Super Solid-അതികരാവസ്ഥ

Super Solid Discovery Explained in Malayalam

Image courtesy: Pixabay

Optical Computing & Quantum Information Technology

കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് ലോകത്തെ വിപ്ലവകരമായ മാറ്റങ്ങളായ ഒപ്റ്റിക്കൽ കമ്പ്യൂട്ടിംഗിനെക്കുറിച്ചും (Optical Computing) 

ക്വാണ്ടം ഇൻഫർമേഷൻ ടെക്നോളജിയെക്കുറിച്ചും (Quantum Information Technology) ലളിതമായി വിവരിക്കുന്നു.

---

1. ഒപ്റ്റിക്കൽ കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് (Optical Computing)

നിലവിലെ കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ വിവരങ്ങൾ കൈമാറാൻ വൈദ്യുതിയെ (Electrons) ആണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. എന്നാൽ ഒപ്റ്റിക്കൽ കമ്പ്യൂട്ടിംഗിൽ പ്രകാശമാണ് (Photons) വിവരങ്ങൾ കൈമാറാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നത്.

പ്രധാന പ്രത്യേകതകൾ:

• വേഗത: പ്രകാശം വൈദ്യുതിയെക്കാൾ വേഗത്തിൽ സഞ്ചരിക്കുന്നു. അതിനാൽ പ്രോസസ്സിംഗ് വേഗത വളരെ കൂടുതലായിരിക്കും.

• ഊർജ്ജ ലാഭം: ഇലക്ട്രോണുകൾ സഞ്ചരിക്കുമ്പോൾ ചൂട് ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു, എന്നാൽ ഫോട്ടോണുകൾക്ക് ഈ പ്രശ്നമില്ല. ഇത് കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ അമിതമായി ചൂടാകുന്നത് ഒഴിവാക്കുന്നു.

• ബാന്റ്‌വിഡ്ത്ത്: ഒരേസമയം കൂടുതൽ വിവരങ്ങൾ കൈമാറാൻ പ്രകാശതരംഗങ്ങൾക്ക് സാധിക്കും.

ലളിതമായി പറഞ്ഞാൽ: കറന്റിന് പകരം വെളിച്ചം ഉപയോഗിച്ച് പ്രവർത്തിക്കുന്ന അതിവേഗ കമ്പ്യൂട്ടറുകളാണിവ.

---

2. ക്വാണ്ടം ഇൻഫർമേഷൻ ടെക്നോളജി (Quantum Information Technology)

പരമ്പരാഗത കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ '0', '1' എന്നിങ്ങനെയുള്ള ബിറ്റുകൾ (Bits) അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്. എന്നാൽ ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ ക്യുബിറ്റുകൾ (Qubits) ഉപയോഗിക്കുന്നു.

പ്രധാന പ്രത്യേകതകൾ:

• സൂപ്പർപൊസിഷൻ (Superposition): ഒരു ബിറ്റിന് ഒരേസമയം 0 അല്ലെങ്കിൽ 1 ആകാനേ കഴിയൂ. എന്നാൽ ഒരു ക്യുബിറ്റിന് ഒരേസമയം 0 ഉം 1 ഉം ആയിരിക്കാൻ സാധിക്കും. ഇത് ഒരേസമയം കോടിക്കണക്കിന് കണക്കുകൂട്ടലുകൾ നടത്താൻ സഹായിക്കുന്നു.

• എന്റാംഗിൾമെന്റ് (Entanglement): രണ്ട് ക്യുബിറ്റുകൾ തമ്മിൽ എത്ര അകലെയാണെങ്കിലും അവയുടെ അവസ്ഥകൾ പരസ്പരം ബന്ധിക്കപ്പെട്ടിരിക്കും. ഇത് വിവര കൈമാറ്റം സുരക്ഷിതവും വേഗത്തിലുള്ളതുമാക്കുന്നു.

ഗുണങ്ങൾ:

• നിലവിലെ സൂപ്പർ കമ്പ്യൂട്ടറുകൾക്ക് വർഷങ്ങൾ വേണ്ടിവരുന്ന കണക്കുകൂട്ടലുകൾ ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ നിമിഷങ്ങൾക്കുള്ളിൽ തീർക്കും.

• മരുന്നുകളുടെ ഗവേഷണം (Drug Discovery), സൈബർ സെക്യൂരിറ്റി, കാലാവസ്ഥാ പ്രവചനം എന്നിവയിൽ വലിയ മാറ്റങ്ങൾ കൊണ്ടുവരും.

ഭാവിയിൽ ഈ രണ്ട് സാങ്കേതികവിദ്യകളും ഒത്തുചേരുന്നതിലൂടെ നമുക്ക് സങ്കൽപ്പിക്കാൻ കഴിയാത്തത്ര കരുത്തുള്ള കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ നിർമ്മിക്കാൻ സാധിക്കുമെന്ന് ശാസ്ത്രലോകം കരുതുന്നു.

Sources & References:

1. IBM Quantum Learning - Introduction to Quantum Circuits.

2. Journal of Optical Communications - Advances in Optical Computing.

3. Scientific American - The Future of Computing.

4. Research papers from IEEE Xplore on Photonic Computing.

പ്രകാശത്തിൽ നിന്ന് അതികരാവസ്ഥ
ഭൗതിക ശാസ്ത്രരംഗത്തെ നിർണായക ചുവടുവെപ്പ് 

 എന്താണ് അധികരാവസ്ഥ?

 ഖര രൂപത്തിലുള്ള ഒരു വസ്തുവിന്റെ സവിശേഷതകളോടപ്പം ദ്രാവക രൂപത്തിലുള്ള വസ്തുവിന്റെ സവിശേഷതകളും പ്രകടിപ്പിക്കുമ്പോഴാണ് അധികരാവസ്ഥഅഥവാസൂപ്പർസോളിട്എന്നു വി ളിക്കുന്നത്.സൂപ്പർസോളിഡുകൾക്ക് നിശ്ചിത ആകൃതിയുണ്ടാകും. എന്നാൽ ഘർഷണ മില്ലാതെ ഒഴുകാൻ കഴിയും എന്നതാണ് ഇവയുടെ അസാധാരണ ഗുണം. ഇക്കാരണത്താൽ ഒപ്റ്റിക്കൽ കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് , ക്വണ്ടംഇൻഫർമേഷൻ ടെക്നോളജി എന്നിവയിൽ അതികരാവസ്ഥ വിപ്ലവാകരമായ മാറ്റങ്ങൾക്ക് വഴിയൊരുക്കുമെന്നാണ് നിരീക്ഷണം.

 ലണ്ടൻ->ലോകത്ത് ആദ്യമായി പ്രകാശത്തിൽ നിന്ന് അതികരാവസ്ഥ(സൂപ്പർ സോളിഡ്)യിലേക്ക്മാറ്റി ശാസ്ത്രലോകം. ലോകത്ത് ആദ്യമായാണ് ഇത്തരം ഒരു പരീക്ഷണം നടക്കുന്നത്.ഭൗതികശാസ്ത്ര രംഗത്തെ നിർണായക ചുവടുവെപ്പ് ആണിത്. ഇറ്റലിയിലെ നാഷണൽ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ഒപ്റ്റിക്കൽസിലെ 13 ഗവേഷകരാണ്ഈ നേട്ടത്തിന് പിന്നിൽ.

 ഊർജ്ജരൂപമായി അറിയപ്പെടുന്ന പ്രകാശത്തെ അതികരാവസ്ഥയിലേക്ക് മാറ്റാനാകുമെന്നത് ഭൗതികശാസ്ത്രരംഗത്ത് വലിയ മാറ്റങ്ങൾക്ക് നാന്ദി കുറിക്കും.പോളാരിറ്റോൺ സംവിധാനത്തിന്റെ സഹായത്തോടെയാണ് പ്രകാശത്തെ സൂപ്പർസോളിഡ്  ആക്കി മാറ്റിയത്. 

 ക്വണ്ടം മെക്കാനിക്സിൽ കാണപ്പെടുന്ന ഒരു ക്വസി പാർട്ടിക്കൾ  ആണ് പൊളാരി റ്റോൺ .ഇതിൽ പ്രകാശത്തിന്റെ തരംഗ സ്വഭാവവും ദ്രവ്യത്തിന്റെ കണികാ സ്വഭാവവും ഒരേസമയം ഉണ്ടാകും. പ്രകാശ കണികയായഫോട്ടോണും ദ്രവ്യ കാണിക്കയായഎക്സിടോണും  തമ്മിലുള്ള ശക്തമായ വൈദ്യുതകാന്തിക ആകര്ഷണത്തിലൂടെയാണ് പൊളാരി ടോണുകൾ രൂപം കൊള്ളുന്നത്.

 പ്രകാശത്തെ താഴ്ന്ന ഊർജ്ജാവസ്ഥയിലേക്ക് മാറ്റാൻ അനുവദിക്കുന്നത്

പോളാരി ടോണുകളാണ്.ഇതു കാരണം പ്രകാശത്തെ ദ്രവ്യമായി സംയോജിപ്പിച്ച് അധികരാവസ്ഥയിലേക്ക് എത്തിച്ചതുവഴി ലോകത്തിന്റെ പുതിയൊരു രഹസ്യത്തിനാണ് ഗവേഷകർ ചുരുളഴിച്ചത്.അസാധാരണ ഗുണങ്ങളാണ് അധികരാവസ്ഥയ്ക്ക് നൽകാൻ കഴിയുക എന്നതാണ് ഇതിന്റെ പ്രാധാന്യം.മാർച്ച് അഞ്ചിനാണ് ഗവേഷണ വിവരങ്ങൾ നേച്ചർ ജേണലിൽ  പ്രസിദ്ധീകരിച്ചത്.പ്രാരംഭ  ഘട്ടത്തിൽ ആണെങ്കിലും പ്രകാശത്തിന്റെയും  ദ്രവ്യത്തിന്റെയും അടിസ്ഥാന ഗുണങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കാനുള്ള വഴിത്തിരിവാകും പരീക്ഷണം.

2025 മാർച്ച്  15 ശനി 

 സുപ്രഭാതം ദിനപത്രം

പൊളാരിറ്റോൺ സംവിധാനം

ഈ പരീക്ഷണത്തിൽ polariton എന്ന ക്വാണ്ടം സംവിധാനമാണ് പ്രധാനമായി ഉപയോഗിച്ചത്. ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സിൽ കാണപ്പെടുന്ന ഒരു quasi-particle ആണ് പൊളാരിറ്റോൺ. ഇതിൽ പ്രകാശത്തിന്റെ തരംഗസ്വഭാവവും ദ്രവ്യത്തിന്റെ കണികാസ്വഭാവവും ഒരേസമയം കാണപ്പെടുന്നു.

പ്രകാശകണികയായ photon-നും ദ്രവ്യകണികയായ exciton-നും ഇടയിൽ ഉണ്ടാകുന്ന ശക്തമായ വൈദ്യുതകാന്തിക ഇടപെടലിലൂടെ polariton-കൾ രൂപപ്പെടുന്നു. ഇതിലൂടെ പ്രകാശത്തെ താഴ്ന്ന ഊർജ്ജാവസ്ഥയിലേക്ക് മാറ്റാൻ കഴിയും.

ഗവേഷണത്തിന്റെ പ്രാധാന്യം

പ്രകാശത്തെ super solid ആയി മാറ്റാൻ കഴിയുമെന്ന കണ്ടെത്തൽ ഭാവിയിൽ നിരവധി സാങ്കേതിക മുന്നേറ്റങ്ങൾക്ക് വഴിയൊരുക്കും. പ്രത്യേകിച്ച് optical computing-ലും quantum information technology-യിലും ഇതിന്റെ പ്രാധാന്യം വളരെ വലുതാണ്.

ഈ ഗവേഷണത്തിന്റെ വിശദാംശങ്ങൾ പ്രമുഖ ശാസ്ത്ര ജേണലായ Nature-ൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. പരീക്ഷണം ഇപ്പോഴും പ്രാരംഭ ഘട്ടത്തിലാണെങ്കിലും പ്രകാശത്തിന്റെയും ദ്രവ്യത്തിന്റെയും അടിസ്ഥാന ഗുണങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള പുതിയ അറിവുകൾക്ക് ഇത് വഴിയൊരുക്കുമെന്ന് ശാസ്ത്രജ്ഞർ വിശ്വസിക്കുന്നു.