سائنسدانوں نے پہلی بار لیزر کولڈ پوزیٹرونیم آئنوں کو کامیابی سے حاصل کیا!

ایک حالیہ تحقیق میں، یوروپی سنٹر فار نیوکلیئر ریسرچ (CERN) کے تحت AEgIS سسٹم نے کامیابی کے ساتھ لیزر کولڈ پوزیٹرونیم آئنوں کو مادے سے پاک کرنے والے نظام کی طرف ایک اہم قدم اٹھایا جو لیزر جیسی گاما شعاعیں خارج کرتا ہے۔
اس تجربے کے نتائج نہ صرف اس بات کی اعلیٰ درستگی کی جانچ کے لیے مضبوط معاونت فراہم کرتے ہیں کہ آیا مادّہ اور مادّہ اسی طرح زمین پر گرتے ہیں، بلکہ اینٹی میٹر کی تحقیق کی ایک پوری نئی رینج کے لیے بھی راہ ہموار کرتے ہیں، جس میں گاما رے پیدا کرنے کا امکان بھی شامل ہے۔ لیزر
Aegis سسٹم (AEgIS) CERN کی اینٹی میٹر فیکٹری میں اینٹی ہائیڈروجن ایٹموں کی تیاری اور مطالعہ کرنے والے متعدد تجربات میں سے ایک ہے، جس کا مقصد اعلیٰ درستگی کے ساتھ جانچ کرنا ہے کہ آیا اینٹی میٹر اور مادہ دونوں ایک ہی طرح سے زمین پر گرتے ہیں۔
حال ہی میں فزیکل ریویو لیٹرز میں شائع ہونے والے ایک مقالے میں، AEgIS تعاون ایک تجرباتی کارنامے کے بارے میں رپورٹ کرتا ہے جو نہ صرف اس مقصد کو حاصل کرنے میں مدد کرتا ہے، بلکہ اینٹی میٹر کی تحقیق کی ایک پوری نئی رینج کے لیے بھی راہ ہموار کرتا ہے، جس میں گاما رے لیزرز کی تیاری کا امکان بھی شامل ہے۔ ، جو محققین کو ایک ایٹم کے اندر کے مرکزے کو دیکھنے اور طبیعیات سے باہر ایپلی کیشنز کی اجازت دے گا۔
AEgIS کا ہدف، CERN کی اینٹی میٹر فیکٹری میں کئی تجربات میں سے ایک، اینٹی ہائیڈروجن ایٹموں کی خصوصیات کا مطالعہ کرنا ہے۔ اینٹی ہائیڈروجن (اینٹی پروٹون کے گرد گھومنے والا ایک پوزیٹرون) بنانے کے لیے، AEgIS پوزیٹرون کی ایک شہتیر (ایک الیکٹران ایک پوزیٹرون کے گرد گھومتا ہے) کو اینٹی پروٹونز کے بادل میں ہدایت کرتا ہے جسے اینٹی میٹر فیکٹری نے بنایا اور کم کیا ہے۔ جب ایک اینٹی پروٹون اور ایک پوزیٹرون اینٹی پروٹون بادل میں ملتے ہیں، تو پوزیٹرون اپنا پوزیٹرون اینٹی پروٹون کو دے دیتا ہے، جس کے نتیجے میں اینٹی ہائیڈروجن بنتی ہے۔
یہ عمل AEgIS کو پوزیٹرون کا مطالعہ کرنے کی اجازت دیتا ہے، ایک اینٹی میٹر سسٹم جو دلچسپی کا حامل ہے کیونکہ اس میں صرف دو نکاتی ذرات ہوتے ہیں - الیکٹران اور اس کا اینٹی میٹر۔
تاہم، پوزیٹرون کی زندگی ایک سیکنڈ کے 142 بلینویں حصے کی انتہائی مختصر ہوتی ہے اور اس کے بعد گاما شعاعوں میں فنا ہو جاتی ہے۔ اس قلیل المدت ذرہ کا مطالعہ کرنے کے لیے، AEgIS ٹیم نے کامیابی سے لیزر کولنگ تکنیکوں کو پوزیٹرون کے نمونے پر لاگو کیا۔
یہ ایک کارنامہ ہے جو AEgIS ٹیم نے انجام دیا ہے۔ پوزیٹرون کے نمونے پر لیزر کولنگ لگا کر، وہ نمونے کے درجہ حرارت کو 380 ڈگری سیلسیس سے کم کر کے 170 ڈگری سیلسیس کرنے میں کامیاب ہو گئے، جو کہ نصف سے زیادہ کی کمی ہے۔ یہ کارنامہ بعد کے تجربات کے لیے ایک مضبوط بنیاد فراہم کرتا ہے، اور ٹیم کا مقصد درجہ حرارت کو مزید 10 کیلون سے کم کرنا ہے۔
لیزر کولڈ پوزیٹرون کی کامیابی اینٹی میٹر ریسرچ کے لیے نئے امکانات کھولتی ہے۔ سب سے پہلے، اس نے مادے کے اینٹی میٹر کے نظام کی اعلیٰ درستگی کی پیمائش کو ممکن بنایا ہے، جس سے نئی طبیعیات کو ظاہر کرنے میں مدد ملی ہے۔ دوسرا، اس تکنیک نے محققین کو پوزیٹرونک بوس-آئنسٹائن کنڈینسیٹس تیار کرنے کے قابل بھی بنایا ہے، جو کہ کنڈینسیٹس ہیں جن میں تمام اجزاء ایک ہی کوانٹم حالت پر قابض ہیں۔ اس طرح کے کنڈینسیٹس کو مربوط گاما رے روشنی پیدا کرنے کے لیے امیدوار سمجھا جاتا ہے، جس سے محققین کو ایٹم نیوکلی کے اندر جھانکنے کی توقع کی جاتی ہے۔
"اگر اینٹی میٹر کا بوس آئن سٹائن کنڈینسیٹ مربوط گاما رے روشنی پیدا کرنے کے قابل ہے، تو یہ بنیادی اور لاگو تحقیق کے میدان میں ایک بے حد طاقتور ٹول ہو گا، جس سے محققین کو جوہری نیوکلی کے اسرار کے بارے میں بصیرت حاصل ہو سکتی ہے۔" Ruggero Caravita نے کہا.
یاد رہے کہ لیزر کولنگ ٹیکنالوجی سب سے پہلے تین سال قبل اینٹی میٹر ایٹموں پر لاگو کی گئی تھی۔ بنیادی اصول فوٹوون جذب اور اخراج کے چکراتی عمل کے ذریعے ایٹموں کے بتدریج سست ہونے میں مضمر ہے، جو بنیادی طور پر تنگ بینڈ لیزرز کے ذریعے محسوس ہوتا ہے جو ایک چھوٹی فریکوئنسی رینج میں روشنی خارج کرتے ہیں۔ تاہم، AEgIS ٹیم نے اپنی تحقیق میں ایک منفرد براڈ بینڈ لیزر ٹیکنالوجی کا استعمال کیا۔
Ruggero Caravita مزید بتاتے ہیں، "براڈ بینڈ لیزر تکنیک کا فائدہ یہ ہے کہ یہ نہ صرف پوزیٹرون کے ایک چھوٹے سے نمونے کو ٹھنڈا کر سکتی ہے، بلکہ پوزیٹرون کے بہت بڑے نمونے کو بھی ٹھنڈا کر سکتی ہے۔ اس کے علاوہ، ہم نے کسی بیرونی برقی یا مقناطیسی فیلڈ کا استعمال نہیں کیا۔ تجربہ، جو نہ صرف تجرباتی سیٹ اپ کو آسان بناتا ہے بلکہ پوزیٹرون کی زندگی کو بھی بڑھاتا ہے۔"
AEgIS تعاون نے مختلف تکنیکوں کا استعمال کرتے ہوئے آزاد ٹیموں کے ساتھ پوزیٹرون لیزر کولنگ پر اپنے تحقیقی نتائج کا اشتراک کیا ہے، اور اسی دن دنیا بھر کے محققین کے حوالہ اور معلومات کے لیے یہ اہم نتیجہ arXiv پری پرنٹ سرور پر پوسٹ کیا ہے۔