కాంతిని నియంత్రించడానికి మరియు మార్గనిర్దేశం చేయడానికి పూర్తిగా కొత్త మార్గాన్ని కనుగొనడానికి శాస్త్రవేత్తలు సూర్యరశ్మి మేఘాల గుండా వెళుతున్న విధానం నుండి ప్రేరణ పొందారు.
గ్లాస్గో విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన భౌతిక శాస్త్రవేత్తల నేతృత్వంలోని పురోగతి పరిశోధన, అపారదర్శక పదార్థాల ద్వారా సొరంగాలు వేయబడిన వక్ర మార్గాల చుట్టూ కాంతి తరంగాలను మార్గనిర్దేశం చేయడానికి అనుమతిస్తుంది, ఇవి సాధారణంగా వాటిని అన్ని దిశలలో చెదరగొట్టాయి.
ఇది భవిష్యత్ తరాల మెడికల్ ఇమేజింగ్ టెక్నాలజీలో అప్లికేషన్‌లను కనుగొనగలదు, వైద్యులు మానవ శరీరం లోపల చూసేందుకు కొత్త మార్గాలను అందిస్తుంది.
కాంతికి బదులుగా వేడిని మార్గనిర్దేశం చేయడానికి, కంప్యూటింగ్ సిస్టమ్‌ల కోసం థర్మల్ మేనేజ్‌మెంట్‌లో కొత్త అప్లికేషన్‌లను తెరవడానికి మరియు న్యూక్లియర్ టెక్నాలజీలలో ఉపయోగించగల కాంతి తరంగాలకు బదులుగా న్యూట్రాన్‌ల వంటి కణాలను పరిమితం చేయడానికి కూడా ఇది స్వీకరించబడుతుంది.
బృందం కనుగొన్న ‘వేవ్‌గైడింగ్’ ప్రభావం ఫైబర్ ఆప్టిక్ కేబుల్‌తో సమానంగా ఉంటుంది, ఇది టోటల్ ఇంటర్నల్ రిఫ్లెక్షన్ అనే ప్రక్రియను ఉపయోగించి దాని కోర్ ద్వారా కాంతిని తీసుకువెళుతుంది. ఫైబర్ ఆప్టిక్స్‌లో, కోర్ చుట్టూ తక్కువ రిఫ్రాక్టివ్ ఇండెక్స్‌తో కూడిన క్లాడింగ్ మెటీరియల్ ఉంటుంది, ఇది కోర్ పొడవులో కాంతిని బౌన్స్ చేస్తూ ఉంటుంది, ఇది తక్కువ నష్టంతో ఎక్కువ దూరం ప్రయాణించేలా చేస్తుంది.
పరిశోధకుల కొత్త వేవ్‌గైడింగ్ విధానం బదులుగా చాలా భిన్నమైన భౌతిక ప్రక్రియపై ఆధారపడుతుంది. బదులుగా, కాంతి బలహీనంగా చెదరగొట్టే పదార్థం యొక్క ఘన కోర్ ద్వారా రవాణా చేయబడుతుంది, ఇది మరింత బలంగా చెదరగొట్టే పదార్థంలో కప్పబడి ఉంటుంది. పదార్థాల చెదరగొట్టే లక్షణాల మధ్య వ్యత్యాసం కాంతిని కోర్కి పరిమితం చేస్తుంది మరియు ఊహించని విధంగా అధిక ఖచ్చితత్వంతో మార్గనిర్దేశం చేయడానికి వీలు కల్పిస్తుంది.
లో ప్రచురించబడిన కొత్త పేపర్‌లో పరిశోధన ప్రదర్శించబడింది నేచర్ ఫిజిక్స్మేఘాల గురించి ల్యాబ్ చర్చల ద్వారా ప్రేరేపించబడిందని పేపర్ యొక్క సంబంధిత రచయిత ప్రొఫెసర్ డేనియల్ ఫాసియో చెప్పారు.
గ్లాస్గో విశ్వవిద్యాలయం యొక్క ఎక్స్‌ట్రీమ్ లైట్ పరిశోధనా బృందానికి నాయకత్వం వహిస్తున్న ప్రొఫెసర్ ఫాసియో ఇలా అన్నారు: “పొడవైన క్యుములస్ మేఘాలు తరచుగా వాటి ఎత్తైన ప్రదేశంలో ప్రకాశవంతమైన తెల్లగా ఉంటాయి మరియు వాటి దిగువ భాగంలో ముదురు బూడిద రంగులో ఉంటాయి, ఎందుకంటే మేఘం లోపలి భాగంలో ఉన్న లెక్కలేనన్ని నీటి బిందువుల ద్వారా సూర్యరశ్మి చెల్లాచెదురుగా ఉంటుంది. మేఘం గుండా వెదజల్లుతున్నప్పుడు కాంతి విపరీతంగా క్షీణిస్తుంది, దిగువ భాగాన్ని ముదురు రంగులోకి మారుస్తుంది మరియు పైభాగంలో ప్రతిబింబిస్తుంది, ఇది తెల్లగా మారుతుంది.
“ఆ స్కాటరింగ్ ప్రభావాన్ని నియంత్రిత మార్గంలో ఉపయోగించడం సాధ్యమేనా అని మేము ఆలోచించడం ప్రారంభించాము మరియు చెదరగొట్టే పదార్థాల ద్వారా కాంతిని మార్గనిర్దేశం చేయడానికి ఒక మార్గాన్ని రూపొందించడానికి దాన్ని ఉపయోగించడం ప్రారంభించాము.”
బృందం 3D ప్రింటర్‌ను ఉపయోగించి తక్కువ-వికీర్ణ కోర్‌తో అత్యంత వికీర్ణ అపారదర్శక తెల్లని రెసిన్ నిర్మాణాలను తయారు చేసింది మరియు నిర్మాణాల ద్వారా కాంతిని మార్గనిర్దేశం చేయడంతో ప్రయోగాలు చేయడం ప్రారంభించింది.
తక్కువ వెదజల్లే కోర్ ద్వారా అది లేని నిర్మాణాల కంటే 100 రెట్లు ఎక్కువ కాంతిని ప్రసారం చేయడం సాధ్యమని వారు కనుగొన్నారు. వారు దృగ్విషయాన్ని నేరుగా మరియు వక్ర నిర్మాణాలతో ప్రదర్శించారు, ఇవి రెండూ ప్రభావాన్ని ప్రదర్శిస్తాయి.
ఈ బృందం వారి ఫలితాలను బలపరిచే వ్యాప్తి యొక్క భౌతిక ప్రక్రియలను వివరించడానికి సమగ్ర గణిత నమూనాను కూడా అభివృద్ధి చేసింది. విశేషమేమిటంటే, ఘన పదార్ధాల ద్వారా ఉష్ణ రవాణాను వివరించే సమీకరణాలకు మోడల్ చాలా పోలి ఉంటుంది. ఈ క్రాస్‌ఓవర్ కారణంగా, వారి కొత్త సాంకేతికత కాంతికి మించి విస్తృత వినియోగాన్ని కలిగి ఉంటుందని పరిశోధకులు భావిస్తున్నారు.
యూనివర్శిటీ స్కూల్ ఆఫ్ ఫిజిక్స్ & ఆస్ట్రానమీకి చెందిన ప్రొఫెసర్ ఫాసియో ఇలా జోడించారు: “ఆప్టిక్స్ వంటి బాగా స్థిరపడిన రంగాలలో కూడా, ప్రాథమిక కొత్త ఆవిష్కరణలకు ఎల్లప్పుడూ స్థలం ఉంటుంది. మేము మేఘాల గురించి ఆలోచించడం ప్రారంభించినప్పుడు, మేము తప్పనిసరిగా కనుగొనాలని ఆశించలేదు. వేవ్‌గైడింగ్‌లో పూర్తిగా కొత్త పద్ధతి, కానీ మా ప్రయోగాలు మమ్మల్ని నడిపించాయి.
“మేము ఇప్పటికీ కాంతి గురించి కొత్త ఉపాయాలను నేర్చుకుంటున్నాము, ఈ సందర్భంలో మేము ఆశ్చర్యపరిచిన ప్రక్రియ ద్వారా కాంతి కంటే వేడి ప్రయాణించే విధానంపై మన అవగాహనతో చాలా సాధారణం ఉంది.
“అంటే కాంతిని ఉపయోగించి అపారదర్శక జీవ కణజాలం లోపల చూడటానికి కొత్త మార్గాలను కనుగొనడానికి ఈ సాంకేతికతను ఉపయోగించాలని మేము ఆశించవచ్చు, కానీ కేవలం ఫోటాన్‌ల కంటే ఎక్కువ మార్గనిర్దేశం చేయడానికి మేము దీనిని వర్తింపజేయవచ్చు. అవసరమైన వ్యవస్థల ద్వారా వేడిని తీసుకువెళ్లడానికి మేము కొత్త మార్గాలను సృష్టించగలము. డేటా సెంటర్ కంప్యూటర్‌ల వంటి చల్లబరచడానికి లేదా న్యూట్రాన్‌ల వంటి కణాలను రవాణా చేయడానికి, ఇది న్యూక్లియర్ పవర్ ప్లాంట్ల కోసం కొత్త అప్లికేషన్‌లను తెరవగలదు, ఉదాహరణకు.”
ఎక్స్‌ట్రీమ్ లైట్ రీసెర్చ్ గ్రూప్ సభ్యుడు మరియు పేపర్ యొక్క ప్రధాన రచయిత డాక్టర్ కెవిన్ మిచెల్ ఇలా అన్నారు: “ఈ కాగితం యొక్క బలం కాంతిని గైడింగ్ చేయడానికి పూర్తిగా కొత్త విధానం యొక్క అవకాశాన్ని అన్వేషించడానికి మేము తీసుకున్న సమగ్ర విధానం నుండి వచ్చింది. మేము దీనితో ప్రారంభించాము. ఒక కీలకమైన ప్రశ్న, దానిని ప్రయోగాత్మకంగా ప్రదర్శించి, దానిని గణితశాస్త్రంలో నిజమైన కఠినతతో నిరూపించాము, ఇప్పుడు మేము బలమైన ఆచరణాత్మక మరియు సైద్ధాంతిక పునాదిని నిర్మించాము, భవిష్యత్తులో దీన్ని ఎలా ఉపయోగించవచ్చో మేము అన్వేషించడం కొనసాగిస్తాము.”
అరిజోనా విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన ప్రొఫెసర్ ఇవాన్ రైట్ కూడా పరిశోధనకు సహకరించారు. బృందం యొక్క పేపర్, ‘ఎనర్జీ ట్రాన్స్‌పోర్ట్ ఇన్ డిఫ్యూసివ్ వేవ్‌గైడ్స్’ పేరుతో ప్రచురించబడింది నేచర్ ఫిజిక్స్.
