নিবন্ধের উত্স: লেজার শিল্প পর্যবেক্ষণ ইন্টারনেট থেকে সংকলিত একটি ফেমটোসেকেন্ড লেজার হ'ল একটি "অতি-শর্ট-শর্ট পালস লাইট" জেনারেটর ডিভাইস যা কেবল এক সেকেন্ডের প্রায় এক ট্রিলিয়নথের অতি-শর্ট সময়ের জন্য আলো নির্গত করে। এফআইআই হ'ল আন্তর্জাতিক ইউনিট সিস্টেমে উপসর্গ ফেম্টোর সংক্ষিপ্তকরণ এবং 1 ফেমটোসেকেন্ড = 1 × 10^-15 সেকেন্ড। তথাকথিত পালস আলো কেবল এক মুহুর্তের জন্য আলো নির্গত করে। একটি ক্যামেরার ফ্ল্যাশের হালকা নির্গমন সময়টি প্রায় 1 মাইক্রোসেকেন্ড, সুতরাং ফেমটোসেকেন্ড আল্ট্রা-শর্ট নাড়ি আলোতে আলো নির্গত করার জন্য তার প্রায় এক বিলিয়ন ভাগ রয়েছে। যেমনটি আমরা সকলেই জানি, আলোর গতি প্রতি সেকেন্ডে 300,000 কিলোমিটারের অতুলনীয় গতিতে উড়ে যায় (পৃথিবীকে এক সেকেন্ডে সাড়ে সাত বার প্রদক্ষিণ করে)। যাইহোক, একটি ফেমটোসেকেন্ডে, আলো কেবল 0.3 মাইক্রনকে অগ্রসর করে।
সাধারণত, আমরা চলমান অবজেক্টগুলির তাত্ক্ষণিক অবস্থা ক্যাপচার করতে ফ্ল্যাশ ফটোগ্রাফি ব্যবহার করি। একইভাবে, আপনি যদি ফ্ল্যাশ করতে কোনও ফেমটোসেকেন্ড লেজার ব্যবহার করেন তবে হিংসাত্মক গতিতে ঘটে এমন রাসায়নিক বিক্রিয়াটির প্রতিটি খণ্ড দেখা সম্ভব। এটি করার জন্য, রাসায়নিক বিক্রিয়াগুলির রহস্যগুলি অধ্যয়ন করতে ফেমটোসেকেন্ড লেজারগুলি ব্যবহার করা যেতে পারে।
সাধারণ রাসায়নিক বিক্রিয়াগুলি উচ্চ শক্তি, তথাকথিত "সক্রিয় রাষ্ট্র" সহ একটি মধ্যবর্তী রাষ্ট্রের মধ্য দিয়ে যাওয়ার পরে এগিয়ে যায়। সক্রিয় রাষ্ট্রের অস্তিত্ব তাত্ত্বিকভাবে কেমিস্ট অ্যারেনিয়াস দ্বারা 1889 সালের প্রথম দিকে পূর্বাভাস দেওয়া হয়েছিল, তবে এটি খুব অল্প মুহুর্তের জন্য বিদ্যমান থাকায় এটি সরাসরি পর্যবেক্ষণ করা যায়নি। তবে এর অস্তিত্ব সরাসরি 1980 এর দশকের শেষের দিকে ফেমটোসেকেন্ড লেজারগুলি দ্বারা প্রদর্শিত হয়েছিল, এটি রাসায়নিক বিক্রিয়াগুলি চিহ্নিত করার জন্য ফেমটোসেকেন্ড লেজারগুলি ব্যবহারের উদাহরণ। উদাহরণস্বরূপ, সাইক্লোপেন্টানোন অণু সক্রিয় অবস্থায় কার্বন মনোক্সাইড এবং 2 ইথিলিন অণুতে পচে যায়।
আজকাল, ফেমটোসেকেন্ড লেজারগুলি পদার্থবিজ্ঞান, রসায়ন, জীবন বিজ্ঞান, ওষুধ এবং ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের মতো বিস্তৃত ক্ষেত্রেও ব্যবহৃত হয়। বিশেষত, আলো এবং ইলেকট্রনিক্সের সংমিশ্রণটি যোগাযোগ, কম্পিউটার এবং শক্তির ক্ষেত্রে বিভিন্ন নতুন সম্ভাবনা উন্মুক্ত করবে বলে আশা করা হচ্ছে। এটি কারণ আলোর তীব্রতা প্রায় কোনও ক্ষতি ছাড়াই এক জায়গা থেকে অন্য জায়গায় প্রচুর পরিমাণে তথ্য প্রেরণ করতে পারে, অপটিক্যাল যোগাযোগগুলি আরও দ্রুত করে তোলে। পারমাণবিক পদার্থবিজ্ঞানের ক্ষেত্রে, ফেমটোসেকেন্ড লেজারগুলি একটি বিশাল প্রভাব ফেলেছে। যেহেতু পালসড লাইটের খুব শক্তিশালী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র রয়েছে, তাই 1 ফেমটোসেকেন্ডের মধ্যে আলোর গতির কাছাকাছি যেতে ইলেক্ট্রনগুলিকে ত্বরান্বিত করা সম্ভব, তাই এটি ইলেক্ট্রনগুলিকে ত্বরান্বিত করতে "এক্সিলারেটর" হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।
ওষুধে আবেদন উপরে উল্লিখিত হিসাবে, ফেমটোসেকেন্ডগুলির মধ্যে বিশ্বে, এমনকি আলোও হিমশীতল এবং খুব বেশি দূরে সরে যেতে পারে না, তবে এই সময়ের স্কেলেও, পদার্থের পরমাণু এবং অণুগুলি এবং কম্পিউটার চিপগুলির অভ্যন্তরে ইলেক্ট্রনগুলি এখনও সার্কিটের মধ্যে চলেছে। আপনি যদি একটি ফেমটোসেকেন্ড ডাল ব্যবহার করেন তবে আপনি তা তাত্ক্ষণিকভাবে থামাতে পারেন এবং কী ঘটে তা অধ্যয়ন করতে পারেন। সময় থামানোর জন্য ফ্ল্যাশিংয়ের পাশাপাশি, ফেমটোসেকেন্ড লেজারগুলি 200 ন্যানোমিটার (দুই মিলিমিটারের দুই দশ হাজারতম) এর মতো ছোট ব্যাসের সাথে ধাতুতে মাইক্রোহোলগুলিও ড্রিল করতে পারে। এর অর্থ হ'ল অল্প সময়ের মধ্যে সংকুচিত এবং ভিতরে লক করা আল্ট্রা-শর্ট ডাল আলো আশেপাশের অতিরিক্ত ক্ষতি না করে অতি-উচ্চ আউটপুটের একটি আশ্চর্যজনক প্রভাব অর্জন করে। তদ্ব্যতীত, ফেমটোসেকেন্ড লেজারগুলির স্পন্দিত আলো অত্যন্ত সূক্ষ্ম বিবরণে অবজেক্টের ত্রিমাত্রিক চিত্রগুলি ক্যাপচার করতে পারে। স্টেরিওস্কোপিক চিত্র ফটোগ্রাফি চিকিত্সা নির্ণয়ে খুব দরকারী, এইভাবে অপটিক্যাল হস্তক্ষেপ টমোগ্রাফি নামে একটি নতুন গবেষণা ক্ষেত্র খোলার। এটি একটি ফেমটোসেকেন্ড লেজার ব্যবহার করে ক্যাপচার করা জীবিত টিস্যু এবং জীবন্ত কোষগুলির একটি ত্রি-মাত্রিক চিত্র। উদাহরণস্বরূপ, আলোর একটি খুব সংক্ষিপ্ত নাড়ি ত্বকে নির্দেশিত হয়। নাড়ি আলো ত্বকের পৃষ্ঠের উপর প্রতিফলিত হয় এবং নাড়ি আলোর কিছু অংশ ত্বকে নির্গত হয়। ত্বকের অভ্যন্তরটি অনেক স্তর নিয়ে গঠিত। ত্বকে প্রবেশ করে নাড়ির আলো একটি ছোট ডাল আলো হিসাবে ফিরে বাউন্স করা হয়। প্রতিবিম্বিত আলোতে এই বিভিন্ন পালস লাইটের প্রতিধ্বনি থেকে ত্বকের অভ্যন্তরীণ কাঠামোটি জানা যায়।
এছাড়াও, এই প্রযুক্তির চক্ষু ওষুধে দুর্দান্ত ব্যবহারিকতা রয়েছে, যা চোখের গভীরে রেটিনার ত্রিমাত্রিক চিত্রগুলি ক্যাপচার করতে সক্ষম। এটি চিকিত্সকদের তাদের টিস্যুগুলির সাথে সমস্যাগুলি নির্ণয়ের অনুমতি দেয়। এই ধরণের পরীক্ষা চোখের মধ্যে সীমাবদ্ধ নয়। যদি অপটিক্যাল ফাইবার ব্যবহার করে কোনও লেজার শরীরে প্রেরণ করা হয় তবে এটি শরীরের বিভিন্ন অঙ্গগুলির সমস্ত টিস্যু পরীক্ষা করতে পারে। ভবিষ্যতে, এটি ক্যান্সারে পরিণত হয়েছে কিনা তা সনাক্ত করাও সম্ভব হতে পারে।
অতি-নির্ভুল ঘড়িগুলি উপলব্ধি করা বিজ্ঞানীরা বিশ্বাস করেন যে যদি দৃশ্যমান আলো একটি ফেমটোসেকেন্ড লেজার ঘড়ি তৈরি করতে ব্যবহৃত হয় তবে এটি একটি পারমাণবিক ঘড়ির চেয়ে সময়কে আরও স্পষ্টভাবে পরিমাপ করতে সক্ষম হবে এবং আগামী কয়েক বছরে বিশ্বের সবচেয়ে সঠিক ঘড়ি হিসাবে কাজ করবে। যদি ঘড়িটি সঠিক হয় তবে এটি গাড়ি নেভিগেশনের জন্য ব্যবহৃত জিপিএস (গ্লোবাল পজিশনিং সিস্টেম) এর যথার্থতাও অনেক উন্নত করে।
দৃশ্যমান আলো কেন একটি সঠিক ঘড়ি তৈরি করতে পারে? সমস্ত ঘড়ি এবং ঘড়িগুলি দুল এবং গিয়ারগুলির চলাচলের জন্য অপরিহার্য। একটি সুনির্দিষ্ট কম্পনের ফ্রিকোয়েন্সি সহ একটি দুলের দোলের মাধ্যমে, গিয়ারগুলি কয়েক সেকেন্ডের জন্য ঘোরান এবং সঠিক ঘড়িগুলিও এর ব্যতিক্রম নয়। অতএব, আরও সঠিক ঘড়ি তৈরি করতে, উচ্চতর কম্পনের ফ্রিকোয়েন্সি সহ একটি দুল ব্যবহার করা প্রয়োজন। কোয়ার্টজ ঘড়িগুলি (ঘড়িগুলি যা দুলের পরিবর্তে স্ফটিক দোলন ব্যবহার করে) পেনডুলাম ঘড়ির চেয়ে আরও সঠিক কারণ কোয়ার্টজ রেজোনেটর প্রতি সেকেন্ডে আরও বার বার দোলায়।
সিসিয়াম পারমাণবিক ঘড়িটি বর্তমানে টাইম স্ট্যান্ডার্ড হিসাবে ব্যবহৃত হয় প্রায় 9.2 গিগাহার্টজ (গিগাহার্টজের আন্তর্জাতিক ইউনিটের উপসর্গ, 1 গিগাহার্টজ = 10^9) এর দোলন ফ্রিকোয়েন্সি রয়েছে। পারমাণবিক ঘড়িটি সিসিয়াম পরমাণুর প্রাকৃতিক দোলন ফ্রিকোয়েন্সি ব্যবহার করে এবং পেন্ডুলামকে মাইক্রোওয়েভের সাথে প্রতিস্থাপন করে যার দোলনের ফ্রিকোয়েন্সি সামঞ্জস্যপূর্ণ। এর যথার্থতা কয়েক মিলিয়ন বছরে মাত্র এক সেকেন্ড। বিপরীতে, দৃশ্যমান আলোতে একটি দোলন ফ্রিকোয়েন্সি রয়েছে যা মাইক্রোওয়েভ দোলন ফ্রিকোয়েন্সি থেকে 100,000 থেকে 1,000,000 গুণ বেশি। এটি হ'ল, দৃশ্যমান হালকা শক্তি পারমাণবিক ঘড়ির চেয়ে কয়েক মিলিয়ন গুণ বেশি নির্ভুল নির্ভুল ঘড়িগুলি তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। বিশ্বের সবচেয়ে নির্ভুল ঘড়ি যা দৃশ্যমান আলো ব্যবহার করে এখন সফলভাবে একটি পরীক্ষাগারে নির্মিত হয়েছে।
আইনস্টাইনের আপেক্ষিকতার তত্ত্বটি এই সুনির্দিষ্ট ঘড়ির সাহায্যে যাচাই করা যেতে পারে। আমরা পরীক্ষাগারে এবং অন্যটি অফিসে নীচে এমন একটি সঠিক ঘড়ি রেখেছি এবং সম্ভাব্য পরিস্থিতি বিবেচনা করেছি। এক বা দুই ঘন্টা পরে, ফলাফলটি আইনস্টাইনের আপেক্ষিকতার তত্ত্ব দ্বারা পূর্বাভাস দেওয়া হয়েছিল। দু'জনের কারণে মেঝেগুলির মধ্যে বিভিন্ন "মহাকর্ষীয় ক্ষেত্র" রয়েছে, সুতরাং দুটি ঘড়ি আর একই সময়ে নির্দেশ করে না এবং নীচে ঘড়িটি উপরের ঘড়ির চেয়ে ধীর গতিতে চলে। যদি আরও সঠিক ঘড়ি ব্যবহার করা হয়, সম্ভবত কব্জি এবং গোড়ালি পরা ঘড়িগুলিও সেদিন বিভিন্ন সময় বলত। আমরা কেবল সঠিক ঘড়ির সাহায্যে আপেক্ষিকতার কবজটি অনুভব করতে পারি।
হালকা গতি প্রযুক্তি ধীর ১৯৯৯ সালে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের হাববার্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের অধ্যাপক রাইনার হাও সফলভাবে আলোকে প্রতি সেকেন্ডে 17 মিটার কমিয়ে দিয়েছিল, এমন একটি গতি যা গাড়িগুলি ধরে ফেলতে পারে এবং তারপরে সফলভাবে আলোকে এমন একটি গতিতে ধীর করে দেয় যা এমনকি বাইসাইকেলগুলিও ধরতে পারে। এই পরীক্ষায় পদার্থবিজ্ঞানের সর্বাধিক কাটিং-এজ গবেষণা জড়িত। এই নিবন্ধটি কেবল পরীক্ষার সাফল্যের জন্য দুটি কী প্রবর্তন করে। একটি হ'ল পরম শূন্য (-273.15 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড) এর কাছাকাছি অত্যন্ত নিম্ন-তাপমাত্রার সোডিয়াম পরমাণুর একটি "মেঘ" তৈরি করা, একটি বিশেষ গ্যাসের রাজ্য যা বোস-আইনস্টাইন কনডেনসেট নামে পরিচিত। অন্যটি একটি লেজার যা কম্পনের ফ্রিকোয়েন্সি (কন্ট্রোল লেজার) সামঞ্জস্য করে এবং এটি সোডিয়াম পরমাণুর মেঘ আলোকিত করতে এবং অবিশ্বাস্য কিছু ঘটে।
বিজ্ঞানীরা প্রথমে পরমাণুর মেঘে নাড়ি আলো সংকুচিত করতে একটি নিয়ন্ত্রণ লেজার ব্যবহার করেন এবং এটিকে অত্যন্ত ধীর করে দেন। তারপরে তারা কন্ট্রোল লেজারটি বন্ধ করে দেয় এবং নাড়ির আলো অদৃশ্য হয়ে যায়। নাড়ির আলোতে বহন করা তথ্য পরমাণুর মেঘে সংরক্ষণ করা হয়। । তারপরে এটি একটি নিয়ন্ত্রিত লেজারের সাথে বিকিরণ করা হয়, এবং নাড়ি আলো পুনরুদ্ধার করা হয় এবং পরমাণুর মেঘ থেকে বেরিয়ে আসে। ফলস্বরূপ, মূলত সংকুচিত নাড়িটি আবার প্রশস্ত করা হয় এবং গতি পুনরুদ্ধার করা হয়। পারমাণবিক মেঘে পালস হালকা তথ্য ইনপুট করার পুরো প্রক্রিয়াটি কম্পিউটারে পড়া, সঞ্চয় এবং পুনরায় সেট করার সাথে খুব মিল। অতএব, এই প্রযুক্তিটি কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলির উপলব্ধি উপলব্ধি করতে সহায়তা করতে পারে।
"ফেমটোসেকেন্ড" এর জগত থেকে "অ্যাটোসেকেন্ড" পর্যন্ত ফেমটোসেকেন্ডগুলি আমাদের কল্পনার বাইরে। এখন আমরা অ্যাটোসেকেন্ডগুলির জগতে প্রবেশ করছি, যা ফেমটোসেকেন্ডের চেয়ে কম। এএইচ হ'ল আন্তর্জাতিক ইউনিট সিস্টেমের উপসর্গ "অ্যাটো" এর সংক্ষেপণ। 1 অ্যাটোসেকেন্ড = 1 × 10^-18 সেকেন্ড = একটি ফেমটোসেকেন্ডের এক হাজারতম। অ্যাটোসেকেন্ড ডালগুলি দৃশ্যমান আলো দিয়ে তৈরি করা যায় না কারণ ডালগুলি সংক্ষিপ্ত করার জন্য সংক্ষিপ্ত তরঙ্গদৈর্ঘ্য আলো ব্যবহার করা প্রয়োজন। উদাহরণস্বরূপ, আপনি যদি লাল দৃশ্যমান আলো ব্যবহার করে একটি নাড়ি তৈরি করতে চান তবে সেই তরঙ্গদৈর্ঘ্যের চেয়ে একটি নাড়ি তৈরি করা অসম্ভব। দৃশ্যমান আলোতে প্রায় 2 টি ফেমটোসেকেন্ডের সীমা রয়েছে, তাই অ্যাটোসেকেন্ড ডালগুলি সংক্ষিপ্ত তরঙ্গদৈর্ঘ্য সহ এক্স-রে বা গামা রশ্মি ব্যবহার করে। ভবিষ্যতে অ্যাটোসেকেন্ড এক্স-রে ডাল ব্যবহার করে কী আবিষ্কার করা হবে তা স্পষ্ট নয়। উদাহরণস্বরূপ, বায়োমোলিকুলগুলি কল্পনা করার জন্য অ্যাটোসেকেন্ড ফ্ল্যাশগুলি ব্যবহার করা আমাদের খুব অল্প সময়ের স্কেলে তাদের ক্রিয়াকলাপগুলি পর্যবেক্ষণ করতে এবং সম্ভবত বায়োমোলিকুলগুলির কাঠামো সনাক্ত করতে দেয়।
