Kuzyk quantum gap
કુઝીક ક્વોન્ટમ ગેપ એ ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ દ્વારા માન્ય બિનરેખીય-ઓપ્ટિકલ સંવેદનશીલતાના મહત્તમ મૂલ્ય અને વાસ્તવિક અણુઓમાં ખરેખર જોવા મળતા ઉચ્ચતમ મૂલ્યો વચ્ચેની વિસંગતતા છે. સૌથી વધુ સંભવિત મૂલ્ય (સિદ્ધાંતમાં) તેના શોધક વોશિંગ્ટન સ્ટેટ યુનિવર્સિટીના પ્રોફેસર માર્ક જી. કુઝીકના નામ પરથી કુઝીક મર્યાદા તરીકે ઓળખાય છે. પૃષ્ઠભૂમિ 2000માં, વોશિંગ્ટન સ્ટેટ યુનિવર્સિટીના પ્રોફેસર માર્ક જી. કુઝિકે અણુઓની બિનરેખીય-ઓપ્ટિકલ સંવેદનશીલતાની મૂળભૂત મર્યાદાની ગણતરી કરી હતી. બિનરેખીય સંવેદનશીલતા એ એક માપ છે કે પ્રકાશ દ્રવ્ય સાથે કેટલી મજબૂત રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. જેમ કે, આ પરિણામોનો ઉપયોગ વિવિધ પ્રકારના ઓપ્ટિકલ ઉપકરણોની મહત્તમ પ્રાપ્ય કાર્યક્ષમતાની આગાહી કરવા માટે થઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, કુઝીકના સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ ઓપ્ટિકલ ફાઇબર (કેર અસર પર આધારિત) માં ઓપ્ટિકલ માહિતીને કેટલી અસરકારક રીતે હેરફેર કરી શકાય છે તેનો અંદાજ કાઢવા માટે થઈ શકે છે, જે બદલામાં ફાઇબર-ઓપ્ટિક સિસ્ટમ સંભાળી શકે તેવી માહિતીની માત્રા સાથે સંબંધિત છે. અસરકારક રીતે, ઇન્ટરનેટની ઝડપ મર્યાદા કુઝીક મર્યાદા સાથે ગાઢ રીતે જોડાયેલી છે. એક વિચિત્ર તારણ એ છે કે અત્યાર સુધી માપવામાં આવેલા તમામ અણુઓ 30 ના પરિબળ દ્વારા કુઝીક મર્યાદાથી નીચે આવતા દેખાય છે. મૂળભૂત મર્યાદા અને શ્રેષ્ઠ અણુઓ વચ્ચેના ત્રીસ પરિબળના આ અંતરને કુઝીક ક્વોન્ટમ અંતર કહેવામાં આવે છે. આ અંતરનું કારણ કોઈ સમજી શકતું નથી, પરંતુ તે મૂળભૂત પ્રકૃતિનું છે એવું માનવાનું કોઈ કારણ નથી. તેથી સંભવ છે કે કૃત્રિમ રસાયણશાસ્ત્રના નવા અભિગમો વધુ સારા અણુઓ બનાવવાની રીતો શોધી શકે છે. જ્યારે અંતર ભંગપાત્ર છે, ત્યારે કુઝીક મર્યાદા નથી. કુઝીક મર્યાદા સીધી ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ પર આધારિત છે તે જોતાં, મર્યાદાનું ઉલ્લંઘન કરવાનો અર્થ એ થશે કે ક્વોન્ટમ સિદ્ધાંતમાં સમસ્યાઓ છે. એપ્લિકેશન્સ તાજેતરમાં, સંશોધકો બિનરેખીય સંવેદનશીલતા વધારવા માટે અણુઓને એક સાથે જોડવા માટે નેનોટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરી રહ્યા છે. જોડાયેલા અણુઓમાં વધુ ઇલેક્ટ્રોન હોવાથી, આ ઇલેક્ટ્રોનની સામૂહિક ગતિથી ઉન્નત બિનરેખીય પ્રતિસાદ મળે છે. ગણતરીઓ દર્શાવે છે કે કુઝીક મર્યાદા રેખીય કરતાં વધુ ઝડપથી વધે છે, તેથી શક્ય તેટલા અણુઓને એક સાથે જોડવાનું શ્રેષ્ઠ છે. સંશોધકોએ એકબીજા સાથે જોડાયેલા ફુલરીનની સામગ્રી બનાવી છે જે કુઝીક ક્વોન્ટમ ગેપને તોડતી હોય તેવું લાગે છે. જો કે, જો તમામ ઇલેક્ટ્રોનની ગણતરી યોગ્ય રીતે કરવામાં આવે, તો પછી અંતરનો ભંગ થયો ન હોય. બંને કિસ્સાઓમાં, પ્રાપ્ત બિનરેખીયતાનું સંપૂર્ણ મૂલ્ય પ્રભાવશાળી છે, અને આ પ્રકારની સામગ્રી કોઈક દિવસે ઇન્ટરનેટને સુપરચાર્જ કરી શકે છે. બિનરેખીય સંવેદનશીલતા એ મૂળભૂત ભૌતિક ગુણધર્મ છે જે અન્ય ઘણા મહત્વપૂર્ણ ઉપયોગોનો આધાર છે. બિનરેખીય ઓપ્ટિકલ સામગ્રીનો ઉપયોગ પ્રકાશને ટૂંકી (વાદળી) તરંગલંબાઇમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે થઈ શકે છે, જે નાના સ્થળ કદ પર કેન્દ્રિત થઈ શકે છે (ન્યૂનતમ શક્ય બીમનું કદ તરંગલંબાઇના પ્રમાણમાં હોય છે.) ટૂંકા તરંગલંબાઇ પ્રકાશ સ્ત્રોતો તેથી ઉચ્ચ ઘનતા ઓપ્ટિકલ રેકોર્ડિંગ મીડિયા (જેમ કે ડીવીડી અને સીડી) આપશે. અન્ય ઉપયોગોમાં ટ્યુન કરી શકાય તેવા પ્રકાશ સ્રોતો, છબી ઓળખ પ્રણાલીઓ અને અનુકૂલનશીલ ઓપ્ટિક્સનો સમાવેશ થાય છે. કુઝીકની ગણતરીઓનો ઉપયોગ ઓપ્ટિકલ ઉપકરણોની વર્તણૂકની આગાહી કરવા, કૃત્રિમ રસાયણશાસ્ત્રીઓને વધુ સારી સામગ્રી બનાવવા માટે માર્ગદર્શન આપવા અને પ્રકાશ દ્રવ્ય સાથે કેવી રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે તેની ઊંડી સમજણ મેળવવા માટે થઈ શકે છે. આ પ્રક્રિયા નવા સામગ્રી સંશ્લેષણ દાખલાઓમાં ઘણી રસપ્રદ પ્રગતિ તરફ દોરી રહી છે, જે નવા પ્રકારના ફોટોનિક ઉપકરણોને શક્ય બનાવશે. કદાચ સૌથી અગત્યનું, કુઝીક મર્યાદાનો ઉપયોગ આંતરિક હાયપરપોલારિઝિબિલિટીની ગણતરી કરવા માટે થઈ શકે છે, જે એક સ્કેલ અપરિવર્તનશીલ જથ્થો છે જેનો ઉપયોગ વિવિધ કદના અણુઓની તુલના કરવા માટે થઈ શકે છે. એઝોબેન્ઝિન સ્ટિલબેન સ્ત્રોતો પણ જુઓ અને એમ. જી. કુઝીકના જાન્યુઆરી 2007ના પેપર એમ. જી. કુઝીકની નોંધો, "ત્રીજા ક્રમની પરમાણુ સંવેદનશીલતા પર મૂળભૂત મર્યાદાઓ", ઓપ્ટિક્સ લેટર્સ 25,1183 (2000). એમ. જી. કુઝીક, "ફિઝિકલ લિમિટ્સ ઓન ઇલેક્ટ્રોનિક નોનલીનિયર મોલેક્યુલર સસેપ્ટિબિલિટીઝ", ફિઝિકલ રિવ્યૂ લેટર્સ 85,1218 (2000). એમ. જી. કુઝીક, "ક્વોન્ટમ લિમિટ્સ ઓફ ધ હાયપર-રેલે સ્કેટરિંગ સેસેપ્ટિબિલિટીઝ", ક્વોન્ટમ ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં પસંદ કરેલા વિષયો પર IEEE જર્નલ 7,774 (2001). એમ. જી. કુઝીક, "ઓપ્ટિકલ ઉપકરણો પર મૂળભૂત સામગ્રી મર્યાદાઓ", સર્કિટ્સ અને ઉપકરણો 19 (5), 8 (2003). એમ. જી. કુઝીક "બે-ફોટોન શોષણ ક્રોસ-સેક્શન પર મૂળભૂત મર્યાદાઓ", જર્નલ ઓફ કેમિકલ ફિઝિક્સ 119,8327 (2003). એમ. જી. કુઝીક, "બિનરેખીય સંવેદનશીલતાની મૂળભૂત મર્યાદાઓ", ઓપ્ટિક્સ અને ફોટોનિક ન્યૂઝ, ડિસેમ્બર, પાનું 26 (2003). (વિશેષ અંક "2003 માં ઓપ્ટિક્સ") અદ્યતન સંશોધનના "છેલ્લા 12 મહિનામાં બહાર આવેલા સૌથી ઉત્તેજક સંશોધન" માંથી 29 નો સારાંશ આપે છે. કાકોલી ત્રિપાઠી, જેવિયર પેરેઝ મોરેનો, માર્ક જી. કુઝીક, બેન્જામિન જે. કો, કોએન ક્લેઝ અને એની માયર્સ કેલી, "શા માટે હાયપરપોલારિઝિબિલિટીઝ ફંડામેન્ટલ ક્વોન્ટમ લિમિટ્સથી ઓછી પડે છે", જે. કેમ. ફિઝ. 121, 7932 (2004). વોશિંગ્ટન સ્ટેટ યુનિવર્સિટી સમાચાર સેવા લેખ વાહ! ગોઝ ધ ઈન્ટરનેટઃ ઇન્ટરનેશનલ રિસર્ચ ટીમ બ્લેઝ ધ ઓપ્ટિકલ ટ્રેઇલ વિથ રેકોર્ડ-સેટિંગ મોલેક્યુલ્સ પ્રકાશિત જાન્યુઆરી 2,2007 નેશનલ જિયોગ્રાફિક એમઆઇટી ન્યૂઝ આઇઇઇઇ કેનેડા ન્યૂઝલેટર લેસર ફોકસ વર્લ્ડ ધ ઓટ્ટાવા સિટીઝન એસસીઆઇ-ટેક ન્યૂઝ ક્વોન્ટમ ઓપ્ટિક્સ