نیشنل نیچرل سائنس فاؤنڈیشن آف چائنا (گرانٹ نمبر 12225402، 62321004، 92250302) اور دیگر گرانٹس کے ذریعے مالی اعانت فراہم کی گئی، انسٹی ٹیوٹ آف کنڈینسڈ میٹر فزکس اینڈ میٹریلز فزکس، سکول آف فزکس، پیکنگ دی یونیورسٹی میں پروفیسر رینمن ما کے ریسرچ گروپ ڈائی الیکٹرک سسٹمز میں آپٹیکل ڈفریکشن کی حد کو توڑتے ہوئے، جوہری پیمانے پر آپٹیکل نینو کیوٹی تیار کی، اور موڈ والیوم میں اب تک کی سب سے چھوٹی لیزر کو محسوس کیا، اور سنگولریٹی ڈائی الیکٹرک نینو لیزر کی ایجاد کی ایجاد اس خصوصیت کو آگے بڑھاتی ہے۔ لیزر لائٹ فیلڈ کا پیمانہ جوہری سطح تک۔ تحقیقی نتائج 17 جولائی 2024 (بیجنگ کے وقت) کو "ایٹمک اسکیل فیلڈ لوکلائزیشن کے ساتھ سنگولر ڈائی الیکٹرک نانولاسر" کے عنوان سے شائع ہوئے۔
1960 میں لیزرز کے متعارف ہونے کے بعد سے، اعلی کارکردگی والے لیزرز کو حاصل کرنے کے لیے فریکوئنسی، وقت، رفتار یا جگہ کے طول و عرض میں آپٹیکل فیلڈز کی لوکلائزیشن لیزر فزکس اور آلات کی ترقی کے لیے بنیادی محرک رہی ہے، اور نئی اعلیٰ کارکردگی۔ اس طرح پیدا ہونے والے لیزرز نے جدید سائنس اور ٹیکنالوجی کی ترقی میں بھی بہت اہم کردار ادا کیا ہے۔ مثال کے طور پر، فریکوئنسی کے طول و عرض میں انتہائی لوکلائزیشن عین مطابق ہیرا پھیری اور پیمائش کے لیے انتہائی مستحکم لیزرز حاصل کر سکتی ہے، جس سے ایٹم کولنگ اور کشش ثقل کی لہروں کی کھوج ممکن ہو سکتی ہے (2001، 2017 نوبل انعام برائے طبیعیات)؛ وقت کے طول و عرض میں، آپٹیکل فیلڈ کی انتہائی لوکلائزیشن انتہائی تیز اٹوسیکنڈ لیزرز (فزکس میں 2023 کا نوبل انعام) حاصل کر سکتی ہے، جو مائیکرو کاسم میں ذرات کی انتہائی تیز رفتار حرکات کا مشاہدہ کرنے کا امکان فراہم کرتی ہے۔ ویو ویکٹر کے طول و عرض میں انتہائی لوکلائزیشن الٹرا کولیمیٹڈ لیزرز حاصل کر سکتی ہے، جس کا اطلاق لمبی دوری کے انٹرسٹیلر اسپیس ہائی سپیڈ آپٹیکل کمیونیکیشن پر کیا جا سکتا ہے۔ اور مقامی جہت میں، انتہائی لوکلائزڈ لائٹ فیلڈ نانوسکل لیزرز حاصل کر سکتی ہے، جس سے انفارمیشن ٹیکنالوجی کی نئی نسل کے لیے نئے مواقع اور مضبوط لائٹ فیلڈ کی لوکلائزیشن کے تحت روشنی کے مادے کے تعاملات کے مطالعہ کی توقع ہے۔
میکسویل کی مساوات کی بنیاد پر، ما رینمن کے گروپ نے ڈائی الیکٹرک نظاموں میں آپٹیکل تفاوت کی حد کو توڑنے کے لیے ایک نظریہ تجویز کیا، اور پایا کہ ڈائی الیکٹرک تتلی نانوانٹینا کے چوٹی پر برقی میدان کی واحدیت رفتار کے پھیلاؤ سے پیدا ہوتی ہے: عمودی کے قریب، کونیی واحدیت کی رفتار ایک حقیقی عدد ہے، اور شعاعی مومینٹم ایک خیالی نمبر ہے، اور عمودی کے قریب، دو مومینٹمز کی مطلق قدر منتشر ہو جاتی ہے، لیکن دو مومینٹموں پر مشتمل کل مومینٹم ایک محدود چھوٹی سی مقدار رہ جاتی ہے جس کا تعین کیا جاتا ہے۔ مادی ڈائی الیکٹرک مستقل کا تعین ایک محدود چھوٹی قدر سے ہوتا ہے۔ یہ میکانزم Equipartitioned excitation mode کے لائٹ فیلڈ کنفینمنٹ میکانزم سے ملتا جلتا ہے (مساوی تقسیم شدہ اتیجیت اثر میں، اس کا خیالی ٹرانسورس مومینٹم حقیقی طول بلد کی رفتار کو بڑھانے کا سبب بنتا ہے)، لیکن اومک نقصانات کے بغیر۔ یہ گروپ ایک ڈائی الیکٹرک تتلی کے سائز کے نانوانٹینا کو الیکٹرک فیلڈ کی لامحدود سنگلریٹی کے ساتھ کارنرنگ آپٹیکل نانوکاویٹی کے ساتھ جوڑتا ہے تاکہ ایک موڈ والیوم کے ساتھ سنگولریٹی نانوکیویٹی بنائی جائے جو آپٹیکل ڈفریکشن کی حد کو توڑتا ہے، اور ایک ایٹمیکل فیچر کے ساتھ سنگولریٹی ڈائی الیکٹرک نانولاسر تیار کرتا ہے۔ اینچنگ گروتھ کے دو قدمی طریقہ سے سیمی کنڈکٹر ملٹی کوانٹم ویل گین میٹریل میں پیمانہ۔ لیزر ان پٹ آؤٹ پٹ پاور تعلقات کی منظم خصوصیات، ان پٹ پاور کے ساتھ ایکسائٹیشن لائن وڈتھ کا تغیر، سیکنڈ آرڈر ہم آہنگی اور لیزر آؤٹ پٹ پولرائزیشن کی خصوصیات اس بات کی تصدیق کرتی ہیں کہ سنگولریٹی ڈائی الیکٹرک نانولاسر میں جوش کے لیے آپٹیکل ڈفریکشن کی حد کو توڑنے کی خاصیت ہے۔ سنگولریٹی ڈائی الیکٹرک نانولاسر میں 26 کلو واٹ سینٹی میٹر{{10}} کی حوصلہ افزائی کی حد ہوتی ہے، 13200 کا ایک ایکسائٹیشن پروڈکٹ فیکٹر، 0.0005 λ3 کا موڈ والیوم، اور اس کا لائٹ فیلڈ نانوانٹینا کے مرکز میں انتہائی کمپریسڈ ہوتا ہے۔ نصف اونچائی کی چوڑائی صرف 1 nm کے ساتھ۔
سنگولریٹی ڈائی الیکٹرک نینو لیزرز نے پہلی بار ایک ڈائی الیکٹرک سسٹم میں لیزر اتیجیت کا احساس کیا ہے جو آپٹیکل ڈفریکشن کی حد کو توڑتا ہے، لیزر لائٹ فیلڈ کے خصوصیت کے پیمانے کو جوہری سطح تک بڑھاتا ہے، جس کا موازنہ ایکس رے کے ذریعے پہنچنے والے پیمانے سے ہوتا ہے۔ اس پیش رفت سے مادی اور زندگی کے علوم میں تحقیق کے لیے نئے اوزار فراہم کرنے کی امید ہے۔ دریں اثنا، موجودہ لیزرز کے مقابلے میں، سنگولریٹی ڈائی الیکٹرک نانولاسر نہ صرف کم توانائی خرچ کرتا ہے، بلکہ تیز رفتار ماڈیولیشن کی رفتار اور روشنی کے مادے کے مضبوط تعامل کا بھی احساس کرتا ہے، جس سے توقع کی جاتی ہے کہ انفارمیشن ٹیکنالوجی، سینسنگ اور ڈٹیکشن کے شعبوں میں وسیع پیمانے پر ایپلی کیشنز تیار ہوں گی۔ .
