அறை வெப்பநிலையில் ஒளியைப் பிடிக்கும் மொயரே வலையை இயற்பியலாளர்கள் நேரடியாகக் கண்டனர்

நெதர்லாந்தின் ட்வென்ட் பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்கள், உட்ரெக்ட், பிரேசில், ஜப்பான் ஆகிய நாடுகளைச் சேர்ந்த கூட்டாளர்களுடன் இணைந்து ஒரு நானோ அளவிலான "மொயரே" வடிவமைப்பை உருவாக்கினர். இது அறை வெப்பநிலையில் ஒளி ஆற்றல் துகள்களைப் பிடித்து வைப்பதை அவர்கள் நேரடியாகக் கண்டறிந்துள்ளனர். மிகச்சிறிய ஒளி மூலங்கள் மற்றும் ஒளியியல் உணரிகளை உருவாக்கும் பணியில் இது ஒரு படியாகும். இந்த கண்டுபிடிப்பு நேச்சர் பிசிக்ஸ் இதழில் வெளியிடப்பட்டுள்ளது.

இரண்டு நேர்த்தியான, மீண்டும் மீண்டும் வரும் கட்டமைப்புகள் சிறிதளவு நேர்கோட்டில் இல்லாமல் ஒன்றன் மேல் ஒன்று அமையும்போது தோன்றும் அலைவடிவ தோற்றமே மொயரே வடிவமைப்பு ஆகும். கணினித் திரையின் புகைப்படங்களில் இது பொதுவாகத் தெரியும். ஆராய்ச்சிக் குழு, வெறும் மூன்று அணுக்கள் தடிமன் கொண்ட அரைக்கடத்தி படிகமான மாலிப்டினம் டைசல்பைடு தாள்கள் இரண்டை ஒன்றன் மேல் ஒன்றாக அடுக்கி, மேல் தாளை 2 டிகிரி திருப்பி, இந்த வடிவமைப்பை வேண்டுமென்றே உருவாக்கினர். இதன் விளைவாக ஏற்படும் வடிவமைப்பு ஒவ்வொரு 9 நானோமீட்டரிலும் மீண்டும் மீண்டும் வருகிறது. இந்த இடைவெளி மிகச் சிறியது என்பதால், ஒரு மனித முடியின் அகலத்தில் 10,000 முறை இது மீண்டும் வரும்.

ஒளி ஒரு அரைக்கடத்தியில் மோதும்போது, அதன் ஆற்றல் உட்கவரப்பட்டு எக்சிட்டான் (exciton) எனப்படும் இணை துகள்களை உருவாக்கும். இவையே பொருள் ஒளியை எவ்வாறு உட்கவர்ந்து வெளிப்படுத்துகிறது என்பதைப் பெரும்பாலும் தீர்மானிக்கின்றன. மொயரே வடிவமைப்பு எக்சிட்டான்களை குறிப்பிட்ட இடங்களில் பிடித்து வைக்க முடியும் என்றும், இந்த வழியில் ஒளியை ஒரு நிரல்படுத்தக்கூடிய கட்டமைப்பில் கட்டுப்படுத்த முடியும் என்றும் விஞ்ஞானிகள் நீண்ட காலமாகச் சந்தேகித்து வந்தனர். ஆனால் இதை யாரும் இதுவரை நேரடியாகக் கண்டறியவில்லை: ஒளியியல் அளவீடுகள் ஆயிரக்கணக்கான தட்டச்சுகளின் சராசரியை மட்டுமே காட்டும். கூர்மையான நுண்ணோக்கி முறைகளோ மிகக் குறைந்த வெப்பநிலையில் மட்டுமே செயல்பட்டன.

முதன்மை ஆசிரியர் லாரென்ஸ் வெஸ்டன்பர்க், அணு அளவில் கூர்மையான ஊசி ஒன்றால் அடுக்கப்பட்ட தாள்களை ஸ்கேன் செய்தார். அதே நேரத்தில் குறிப்பிட்ட நிறத்திற்கு சரிசெய்யப்பட்ட ஒளி கீழிருந்து அவற்றின் மீது படும்படி செய்தார். ஒவ்வொரு புள்ளியிலும் ஏற்படும் மிகச்சிறிய மின்னோட்டத்தை ஊசி கண்டறிந்து, ஒளி ஆற்றல் எங்கு உட்கவரப்படுகிறது என்பதை நானோமீட்டர் துல்லியத்தில் வரைபடமாக்கினார். வெவ்வேறு வகையான எக்சிட்டான்கள் வெவ்வேறு இடங்களில் குடியேறுவதை வரைபடங்கள் காட்டின: ஒரு குழு மொயரே கட்டமைப்பின் குறுக்குவெட்டுப் புள்ளிகளில் குவிகிறது, மற்றொன்று அவற்றுக்கு இடையேயான பகுதிகளில் அமைகிறது. ஒவ்வொன்றும் சுமார் 2 நானோமீட்டர் அளவுள்ள ஒரு இடத்திற்குள் மட்டுமே கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது.