் கணக்கீடுகள் காட்டின; இது குவாண்டம் அளவையியலுக்கு — குவாண்டம் அமைப்புகளைப் பயன்படுத்தி மிகத் துல்லியமான அளவீடுகள் செய்யும் அறிவியல் — பயனுள்ளதாக இருக்கக்கூடும் என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் தெரிவித்தனர்.