Sorry, you need to enable JavaScript to visit this website.

रेणूंच्या हालचालीचे अतिजलद लेसर कॅमेराने निरीक्षण

Read time: १ मिनिट

रेणूंची रचना वामहस्ती (डावी) किंवा दक्षिणहस्ती (उजवी) असते हे माहिती आहे का तुम्हाला? आपण रेणू आणि त्याचे प्रतिबिंब वेगळे ओळखू शकतो, अगदी आपल्या डाव्या-उजव्या हाता सारखेच. पण आपल्या दैनंदिन जीवनात त्याचा कुठे प्रभाव पडतो? एक उदाहरण म्हणजे, काही औषधांची "आरशातली जुळी" भावंडे औषधी नसून चक्क घातक व विषारी असू शकतात! भारतीय तंत्रज्ञान संस्था मुंबई येथील प्राध्यापक गोपाळ दीक्षित व त्यांच्या जर्मनी मधील सहकार्‍यांनी क्वांटम स्थितिगतिशास्त्र (क्वांटम मेकॅनिक्स) व अति जलद प्रकाशिकी (अल्ट्राफास्ट ऑप्टिक्स्) क्षेत्रातल्या त्यांच्या सैद्धांतिक योगदानाद्वारे पदार्थ वामहस्तीआहेत की दक्षिणहस्तीहे शोधून काढण्याची प्रक्रिया विकसित केली आहे.

डीएनए, प्रथिन, कार्बोदक, चरबी व स्टेरॉइड सारखे अनेक जैविक रेणू वामहस्ती किंवा दक्षिणहस्ती असतात आणि  त्यांचा हा गुणधर्म समजून घेणे महत्त्वाचे असते. रेणू अतिसूक्ष्म असल्यामुळे व जलद गतीने हालचाल करत असल्यामुळे त्यांचेगुणधर्म ओळखणे अवघड असते. रेणूंच्या क्रियांचे निरीक्षण करण्यासाठी एक विशेष प्रकाश स्रोत वापरावा लागतो. अॅटोसेकंड (एका नॅनोसेकंदाचा नॅनोभाग, म्हणजेच 10-18से) लेसर  नावाचा एक अतिजलद लेसर किरण वापरुन रेणूंची क्रिया दिसू शकते. पण रेणू वामहस्ती आहे की दक्षिणहस्ती हे निश्चित करण्यासाठी लेसर पल्सच्या ध्रुवणाची विशिष्ट स्थिती माहितीअसणे आवश्यक असते. अर्थात, लेसर पल्स वामहस्ती आहे की दक्षिणहस्ती हे कळले तर रेणू पण वामहस्ती आहे की दक्षिणहस्ती हे लक्षात येऊ शकते. प्राध्यापक दीक्षितांच्या सैद्धांतिक दृष्टीकोनामुळे हे शक्य झाले आहे.

प्राध्यापक दीक्षितांच्या मते, "वामहस्ती किंवा दक्षिणहस्ती गुणधर्म असलेल्या अॅटोसेकंड पल्सची तरंगलांबी रेणूंच्या आकाराची असल्यामुळे, पल्स वापरुन रेणुची संपूर्ण संरचना दिसू शकते".

प्रकाश तरंगाचे ध्रुवण हे विद्युतचुंबकीय तरंगातील विद्युत क्षेत्राच्या दोलनाची दिशा दर्शवते. दोलनाची दिशा उजवीकडे अथवा डावीकडे वळू शकत असल्याने प्रकाशाला देखील वामहस्ती किंवा  दक्षिणहस्ती गुणधर्म प्राप्त होतो. 

अॅटोसेकंड लेसर संशोधनात नुकत्याच झालेल्या प्रगतीमुळे वर्तुळाकार ध्रुवण असलेले पल्स निर्माण करता येणे शक्य झाले आहे. पण ध्रुवणाची नेमकी स्थिती किंवा अॅटोसेकंड पल्स वामहस्ती आहे की दक्षिणहस्ती  हे जाणून घेणे शक्य होत नाही. प्राध्यापक दीक्षित व त्यांच्या सहकार्‍यांनी गणितीय प्रतिमानाचा वापर करून अॅटोसेकंड लेसर पल्स रेणूमधील इलेक्ट्रॉनना त्यांच्या ध्रुवण स्थितीच्या (वामहस्ती की  दक्षिणहस्ती) आधारावर विविध ऊर्जेचे स्तर प्रदान करतात असे पूर्वानुमानित केले. त्यांनी अॅटोसेकंड पल्सच्या संपूर्ण ध्रुवण स्थितीची पुनर्रचना करण्याची सैद्धांतिक प्रक्रिया विकसित केली. ह्या प्रक्रियेमुळे वर्तुळाकार, अंशतः ध्रुवण असलेले आणि ध्रुवण नसलेल्या पल्स ओळखण्याचे अशक्य वाटणारे काम शक्य झाले.

भविष्यात अनेक प्रक्रियांची अॅटोसेकंड मोजणी करण्यासाठी वरील पद्धत वापरली जाईल अशी संशोधकांची अपेक्षा आहे.

प्राध्यापक दिक्षित म्हणाले, "या कामाचा उपयोग रेणूंचा अभ्यास करण्यासाठी तर आहेच पण त्याच बरोबर अनेक प्रकारच्या नवीन पदार्थांचा अभ्यास करण्यासाठी पण होईल. विद्युत रोधाशिवाय वीज वाहून नेणार्‍या सुपरकंडक्टर किंवा २०१६ साली भौतिक शास्त्रात ज्यासाठी नोबेल पुरस्कार मिळाले त्या टोपोलॉजिकल पदार्थाबद्दल आपण अधिक माहिती मिळवू शकू."

भारतीय तंत्रज्ञान संस्था मुंबई येथील प्राध्यापक दिक्षित आणि त्यांचे सहकारी भारतात अॅटोसेकंड लेसर संशोधन सुरू करू इच्छितात. त्यांना आशा आहे की भविष्यात ह्या क्षेत्रात भारताची भूमिका महत्त्वपूर्ण असेल.