Kya Waqai Roshni Ko Munjamid Kar Diya Gaya?

کیا واقعی روشنی کو منجمد کر دیا گیا؟

آج کل ایک خبر بہت وائرل ہے کہ اٹلی میں سائنسدانوں نے روشنی کو بھی منجمد کر دیا۔ لیکن ایک بھی خبر اس کو اس کی سرخی سے آگے واضح کرنے سے قاصر ہے۔ پہلی بات تو یہ کہ ایک عام بندے کو اس خبر سے کیا لینا دینا جس طریقہ سے اس کو بتایا جا رہا ہے یعنی سنسنی خیز بنا کر، دوسرا اس کو اس طرح سے واضح کرنے کی کوشش بھی نہیں کی جارہی کہ اس کو ایک عام آدمی (کم از کم ایف ایس سی کا طالب علم) سمجھ سکے اور مزید اس کے بارے میں پڑھ سکے جان سکے کہ یہ کیا ہے۔

یہ انجماد کوئی پانی سے برف بنانے کی طرح نہیں ہے۔

تو اس ضمن میں میری کوشش ہوگی کہ اس کو اتنا کھولنے کی کوشش کروں جتنا میں سمجھ سکا ہوں باقی اہل علم اگر میری رہنمائی فرمائیں گے تو مجھے سیکھ کر اچھا لگے گا۔

کچھ دن پہلے مائکروسافٹ نے اپنا ایک کوانٹم کمپیوٹر یا کوانٹم چپ متعارف کروائی تھی جس میں ایک ایسا پارٹیکل سوپر پوزیشن کے لیے یا کوانٹم حالتوں کے لیے استعمال ہوا تھا جو اپنا ہی اینٹی پارٹیکل بھی تھا۔ اس (Majorana) پارٹیکل کو Quasi Particle کہا جاتا جو حقیقت میں ایٹم کا کوئی بنیادی زرہ نہیں ہے۔ اس کو کواسی پارٹیکل اس لیے کہا جاتا ہے کہ یہ پارٹیکل جیسی خصوصیات کا اظہار کرتا ہے۔

کواسی پارٹیکل دوسرے بنیادی زرات (مثلاً الیکٹرون، فوٹون) کے آپس میں تعامل کی ایسی حالت ہوتی ہے جس میں ان بنیادی زرات کے مجموعی رویے (collective behavior) کو مدنظر رکھا جاتا ہے۔ یعنی یہ کواسی پارٹیکل کوئی زرہ نہیں بلکہ بنیادی زرات کے تعامل کا ایک مجموعی عمل ہے جس کی خصوصیات بنیادی پارٹیکلز جیسی ہو سکتی ہیں جیسے مومینٹم اور انرجی وغیرہ۔

ایسے ہی ایک کواسی پارٹیکل ہے جس کا نام Exciton ہے جو اصل میں الیکٹرون اور ہول (الیکٹرون کی کمی) کے تعامل کا نتیجہ ہے۔ اس Exciton کے ساتھ روشنی یا فوٹون کے تعامل سے ایک اور کواسی پارٹیکل بنتا ہے جس کو Polariton کہتے ہیں۔

اٹلی کے سائنسدانوں نے اس تجربہ میں Gallium Arsenide سیمی کنڈکٹر میٹیریل کا استعمال کیا جس میں Excitons موجود تھے جس پر ایک لیزر بیم ڈالی گئی (یعنی فوٹون) جس سے نئے کواسی پارٹیکل بنے جن کو Polariton کہا جاتا ہے۔

اب یہ Polariton وہ کواسی پارٹیکل ہے جو انتہائی کم درجہ حرارت پر Supersolid کی طرح ایک کرسٹل لیٹس (Crystal lattice) کی خصوصیات دکھاتا ہے تو یہ فوٹون اور Exciton کا بنا کواسی زرہ ایسی خصوصیات کا اظہار کرے تو اس کو روشنی یا فوٹون کے منجمد ہونے سے تعبیر کیا گیا ہے۔

یہاں پر یاد رہے کہ supersolid کی حالت کے حصول میں Bose Einstein Condensate کی حالت کافی اہمیت کی حامل ہے جہاں پر ان Bosons (مثلاً فوٹون) کو superfluidity سے آگے Supersolid کی حالت میں لے جانے کے لیے اس superfluid میں موجود ایٹموں پر کچھ عوامل کیے جاتے ہیں (density modulation وغیرہ)۔

روشنی کے اس انجماد کو سمجھنے کے لیے آپ کو مندرجہ ذیل کانسیپٹ سمجھنے ہوں گے۔

Quasi Particles

Superfluid

Super solid

Bose Einstein Condensate