Whispering-gallery wave
વ્હીસ્પરિંગ-ગેલેરી તરંગો અથવા વ્હીસ્પરિંગ-ગેલેરી મોડ્સ એ એક પ્રકારનું તરંગ છે જે અંતર્મુખ સપાટીની આસપાસ મુસાફરી કરી શકે છે. મૂળરૂપે સેન્ટ પોલ્સ કેથેડ્રલની વ્હીસ્પરિંગ ગેલેરીમાં ધ્વનિ તરંગો માટે શોધાયેલ, તેઓ પ્રકાશ માટે અને અન્ય તરંગો માટે અસ્તિત્વ ધરાવે છે, જેમાં બિન-વિનાશક પરીક્ષણ, લેસિંગ, કૂલિંગ અને સેન્સિંગ તેમજ ખગોળશાસ્ત્રમાં મહત્વપૂર્ણ ઉપયોગો છે. પરિચય વ્હિસ્પરિંગ-ગેલેરી તરંગોને સૌપ્રથમ 1878ની આસપાસ સેન્ટ પોલ્સ કેથેડ્રલના કેસ માટે લોર્ડ રેલે દ્વારા સમજાવવામાં આવ્યા હતા, જેમણે અગાઉની ખોટી ધારણાને સુધારી હતી કે વ્હીસ્પર્સ ગુંબજમાં સાંભળી શકાય છે પરંતુ કોઈ પણ મધ્યવર્તી સ્થિતિ પર નહીં. તેમણે ગોળાકાર ગેલેરીના તારો બનાવતા સ્પેક્યુલરલી પ્રતિબિંબિત ધ્વનિ કિરણોની શ્રેણી સાથે મુસાફરીની વ્હીસ્પર્સની ઘટનાને સમજાવી. દિવાલોને વળગી રહીને અવાજની તીવ્રતા માત્ર અંતરના વ્યસ્ત તરીકે જ ક્ષીણ થવી જોઈએ-વિપરીત ચોરસને બદલે, જેમ કે બધી દિશાઓમાં ફેલાતા ધ્વનિના બિંદુ સ્ત્રોતની બાબતમાં. આ ગેલેરીની આસપાસ ફફડાટ સંભળાય છે. રેલેએ 1910 અને 1914માં સેન્ટ પોલ માટે તરંગ સિદ્ધાંતો વિકસાવ્યા હતા. પોલાણની અંદર બંધબેસતા ધ્વનિ તરંગોમાં તરંગ હસ્તક્ષેપ પર આધારિત પ્રતિધ્વનિના ભૌતિકશાસ્ત્રનો સમાવેશ થાય છે; ધ્વનિ અંગની નળીઓની જેમ ચોક્કસ પીચ પર જ અસ્તિત્વ ધરાવી શકે છે. આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે ધ્વનિ મોડ તરીકે ઓળખાતી પેટર્ન બનાવે છે. બીજાપુરમાં ગોલ ગુમ્બાઝ અને બેઇજિંગમાં સ્વર્ગનું મંદિર જેવા અન્ય ઘણા સ્મારકો વ્હીસ્પરિંગ-ગેલેરી તરંગોનું પ્રદર્શન કરતા દર્શાવવામાં આવ્યા છે. વ્હીસ્પરિંગ-ગેલેરી તરંગોની કડક વ્યાખ્યામાં, જ્યારે માર્ગદર્શક સપાટી સીધી થઈ જાય ત્યારે તેઓ અસ્તિત્વમાં હોઈ શકતા નથી. ગાણિતિક રીતે આ વળાંકની અનંત ત્રિજ્યાની મર્યાદાને અનુરૂપ છે. વ્હીસ્પરિંગ-ગેલેરી તરંગો દિવાલના વળાંકની અસર દ્વારા સંચાલિત થાય છે. ધ્વનિ માટે ધ્વનિ તરંગો વ્હીસ્પરિંગ-ગેલેરી તરંગો વિવિધ પ્રકારની પ્રણાલીઓમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. ઉદાહરણોમાં સમગ્ર પૃથ્વી અથવા તારાઓના કંપનોનો સમાવેશ થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, આવા એકોસ્ટિક વ્હીસ્પરિંગ-ગેલેરી તરંગોનો ઉપયોગ તરંગોના સ્વરૂપમાં બિન-વિનાશક પરીક્ષણમાં થઈ શકે છે જે પ્રવાહીથી ભરેલા છિદ્રોની આસપાસ ફરે છે. તેઓ નક્કર સિલિન્ડરો અને ગોળાઓમાં પણ મળી આવ્યા છે, જેમાં સંવેદનામાં ઉપયોગો છે, અને માઇક્રોસ્કોપિક ડિસ્ક પર ગતિમાં દ્રશ્યમાન છે. વ્હીસ્પરિંગ ગેલેરી તરંગો સિલિન્ડરો કરતાં ગોળાઓમાં વધુ અસરકારક રીતે માર્ગદર્શન આપે છે કારણ કે એકોસ્ટિક વિવર્તન (બાજુની તરંગ ફેલાવો) ની અસરો પછી સંપૂર્ણપણે સરભર થાય છે. પ્રકાશ તરંગો માટે વિદ્યુતચુંબકીય તરંગો વ્હીસ્પરિંગ-ગેલેરી તરંગો અસ્તિત્વ ધરાવે છે. તેઓ માઇક્રોસ્કોપિક ગ્લાસ સ્ફીઅર્સ અથવા તોરીમાં ઉત્પન્ન કરવામાં આવ્યા છે, ઉદાહરણ તરીકે, લેસિંગ, ઓપ્ટોમિકેનિકલ કૂલિંગ, ફ્રિક્વન્સી કોમ્બ જનરેશન અને ઓપ્ટિકલ સેન્સિંગમાં એપ્લિકેશનો સાથે. પ્રકાશ તરંગો કુલ આંતરિક પ્રતિબિંબ દ્વારા લગભગ સંપૂર્ણ રીતે સંચાલિત થાય છે, જે 1010 થી વધુ Q પરિબળો હાંસલ કરવા તરફ દોરી જાય છે. આ શ્રેષ્ઠ મૂલ્યો કરતાં ઘણું વધારે છે, લગભગ 104, જે ધ્વનિશાસ્ત્રમાં સમાન રીતે મેળવી શકાય છે. વ્હીસ્પરિંગ ગેલેરી રેઝોનેટરમાં ઓપ્ટિકલ સ્થિતિઓ ક્વોન્ટમ ટનલિંગ જેવી જ પદ્ધતિને કારણે સ્વાભાવિક રીતે નુકસાનકારક હોય છે. પરિણામે, વ્હીસ્પરિંગ ગેલેરી મોડની અંદરનો પ્રકાશ સૈદ્ધાંતિક રીતે આદર્શ પરિસ્થિતિઓમાં પણ કિરણોત્સર્ગના નુકશાનનું પ્રમાણ અનુભવે છે. આવી લોસ ચેનલ ઓપ્ટિકલ વેવગાઇડ થિયરી પરના સંશોધનમાંથી જાણીતી છે અને તેને ફાઇબર ઓપ્ટિક્સના ક્ષેત્રમાં ટનલિંગ રે એટેન્યુએશન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. ક્યૂ પરિબળ તરંગોના ક્ષય સમયના પ્રમાણસર હોય છે, જે બદલામાં સપાટીના સ્કેટરિંગ દર અને ગેલેરી બનાવતા માધ્યમમાં તરંગ શોષણ બંનેના વિપરીત પ્રમાણસર હોય છે. અસ્તવ્યસ્ત ગેલેરીઓમાં પ્રકાશ માટે વ્હીસ્પરિંગ-ગેલેરી તરંગોની તપાસ કરવામાં આવી છે, જેમના ક્રોસ-સેક્શન વર્તુળથી વિચલિત થાય છે. અને આવા તરંગોનો ઉપયોગ ક્વોન્ટમ માહિતીના ઉપયોગોમાં કરવામાં આવ્યો છે. રેડિયો તરંગો, માઇક્રોવેવ્સ, ટેરાહર્ટ્ઝ કિરણોત્સર્ગ, ઇન્ફ્રારેડ કિરણોત્સર્ગ, અલ્ટ્રાવાયોલેટ તરંગો અને એક્સ-રે જેવા અન્ય ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો માટે પણ વ્હીસ્પરિંગ-ગેલેરી તરંગોનું પ્રદર્શન કરવામાં આવ્યું છે. તાજેતરમાં, માઇક્રોફ્લુઇડિક તકનીકોના ઝડપી વિકાસ સાથે, લેબ-ઓન-ચિપ ઉપકરણોની પોર્ટેબિલિટી અને વ્હીસ્પરિંગ ગેલેરી મોડ રેઝોનેટરની ઉચ્ચ સંવેદનશીલતાને જોડીને ઘણા સંકલિત વ્હીસ્પરિંગ ગેલેરી મોડ સેન્સર ઉભરી આવ્યા છે. આ પ્રણાલીઓ દ્વારા પ્રદાન કરવામાં આવેલ કાર્યક્ષમ નમૂના સંચાલન અને મલ્ટિપ્લેક્સ વિશ્લેષણાત્મક શોધની ક્ષમતાઓ ઘણા જૈવિક અને રાસાયણિક સંવેદના કાર્યક્રમો તરફ દોરી ગઈ છે, ખાસ કરીને એક કણ અથવા બાયોમોલેક્યુલની શોધ માટે. અન્ય પ્રણાલીઓ વ્હીસ્પરિંગ-ગેલેરી તરંગો ન્યુટ્રોન અને ઇલેક્ટ્રોન માટે દ્રવ્ય તરંગોના સ્વરૂપમાં જોવા મળ્યા છે, અને તેમને એક જ ન્યુક્લિયસના સ્પંદનો માટે સમજૂતી તરીકે પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યા છે. સાબુની ફિલ્મોના સ્પંદનોમાં તેમજ પાતળી પ્લેટના સ્પંદનોમાં વ્હીસ્પરિંગ ગેલેરી તરંગો પણ જોવા મળ્યા છે બ્લેક હોલ્સની ઘટના ક્ષિતિજ પર ગુરુત્વાકર્ષણીય તરંગો માટે વ્હીસ્પરિંગ-ગેલેરી તરંગોની સામ્યતા પણ અસ્તિત્વમાં છે. સરફેસ પ્લાઝમન્સ તરીકે ઓળખાતા પ્રકાશ અને ઇલેક્ટ્રોનના તરંગોનું સંકર વ્હીસ્પરિંગ-ગેલેરી તરંગોના સ્વરૂપમાં દર્શાવવામાં આવ્યું છે, અને તેવી જ રીતે સેમિકન્ડક્ટર્સમાં એક્સાઇટોન-પોલારિટોન્સ માટે પણ. એક સાથે એકોસ્ટિક અને ઓપ્ટિકલ વ્હીસ્પરિંગ-ગેલેરી તરંગો ધરાવતી ગેલેરીઓ પણ બનાવવામાં આવી છે, જે ખૂબ જ મજબૂત મોડ કપલિંગ અને સુસંગત અસરો દર્શાવે છે. હાઇબ્રિડ સોલિડ-ફ્લુઇડ-ઓપ્ટિકલ વ્હીસ્પરિંગ-ગેલેરી માળખાં પણ જોવા મળ્યા છે. વ્હીસ્પરિંગ ગેલેરી ઓપ્ટિકલ રિંગ રેઝોનેટર રેઝોનેટર આર્કિટેક્ચરલ એકોસ્ટિક્સ સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ ઈ. યુ. વી. અને સોફ્ટ એક્સ-રે, ટી. વાય. માટે વ્હીસ્પર ગેલેરી મિરર્સની તપાસ પણ જુઓ. હંગ અને પી. એલ. હેગલસ્ટીન ધ્વનિશાસ્ત્ર તરંગો