एकल बिंदु जैसे स्रोत के लिए भंवर कोरोनग्राफ की गणना की तीव्रता। छवि क्रेडिट: ग्रोवर स्वार्टलैंडर। बड़ा करने के लिए क्लिक करें
"कुछ लोग कहते हैं कि मैं अंधेरे का अध्ययन करता हूं, प्रकाशिकी का नहीं," ग्रोवर स्वार्टलैंडर का मजाक उड़ाता है।
लेकिन यह एक प्रकार का अंधेरा है जो खगोलविदों को प्रकाश को देखने की अनुमति देगा।
स्वार्टलैंडर, यूनिवर्सिटी ऑफ़ एरिज़ोना कॉलेज ऑफ़ ऑप्टिकल साइंसेज में एक एसोसिएट प्रोफेसर, ऐसे उपकरण विकसित कर रहे हैं जो चमकदार तारों को अवरुद्ध करते हैं, जिससे खगोलविदों को पास के सौर मंडल में ग्रहों का अध्ययन करने की अनुमति मिलती है।
उपकरण ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपी के लिए भी मूल्यवान साबित हो सकते हैं और कैमरे और इमेजिंग सिस्टम को चकाचौंध से बचाने के लिए उपयोग किया जा सकता है।
इस तकनीक का मूल एक "ऑप्टिकल भंवर मुखौटा" है - एक पतली, छोटी, पारदर्शी कांच की चिप जो एक सर्पिल सीढ़ी के समान पैटर्न में चरणों की एक श्रृंखला के साथ etched है।
जब प्रकाश नकाब पर मारा जाता है, तो यह पतले लोगों की तुलना में अधिक मोटी परतों में धीमा हो जाता है। आखिरकार, प्रकाश विभाजित होता है और चरण स्थानांतरित हो जाता है, इसलिए कुछ तरंगें दूसरों के साथ चरण से 180 डिग्री बाहर होती हैं। नकाब के माध्यम से प्रकाश तूफान की तरह हवा में घूमता है। जब यह इस ऑप्टिकल ट्विस्टर के "नेत्र" तक पहुंच जाता है, तो प्रकाश तरंगें जो चरण से 180 डिग्री बाहर होती हैं, एक दूसरे को रद्द कर देती हैं, जिससे पूरी तरह से गहरे केंद्रीय कोर निकल जाते हैं।
स्वार्टलैंडर का कहना है कि यह बोल्ट के धागों के बाद प्रकाश की तरह है। ऑप्टिकल "बोल्ट" की पिच - दो आसन्न धागे के बीच की दूरी - महत्वपूर्ण है। "हम कुछ विशेष बना रहे हैं जहाँ पिच को प्रकाश की एक तरंग दैर्ध्य के चरण में परिवर्तन के अनुरूप होना चाहिए," उन्होंने समझाया। "हम जो चाहते हैं वह एक मुखौटा है जो अनिवार्य रूप से आने वाले प्रकाश के इस विमान, या शीट को काटता है और इसे एक निरंतर पेचदार बीम में बदल देता है।"
उन्होंने कहा, "हाल ही में हमने जो पाया है, वह सैद्धांतिक दृष्टिकोण से आश्चर्यजनक है।"
"गणितीय रूप से, यह सुंदर है।"
ऑप्टिकल भंवर एक नया विचार नहीं है, स्वार्टलैंडर ने कहा। लेकिन यह 1990 के दशक के मध्य तक नहीं था कि वैज्ञानिक इसके पीछे भौतिकी का अध्ययन करने में सक्षम थे। जब कंप्यूटर जनित होलोग्राम और उच्च-परिशुद्धता लिथोग्राफी में प्रगति ने इस तरह के शोध को संभव बनाया है।
स्वार्टलैंडर और उनके स्नातक छात्रों, ग्रेगरी फू और डेविड पलासियोस ने हाल ही में मीडिया का ध्यान आकर्षित किया जब "ऑप्टिक्स लेटर्स" ने अपने लेख को प्रकाशित किया कि कैसे शक्तिशाली टेलीस्कोप पर ऑप्टिकल भंवर मास्क का उपयोग किया जा सकता है। तारों को अवरुद्ध करने के लिए मास्क का उपयोग किया जा सकता है और खगोलविदों को 10-अरब-बार-मंद ग्रह की परिक्रमा करने से सीधे प्रकाश का पता लगाने की अनुमति मिलती है।
यह एक "ऑप्टिकल भंवर कोरोनाग्राफ के साथ किया जा सकता है।" पारंपरिक कोरोनोग्राफ में, एक स्टार की रोशनी को अवरुद्ध करने के लिए एक अपारदर्शी डिस्क का उपयोग किया जाता है। लेकिन खगोलविद जो चमकीले सितारों के पास बेहोश ग्रहों की खोज कर रहे हैं, वे पारंपरिक कोरोनोग्राफ का उपयोग नहीं कर सकते हैं क्योंकि स्टारलाइट से चमक ग्रह से परावर्तित होने वाली डिस्क अस्पष्ट प्रकाश के चारों ओर विचलित हो जाती है।
"स्टार से विचलित प्रकाश की कोई भी छोटी राशि अभी भी ग्रह से संकेत को अभिभूत करने वाली है," स्वार्टलैंडर ने समझाया। "लेकिन अगर भंवर मास्क का सर्पिल स्टार के केंद्र के साथ मेल खाता है, तो मुखौटा एक ब्लैक होल बनाता है जहां कोई बिखरी हुई रोशनी नहीं होती है, और आप किसी भी ग्रह को किनारे की ओर देखते हैं।"
यूए की टीम, जिसमें यूए की लूनर और प्लैनेटरी लैब के एरिक क्रिस्टेंसन भी शामिल थे, ने दो साल पहले स्टीवर्ड ऑब्जर्वेटरी के 60 इंच के माउंट लेमोन टेलीस्कोप पर एक प्रोटोटाइप ऑप्टिकल भंवर कोरोनोग्राफ का प्रदर्शन किया था। वे हमारे सौर मंडल के बाहर के ग्रहों की खोज नहीं कर सकते क्योंकि 60 इंच की दूरबीन अनुकूली प्रकाशिकी से सुसज्जित नहीं है जो वायुमंडलीय अशांति के लिए सही है।
इसके बजाय, टीम ने यह दिखाने के लिए कि दूरबीन के मौजूदा कैमरा सिस्टम के साथ कितनी आसानी से इस तरह के मास्क का इस्तेमाल किया जा सकता है, शनि और उसके छल्ले की तस्वीरें लीं। परीक्षण से एक फोटो ऑनलाइन स्वार्टलैंडर की वेबसाइट, http://www.u.arizona.edu/~g विवाद पर है।
नाभिकीय स्थलीय ग्रह खोजक (TPF) और यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी के डार्विन मिशन, स्वार्टलैंडर जैसे ऑप्टिकल भंवर कोरोनोग्राफ भविष्य के अंतरिक्ष दूरबीनों के लिए मूल्यवान हो सकते हैं। टीपीएफ मिशन अंतरिक्ष-आधारित दूरबीनों का उपयोग करेगा, जो दूर के सौर मंडल के रहने योग्य क्षेत्रों में पृथ्वी के आकार, तापमान और ग्रहों के स्थान को मापने के लिए होगा।
"हम एक बेहतर मुखौटा बनाने के लिए अनुदान के लिए आवेदन कर रहे हैं - बेहतर गुणवत्ता प्रकाशिकी पाने के लिए वास्तव में इस बात को रैंप करने के लिए, स्वार्टलैंडलैंड ने कहा। "हम लेजर बीम के लिए प्रयोगशाला में अब इसे प्रदर्शित कर सकते हैं, लेकिन टेलीस्कोप के लिए जो आवश्यक है उसके करीब पहुंचने के लिए हमें वास्तव में अच्छी गुणवत्ता वाले मास्क की आवश्यकता है।"
बड़ी चुनौती यह है कि अपने मूल में "प्रकाश का एक बड़ा वसा शून्य" प्राप्त करने के लिए मुखौटा को खोदने का एक तरीका विकसित हो रहा है, उन्होंने कहा।
स्वार्टलैंडर और उनके स्नातक छात्र वांछित ऑप्टिकल तरंगदैर्ध्य पर पेचदार मास्क के लिए उचित पिच का निर्धारण करने के लिए संख्यात्मक सिमुलेशन कर रहे हैं। स्वार्टलैंडर ने एक मुखौटा के लिए एक पेटेंट दायर किया है जो एक से अधिक तरंग दैर्ध्य, या प्रकाश के रंग को कवर करता है।
अमेरिकी सेना अनुसंधान कार्यालय और स्टेट ऑफ़ एरिज़ोना प्रस्ताव 301 फंड इस शोध का समर्थन करते हैं।
आर्मी रिसर्च ऑफिस ने बुनियादी ऑप्टिकल विज्ञान अनुसंधान के लिए धन दिया है, हालांकि स्वार्टलैंडर के काम में व्यावहारिक रक्षा अनुप्रयोग भी हैं।
ऑप्टिकल भंवर मास्क भी जैविक ऊतकों के बीच विपरीत को बढ़ाने के लिए माइक्रोस्कोपी में इस्तेमाल किया जा सकता है।
मूल स्रोत: UA न्यूज़ रिलीज़
