Levitated optomechanics
লেভিটেড অপ্টোমেকানিকস হল মেসোস্কোপিক পদার্থবিজ্ঞানের একটি ক্ষেত্র যা অপটিক্যালি বা বৈদ্যুতিকভাবে বা চৌম্বকীয়ভাবে উত্তোলন করা মেসোস্কোপিক কণাগুলির যান্ত্রিক গতির সাথে সম্পর্কিত। উত্তোলন ব্যবহারের মাধ্যমে, পরিবেশ থেকে ব্যতিক্রমীভাবে কণার যান্ত্রিক গতিকে বিচ্ছিন্ন করা সম্ভব। এর ফলে উচ্চ-ভর কোয়ান্টাম পদার্থবিজ্ঞান, ভারসাম্যের বাইরে-এবং ন্যানো-থার্মোডাইনামিক্স অধ্যয়ন করতে সক্ষম হয় এবং সুনির্দিষ্ট সংবেদন প্রয়োগের ভিত্তি প্রদান করে। অনুপ্রেরণা কোয়ান্টাম পদার্থবিজ্ঞানে বা সংবেদন প্রয়োগের জন্য যান্ত্রিক দোলক ব্যবহার করার জন্য, দোলকের গতির কম আর্দ্রতা এবং এইভাবে উচ্চ মানের কারণগুলি কাম্য। ন্যানো এবং মাইক্রোমেকানিক্সে, একটি সিস্টেমের কিউ-ফ্যাক্টর প্রায়শই তার সাসপেনশন দ্বারা সীমাবদ্ধ থাকে, যা সাধারণত ফিলগ্রি কাঠামোর দাবি করে। তা সত্ত্বেও, সর্বাধিক অর্জনযোগ্য কিউ-ফ্যাক্টর সাধারণত সিস্টেমের আকারের সাথে সম্পর্কযুক্ত, উচ্চ কিউ-ফ্যাক্টর অর্জনের জন্য বড় সিস্টেমের প্রয়োজন হয়। বাহ্যিক ক্ষেত্রে কণার উত্তোলন এই সীমাবদ্ধতা দূর করতে পারে। এটি একটি অন্যতম কারণ যে কারণে পদার্থবিজ্ঞানের ভিত্তির উপর গবেষণার জন্য এবং উচ্চ-নির্ভুল প্রয়োগের জন্য লেভিটেড অপ্টোমেকানিক্সের ক্ষেত্রটি আকর্ষণীয় হয়ে উঠেছে। ভৌত বুনিয়াদি একটি অস্তরক কণার সাথে মেরুকরণযোগ্যতা এবং একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া গ্রেডিয়েন্ট বল দ্বারা দেওয়া হয়। যখন কোনও কণা আটকে যায় এবং গাউসিয়ান লেজার রশ্মির ফোকাসে আলোকীয়ভাবে উত্তোলন করা হয়, তখন বলটি প্রথম ক্রমের সাথে আনুমানিকভাবে অনুমান করা যেতে পারে, অর্থাৎ। ফ্রিকোয়েন্সি সহ একটি সুরেলা দোলক, যেখানে কণার ভর। প্যাসিভ ড্যাম্পিং, অ্যাক্টিভ এক্সটার্নাল ফিডব্যাক এবং কাপলিং সহ গতির ল্যাঙ্গেভিন সমীকরণের ফলাফলঃ এখানে মোট ড্যাম্পিং হার রয়েছে, যার সাধারণত দুটি প্রভাবশালী অবদান রয়েছেঃ পটভূমি গ্যাসের পরমাণু বা অণুর সাথে সংঘর্ষ এবং ফোটন শট শব্দ, যা 10−6 এমবার ক্রমের চাপের নিচে প্রভাবশালী হয়ে ওঠে। কাপলিং শব্দটি বাহ্যিক তাপ স্নানের সাথে যে কোনও কাপলিং মডেল করার অনুমতি দেয়। বাহ্যিক প্রতিক্রিয়া সাধারণত কণার গতি শীতল ও নিয়ন্ত্রণ করতে ব্যবহৃত হয়। একটি ধ্রুপদী সুরেলা দোলকের আনুমানিক মান ততক্ষণ পর্যন্ত সত্য থাকে যতক্ষণ না কেউ কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞানের নিয়মে পৌঁছায়, যেখানে কোয়ান্টাম সুরেলা দোলক হল উচ্চতর আনুমানিক মান এবং শক্তির মাত্রার পরিমাণ স্পষ্ট হয়ে ওঠে। কিউ. এইচ. ও-র সর্বনিম্ন শক্তির একটি স্থল অবস্থা রয়েছে যেখানে অবস্থান এবং বেগ উভয়েরই ন্যূনতম বৈচিত্র্য রয়েছে, যা হাইজেনবার্গ অনিশ্চয়তা নীতি দ্বারা নির্ধারিত হয়। এই ধরনের কোয়ান্টাম অবস্থা অ-গাউসীয় কোয়ান্টাম অবস্থা, কোয়ান্টাম বর্ধিত সংবেদন, পদার্থ-তরঙ্গ ইন্টারফেরোমেট্রি বা বহু-কণা ব্যবস্থায় জড়িয়ে পড়ার উপলব্ধির প্রস্তুতির জন্য আকর্ষণীয় প্রারম্ভিক শর্ত। প্যারামেট্রিক ফিডব্যাক কুলিং এবং কোল্ড ড্যাম্পিং শীতল করার পদ্ধতি ফিডব্যাক কুলিংয়ের ধারণাটি হল কণার উপর একটি অবস্থান এবং/অথবা বেগ নির্ভর বল এমনভাবে প্রয়োগ করা যা একটি নেতিবাচক ফিডব্যাক লুপ তৈরি করে। এটি অর্জনের একটি উপায় হল একটি প্রতিক্রিয়া শব্দ যোগ করা, যা কণার অবস্থান ()-এর আনুপাতিক। যেহেতু সেই প্রক্রিয়াটি আর্দ্রতা প্রদান করে, যা ওঠানামা প্রবর্তন ছাড়াই যান্ত্রিক গতিকে শীতল করে, তাই এটিকে "কোল্ড ড্যাম্পিং" হিসাবে উল্লেখ করা হয়। এই ধরনের কুলিং ব্যবহার করে প্রথম পরীক্ষাটি 1977 সালে আর্থার অ্যাশকিন করেছিলেন, যিনি অপটিক্যাল চিমটি দিয়ে ট্র্যাপিংয়ের উপর অগ্রণী কাজের জন্য 2018 সালে পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কার পেয়েছিলেন। একটি রৈখিক প্রতিক্রিয়া সংকেত প্রয়োগ করার পরিবর্তে, কণার দোলন দ্বিগুণ ফ্রিকোয়েন্সি সহ একটি সংকেত পেতে কেউ অবস্থান এবং বেগকে একত্রিত করতে পারে। এইভাবে ফাঁদের কঠোরতা বৃদ্ধি পায় যখন কণাটি ফাঁদ থেকে বেরিয়ে আসে এবং যখন কণাটি পিছনে সরে যায় তখন হ্রাস পায়। গহ্বর-বর্ধিত সিসিফাস কুলিং সুসঙ্গত বিচ্ছুরণ গহ্বর কুলিং রেফারেন্স মেসোস্কোপিক পদার্থবিজ্ঞান কোয়ান্টাম মেকানিক্স