Levitated optomechanics
لیویٹیٹڈ آپٹو میکانکس میسوسکوپک فزکس کا ایک شعبہ ہے جو میسوسکوپک ذرات کی مکینیکل حرکت سے متعلق ہے جو نظری یا برقی یا مقناطیسی طور پر لیویٹیٹڈ ہوتے ہیں۔ لیویٹیشن کے استعمال کے ذریعے، ماحول سے غیر معمولی طور پر ذرہ کی مکینیکل حرکت کو الگ کرنا ممکن ہے۔ یہ بدلے میں ہائی ماس کوانٹم فزکس، توازن سے باہر اور نینو تھرموڈینامکس کے مطالعہ کو قابل بناتا ہے اور عین مطابق سینسنگ ایپلی کیشنز کے لیے بنیاد فراہم کرتا ہے۔ محرک کوانٹم فزکس کے نظام میں یا سینسنگ ایپلی کیشنز کے لیے مکینیکل آسکیلیٹرز کا استعمال کرنے کے لیے، آسکیلیٹر کی حرکت میں کم ڈمپنگ اور اس طرح اعلی معیار کے عوامل مطلوب ہیں۔ نینو اور مائکرو میکانکس میں، کسی نظام کا کیو فیکٹر اکثر اس کی معطلی سے محدود ہوتا ہے، جو عام طور پر فلیگری ڈھانچے کا مطالبہ کرتا ہے۔ اس کے باوجود، زیادہ سے زیادہ قابل حصول ق عنصر عام طور پر نظام کے سائز سے متعلق ہوتا ہے، جس میں اعلی ق عوامل کے حصول کے لیے بڑے نظام کی ضرورت ہوتی ہے۔ بیرونی فیلڈز میں پارٹیکل لیوٹیشن اس رکاوٹ کو کم کر سکتا ہے۔ یہ ان وجوہات میں سے ایک ہے جس کی وجہ سے لیویٹڈ آپٹو میکینکس کا میدان طبیعیات کی بنیادوں پر تحقیق اور اعلی صحت سے متعلق ایپلی کیشنز کے لیے پرکشش ہو گیا ہے۔ جسمانی بنیادی باتیں قطبیت اور برقی میدان کے ساتھ ڈائی الیکٹرک ذرہ کے درمیان تعامل میلان قوت کے ذریعے دیا جاتا ہے۔ جب کوئی ذرہ گوسی لیزر بیم کے فوکس میں پھنس جاتا ہے اور نظری طور پر لہرایا جاتا ہے، تو اس قوت کا تخمینہ پہلی ترتیب کے ساتھ کیا جا سکتا ہے، یعنی۔ تعدد کے ساتھ ایک ہارمونک آسکیلیٹر، جہاں ذرہ کی کمیت ہے۔ غیر فعال ڈمپنگ، فعال بیرونی فیڈ بیک اور جوڑے کے نتیجے میں لینجین کی حرکت کی مساوات: یہاں ڈمپنگ کی کل شرح ہے، جس میں عام طور پر دو غالب شراکت ہوتی ہے: پس منظر گیس کے ایٹموں یا مالیکیولز کے ساتھ تصادم اور فوٹون شاٹ شور، جو 10−6 ایم بی آر کی ترتیب پر دباؤ سے نیچے غالب ہو جاتا ہے۔ جوڑی کی اصطلاح کسی بھی جوڑی کو بیرونی گرمی کے غسل میں ماڈل کرنے کی اجازت دیتی ہے۔ بیرونی فیڈ بیک عام طور پر ذرہ حرکت کو ٹھنڈا کرنے اور کنٹرول کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ کلاسیکی ہارمونک آسکیلیٹر کا تخمینہ اس وقت تک درست رہتا ہے جب تک کہ کوئی کوانٹم میکانکس کے نظام تک نہ پہنچ جائے، جہاں کوانٹم ہارمونک آسکیلیٹر اعلی تخمینہ ہے اور توانائی کی سطح کی مقدار واضح ہو جاتی ہے۔ کیو ایچ او میں سب سے کم توانائی کی زمینی حالت ہوتی ہے جہاں پوزیشن اور رفتار دونوں میں کم سے کم تغیر ہوتا ہے، جس کا تعین ہائزن برگ کے غیر یقینی اصول سے ہوتا ہے۔ اس طرح کی کوانٹم ریاستیں غیر گاؤسی کوانٹم ریاستوں کی تیاری، کوانٹم بہتر سینسنگ، مادے-لہر انٹرفیرومیٹری یا کئی ذرات کے نظاموں میں الجھاؤ کے احساس کے لیے دلچسپ ابتدائی حالات ہیں۔ پیرامیٹرک فیڈ بیک کولنگ اور کولڈ ڈیمپنگ کو ٹھنڈا کرنے کے طریقے فیڈ بیک کولنگ کا خیال ذرہ پر پوزیشن اور/یا رفتار پر منحصر قوت کو اس طرح لگانا ہے جس سے منفی فیڈ بیک لوپ پیدا ہوتا ہے۔ اسے حاصل کرنے کا ایک طریقہ فیڈ بیک کی اصطلاح کو شامل کرنا ہے، جو ذرہ کی پوزیشن () کے متناسب ہے۔ چونکہ یہ طریقہ کار ڈمپنگ فراہم کرتا ہے، جو مکینیکل حرکت کو ٹھنڈا کرتا ہے، اتار چڑھاؤ کے تعارف کے بغیر، اسے "کولڈ ڈمپنگ" کہا جاتا ہے۔ اس قسم کی کولنگ کو استعمال کرنے والا پہلا تجربہ 1977 میں آرتھر اشکن نے کیا تھا، جسے آپٹیکل ٹوئیزر کے ساتھ ٹریپنگ پر اپنے اہم کام کے لیے فزکس میں 2018 کا نوبل انعام ملا تھا۔ لکیری فیڈ بیک سگنل کو لاگو کرنے کے بجائے، ذرہ کے ارتعاش کی دوگنی تعدد کے ساتھ سگنل حاصل کرنے کے لیے پوزیشن اور رفتار کو بھی یکجا کیا جا سکتا ہے۔ اس طرح جب ذرہ جال سے باہر نکلتا ہے تو جال کی سختی بڑھ جاتی ہے اور جب ذرہ پیچھے ہٹتا ہے تو کم ہو جاتا ہے۔ کیویٹی میں اضافہ شدہ سیسیفس کولنگ مربوط بکھرنے والی کیویٹی کولنگ حوالہ جات میسوسکوپک فزکس کوانٹم میکانکس