वेगवान प्रकाशकिरणांवर आधारित इलेक्ट्रॉनिक्सची नवी उपशाखा उदयास येण्याला कारणीभूत ठरेल, अशा एका प्रयोगात वैज्ञानिकांनी लेसर किरणांचा वापर करून क्वार्टझ काचेचे रूपांतर धातूमध्ये केले आहे.
क्वार्टझ काच ही वीजवाहक नसते तर रोधक असते. कमी काळ  लेसर किरणांचा मारा करून त्याचे रूपांतर काचेत होते (नॅनो सेकंदाच्या दहा लाखाव्या) अगदी कमी सेकंदात हा बदल घडून येतो. जर लेसर शलाका खूप प्रखर असेल, तर या क्वार्टझ काचेतील इलेक्ट्रॉन मुक्तपणे वावरू शकतात व काही काळासाठी क्वार्टझ काचेचे रूपांतर धातूत होते म्हणजे धातूचे गुणधर्म त्यात येतात. ती अपारदर्शी बनून त्यातून विद्युतप्रवाह वाहू लागतो. पदार्थाच्या या गुणधर्म बदलांना फार वेळ लागत नाही. अतिशय वेगवान अशा लेसर किरणांच्या मदतीने हे शक्य होते. व्हिएन्ना तंत्रज्ञान विद्यापीठातील वैज्ञानिकांनी याचे स्पष्टीकरण केले आहे व त्यासाठी संगणकीय सादृश्यीकरणाचा उपयोग केला आहे. अलिकडच्या काळात कमी काळात लेसर किरणांचा मारा करून फेमॅटोसेकंद (१० चा उणे पंधरावा घात) इतक्या कमी काळात अणू किंवा रेणूंमध्ये कणपातळीवर बदल घडतात. काही इतर पदार्थाचे गुणधर्मही त्यामुळे बदलता येऊ शकतात. जर्मनीतील गारचिंग येथील मॅक्स प्लांक संस्थेत क्वार्टझ काचेतील विद्युत प्रवाह मोजण्यात आला, लेसर किरणांच्या माऱ्याने ही काच प्रकाशमान झाली व नंतर तिचे धातूत रूपांतर झाले, धातू ही काचेच्या अलिकडची अवस्था या संशोधनात मानली आहे. कणभौतिकीच्या दृष्टिकोनातून इलेक्ट्रॉन घन पदार्थात वेगवेगळ्या अवस्थात असू शकतात. ते प्रत्येक अणूला पक्के बांधलेले असतात किंवा दोन अणूंमध्ये उच्च ऊर्जा अवस्थेत ते फिरत असतात. लेसर शलाकेमुळे अतिशय टोकाचे विद्युत क्षेत्र निर्माण होते त्यामुळे क्वार्टझची इलेक्ट्रॉनिक स्थिती बदलते. लेसर शलाका इलेक्ट्रॉनमधील ऊर्जा हस्तांतरित करते एवढेच नाही तर पदार्थाची  संपूर्ण रचनाच बदलून टाकते. क्वार्टझ काचेतील ऑक्सिजन अणूशी बद्ध असलेला इलेक्ट्रॉन मोकळा होतो व धातूमधील मुक्त इलेक्ट्रॉनसारखा वागतो. अणूपासून इलेक्ट्रॉन वेगळे करण्याचे काम लेसरच्या मदतीने केल्यानंतर इलेक्ट्रॉन एका दिशेने प्रवाहित होतात, त्यालाच विद्युत प्रवाह असे म्हणतात. शक्तिशाली लेसर किरणांनी कमी वेळात हा फरक घडवून आणता येतो, लेसर शलाका काढून घेतल्यानंतरही काच काही काळ धातूचे गुणधर्म दाखवते.

या बातमीसह सर्व प्रीमियम कंटेंट वाचण्यासाठी साइन-इन करा
मराठीतील सर्व देश-विदेश बातम्या वाचा. मराठी ताज्या बातम्या (Latest Marathi News) वाचण्यासाठी डाउनलोड करा लोकसत्ताचं Marathi News App.
Web Title: Scientists use lasers to turn quartz glass into metal
First published on: 28-08-2014 at 03:35 IST