அணு அளவில் இரட்டைப் பிளவு பரிசோதனை: அணு அதிர்வுகளைக் கண்டறிந்த டோக்கியோ ஆய்வு

ஸ்மார்ட்போன்கள், கணினிகளுக்குள் உள்ள குறைக்கடத்திகள் அதிக செயல்திறன் கொண்டதாகவும் மிகச் சிறியதாகவும் மாறும்போது, வெப்பத்தைக் கட்டுப்படுத்துவது பெரும் சவாலாக மாறியுள்ளது. ஏனெனில் ஒரு பொருள் வழியாக வெப்பம் நகரும் விதம், அதன் அணுக்கள் எப்படி அதிர்கின்றன என்பதைப் பொறுத்தது. இதை அணு அளவில் நேரடியாகக் கவனிப்பது கடினமாக இருந்தது. பேராசிரியர் நாவோயா ஷிபாதா, JSPS ஆராய்ச்சி பணியாளர் கவுடாய் தபாதா ஆகியோர் தலைமையிலான டோக்கியோ பல்கலைக்கழகக் குழு, பாரம்பரிய இரட்டைப் பிளவு பரிசோதனையை அணு அளவில் மறுஉருவாக்கம் செய்தது. அண்டை அணுக்கள் ஒன்றாக எப்படி அதிர்கின்றன என்பதை அவர்கள் இப்படிப் படித்துள்ளனர்.

19-ஆம் நூற்றாண்டின் முற்பகுதியில் பிரிட்டிஷ் இயற்பியலாளர் தாமஸ் யங், ஒளியைப் பயன்படுத்தி முதன்முதலில் இரட்டைப் பிளவு பரிசோதனையை நடத்தினார். இரு குறுகிய பிளவுகள் வழியாகச் சென்ற அலைகள் ஒன்றின் மேல் ஒன்று மேலெழும்பும்போது உருவாகும் பிரகாசமான, இருண்ட கீற்று அமைப்பு மூலம் இது ஒளியின் அலைத் தன்மையைக் காட்டியது. இந்த பரிசோதனையை அணு அளவுக்குச் சுருக்கி, ஒற்றை அணுப் பிணைப்பு அளவில் அணுக்களின் அமைப்பையும் இயக்கத்தையும் நேரடியாக ஆராய முடிய வேண்டும் - இது இதற்கு முன் ஒருபோதும் சாத்தியமாகவில்லை.

ஸ்கேனிங் டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் மைக்ரோஸ்கோப் (STEM) மூலம் குவிக்கப்பட்ட ஒரு எலக்ட்ரான் கற்றையை, வெறும் 136 பிக்கோமீட்டர் இடைவெளியில் உள்ள இரு அண்டை சிலிக்கான் அணு நெடுவரிசைகளுக்கு இடையே டோக்கியோ குழு செலுத்தியது. இது யங்கின் மூல அமைப்பை விட சுமார் ஏழு மடங்கு அளவு (ஏழு கிரமாங்க அளவில்) சிறியது. அந்த அணு இணை எலக்ட்ரான்களுக்கு இரட்டைப் பிளவு போலவே செயல்படுவதைக் கண்டறிந்தது. விளைவாக உருவான கீற்று அமைப்பை நுட்பமாக ஆய்வு செய்ததன் மூலம், அண்டை அணுக்கள் எவ்வளவு அளவு ஒரே திசையில் அதிர்கின்றன என்பதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் கணிக்க முடிந்தது. இது அவற்றுக்கிடையேயான பிணைப்பின் வலிமையையும் பொருள் வழியாக வெப்பம் நகரும் விதத்தையும் ஆராயும் ஒரு புதிய வழி.

அணுப் பிணைப்பு ஒவ்வொன்றாக, ஒரு பொருளின் கண்ணி அதிர்வுகளான ஃபோனான்களை ஆராயும் வழியை இந்த நுட்பம் தருகிறது. இவை ஒரு அணுப் பிணைப்பின் கடினத்தன்மையையும் அது எவ்வளவு திறமையாக வெப்பத்தைக் கடத்துகிறது என்பதையும் தீர்மானிக்கின்றன. குறைக்கடத்திப் பொருட்களுக்கு இதைப் பயன்படுத்தினால், அணு மட்டத்தில் எங்கு வெப்பம் குவிகிறது அல்லது எங்கு எளிதாகப் பாயவில்லை என்பதை அடையாளம் காண இம்முறை உதவக்கூடும். குறைக்கடத்தி சாதனங்களில் சிறந்த வெப்ப வெளியேற்ற வடிவமைப்புக்கும் இது வழிகாட்டக்கூடும் என ஆராய்ச்சியாளர்கள் தெரிவிக்கின்றனர்.