سائنسدانوں نے الیکٹران لائٹ ہاؤس تیار کر لیا جو لیزر روشنی سے کرنٹ کنٹرول کرتا ہے

نظریاتی پیش گوئی سے طبعی آلے تک

"الیکٹران لائٹ ہاؤس" کا تصور اصل میں یونیورسٹی آف ٹورنٹو کے جے ای سائپ نے پیش کیا تھا، جنہوں نے اس سے قبل یو ایم کے محققین کے ساتھ مل کر کام کیا تھا۔ یہ خیال اس وقت تک نظریاتی سطح تک محدود رہا جب تک یو ایم کے شعبہ طبیعیات کے ڈاکٹریٹ کے طالب علم یمنگ گونگ نے یونیورسٹی کی لوری نینو فیبریکیشن سہولت میں ایک فعال آلہ تیار کرنے کا چیلنج قبول نہیں کر لیا۔

پہلے کیے گئے مطالعات پہلے ہی یہ ثابت کر چکے تھے کہ صرف روشنی کسی مادے کے اندر الیکٹرانوں کی حرکت کا سبب بن سکتی ہے۔ نیا تجربہ اس دریافت کو آگے بڑھاتے ہوئے الیکٹرانوں کی ایک باریک اور سمت یافتہ دھار پیدا کرتا ہے جس کے درست راستے کو کنٹرول کیا جا سکتا ہے، بجائے اس کے کہ ایک منتشر اور بے سمت کرنٹ حاصل ہو۔

شہتیر کے پیچھے موجود طبیعیات

یہ اثر کوانٹم انٹرفیرنس (مداخلت) پر انحصار کرتا ہے۔ جب نیم موصل آنے والی روشنی کو بیک وقت دو مختلف راستوں سے جذب کرتا ہے تو جذب کے یہ دو عوامل الیکٹران کی حرکت کی سمت کے لحاظ سے ایک دوسرے کو یا تو تقویت دیتے ہیں یا ایک دوسرے کو ختم کر دیتے ہیں۔ کنڈف نے اس مظہر کو ایک دوسرے پر چڑھتی ہوئی لہروں سے تشبیہ دی: ایک سمت میں سفر کرنے والے الیکٹرانوں کے لیے لہریں ہم آہنگ ہو کر بڑھ جاتی ہیں جبکہ دوسری سمتوں میں جانے والوں کے لیے وہ ایک دوسرے کو ختم کر دیتی ہیں۔ نتیجتاً کرنٹ یکساں طور پر پھیلنے کے بجائے ایک خاص سمت میں مرتکز ہو جاتا ہے۔

گونگ نے آلے کی تیاری کے عمل کو انتہائی محنت طلب قرار دیتے ہوئے کہا کہ سب سے بڑا چیلنج ڈیوائس کے مختلف مادوں کو اس طرح جوڑنا تھا کہ کوئی بیرونی برقی میدان پیدا نہ ہو۔ انہوں نے بتایا، "میں نے ایل این ایف کے عملے کے ساتھ مل کر مختلف ترکیبوں اور درجہ حرارت پر تجربات کیے تاکہ ایک مینوفیکچرنگ عمل وضع کیا جا سکے۔" ناپسندیدہ میدانوں کو روکنا اس بات کی تصدیق کے لیے ناگزیر تھا کہ الیکٹرانوں کا بہاؤ مکمل طور پر روشنی کے سبب پیدا ہوا ہے۔

آگے کیا ہوگا

گونگ یو ایم سے ڈاکٹریٹ مکمل کر چکے ہیں اور اب شکاگو میں مشین لرننگ سائنسدان کے طور پر کام کر رہے ہیں، جہاں وہ اپنی طبیعیات کی تحقیق کے دوران نکھری مقداری صلاحیتوں کو بروئے کار لا رہے ہیں۔ کائی وانگ، جو کنڈف کے ساتھ پوسٹ ڈاکٹریٹ سائنسدان رہ چکے ہیں اور اب چین کی سن یات سین یونیورسٹی میں پروفیسر ہیں، نے بھی اس منصوبے میں رہنمائی فراہم کی۔ اگرچہ یہ آلہ بنیادی طور پر بنیادی طبیعیات کی کھوج کے لیے بنایا گیا تھا، لیکن روشنی کے مختلف پہلوؤں کی پیمائش کرنے کی اس کی صلاحیت بصری برقی ٹیکنالوجیز میں مستقبل کے ممکنہ اطلاقات کی جانب اشارہ کرتی ہے۔