যান্ত্রিক তরঙ্গ নিয়ন্ত্রণ করার জন্য একটি নতুন মেটামেটারিয়াল

এখনও অবধি পরিচিত মেটাম্যাটেরিয়ালগুলিতে, নেতিবাচক প্রতিসরণের ঘটনাটি প্রতিসম, অর্থাৎ এটি তরঙ্গের ঘটনার ধনাত্মক এবং ঋণাত্মক কোণের মধ্যে পার্থক্য করে না। ন্যানোসায়েন্সেস ইনস্টিটিউটের (Cnr-Nano) আলেসান্দ্রো পিটান্টি এবং সিমোন জানোটোর নেতৃত্বে একদল বিজ্ঞানী আবিষ্কার করেছেন যে গিগাহার্জ পরিসরে ফ্রিকোয়েন্সিগুলির সাথে যান্ত্রিকভাবে চাপযুক্ত একটি উদ্ভাবনী মেটামেটেরিয়াল তৈরি করে এই প্রতিসাম্যটি ভাঙা সম্ভব।

নেচার কমিউনিকেশনস-এ প্রকাশিত গবেষণাটি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি যান্ত্রিক তরঙ্গগুলিকে ম্যানিপুলেট করার ক্ষমতার অগ্রগতির প্রতিনিধিত্ব করে এবং GHz ন্যানোমেকানিক্সের উপর ভিত্তি করে আধুনিক প্রযুক্তির বিবর্তনের পক্ষে হতে পারে।

মেটামেটেরিয়ালস

মেটামেটেরিয়াল হল একটি কৃত্রিম কাঠামোর উপাদান, বিশেষ আকারের মাইক্রো-উপাদানের সমন্বয়ে গঠিত, যেমন নতুন বৈশিষ্ট্য প্রদান করা যা সাধারণ উপকরণে বিদ্যমান নেই। বিশেষ করে মেটাম্যাটেরিয়ালগুলি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ওয়েভ এবং অ্যাকোস্টিক তরঙ্গ নিয়ন্ত্রণ এবং পরিচালনার জন্য আকর্ষণীয়। Cnr-Nano গবেষকরা, Istituto officina dei materiali (Cnr-Iom) এবং পল ড্রুড ইনস্টিটিউটের সহকর্মীদের সহযোগিতায়, একটি নতুন মেটামেটেরিয়াল প্রকৌশলী করেছেন যা আগে কখনও দেখা যায়নি এমন একটি তরঙ্গ প্রতিসরণ ঘটনার মধ্য দিয়ে যায়, যার নাম "নেতিবাচক অসমমিত প্রতিসরণ"।

মেটামেটেরিয়াল এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গ

যখন তারা বিশেষভাবে গঠিত মেটাম্যাটেরিয়ালগুলিতে প্রবেশ করে, তখন ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক, অ্যাকোস্টিক এবং যান্ত্রিক তরঙ্গ একটি নির্দিষ্ট 'বিচ্যুতি'র মধ্য দিয়ে যায় যাকে নেতিবাচক প্রতিসরণ বলা হয়। এখন পর্যন্ত পরিচিত মেটাম্যাটেরিয়ালগুলি প্রতিসম, অর্থাৎ তারা ঘটনার ধনাত্মক এবং নেতিবাচক কোণের মধ্যে পার্থক্য করে না। গবেষকদের দ্বারা তৈরি করা নতুন উপাদানটিতে, এই প্রতিসাম্যটি ভেঙে গেছে, যেমন সিমোন জানোটো ব্যাখ্যা করেছেন: "যখন একটি তরঙ্গ একটি মেটামেটেরিয়ালকে তির্যকভাবে আঘাত করে, তখন এটি তার ভিতরে চলতে থাকে, যে দিক থেকে এটি এসেছিল একই দিকে বিচ্যুত হয়। এটি ঋণাত্মক প্রতিসরণ। আমরা যে মেটামেটেরিয়ালটি তৈরি করেছি তা আরও বেশি বহিরাগত আচরণ দেখায়: এটি কোন দিক থেকে এসেছে তার উপর নির্ভর করে এটি বিভিন্ন উপায়ে তরঙ্গকে বিচ্যুত করতে সক্ষম। তরঙ্গগুলি যখন একদিক থেকে আসে এবং সাধারণত যখন অন্য দিক থেকে আসে তখন ঋণাত্মকভাবে প্রতিসৃত হয়"

অপ্রতিসম ঋণাত্মক প্রতিসরণ

গবেষকরা উপাদানের একটি বরং সরল কাঠামোকে কাজে লাগিয়ে অসমমিতিক নেতিবাচক প্রতিসরণ পেয়েছেন, যা গ্যালিয়াম আর্সেনাইডের একটি স্তরে খোদাই করা এল-আকৃতির মাইক্রো-গহ্বরের উত্তরাধিকার দ্বারা গঠিত।

মেটামেটেরিয়াল তৈরি করতে, Cnr-Nano এবং Scuola Normale-এর নেস্ট ল্যাবরেটরিতে Cnr-Iom-এ Giorgio Biasiol দ্বারা উত্পাদিত উপকরণ থেকে শুরু করে উন্নত ন্যানোফ্যাব্রিকেশন কৌশলগুলি ব্যবহার করা হয়েছিল। নমুনাটি তখন যান্ত্রিক তরঙ্গের সাথে পাওলো স্যান্টোস (পল ড্রুড ইনস্টিটিউট) এর গবেষণা গোষ্ঠী দ্বারা পরীক্ষা করা হয়েছিল যা বিশ্বব্যাপী সলিড-স্টেট সিস্টেমের উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি যান্ত্রিক পরিমাপের দক্ষতার স্বীকৃতি দিয়েছে। আলেসান্দ্রো পিটান্টি দ্বারা পরিচালিত সসীম উপাদান সিমুলেশনের জন্য ধন্যবাদ ফলাফল এবং প্রতিসরণের অসমমিত আচরণ ব্যাখ্যা করা সম্ভব হয়েছিল।

উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি

গিগাহার্জের অর্ডারের তরঙ্গের সাথে উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে কাজ করার পছন্দটি আরও নতুনত্ব, সেইসাথে একটি যথেষ্ট প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জ। "এটি এমন একটি পরিসর যা এখনও খুব কম অন্বেষণ করা হয়েছে, তবে 4G এবং 5G প্রযুক্তির পাশাপাশি উদীয়মান কোয়ান্টাম যোগাযোগ ব্যবস্থার মতো খাতগুলিতে পরম আগ্রহ এবং প্রাসঙ্গিকতা" Zanotto ব্যাখ্যা করে৷ "ইনফ্রারেড রশ্মির জন্য থার্মোমেকানিকাল সেন্সর বাস্তবায়নের জন্য উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি যান্ত্রিক অনুরণনকারীর ব্যবহার ভবিষ্যতের জন্যও পূর্বাভাসযোগ্য"।

"ফলাফল যান্ত্রিক তরঙ্গের সম্পূর্ণ নিয়ন্ত্রণের দিকে একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ, কারণ এটি আমাদেরকে পার্থক্য করতে দেয়, উদাহরণস্বরূপ, ডান দিক থেকে আসা তরঙ্গগুলি থেকে বাম দিক থেকে আগত তরঙ্গগুলি" "আরো সাধারণভাবে, এই ফলাফলটি নিম্নতর তরঙ্গগুলির জন্যও ব্যবহার করা যেতে পারে ফ্রিকোয়েন্সি মেকানিক্স”, সিমোন জ্যানোট্টো চালিয়ে যান, “নীতিগতভাবে, মেটামেটেরিয়ালের একটি সাধারণ 'রিস্কেলিং' সহ এটি প্রয়োগ খুঁজে পেতে পারে, উদাহরণস্বরূপ, এমনকি ভবনগুলিকে রক্ষা করার জন্য সিসমিক তরঙ্গের বিচ্যুতিতেও”। "আরেকটি দিগন্ত হল কোয়ান্টাম ইমিটার/সেন্সরগুলিকে অন্তর্ভুক্ত করা - এই স্তরে, আমাদের সিস্টেমগুলি কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এবং যোগাযোগের জন্য ভবিষ্যতের প্ল্যাটফর্মগুলিতে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করতে পারে৷

খসড়া BlogInnovazione.it

​