ఎడిసన్ లైట్ బల్బుతో సమానమైన సాంకేతికతతో ప్రకాశవంతమైన, వక్రీకృత కాంతిని ఉత్పత్తి చేయవచ్చని మిచిగాన్ విశ్వవిద్యాలయంలోని పరిశోధకులు చూపించారు. రోబోటిక్ విజన్ సిస్టమ్‌లు మరియు అంతరిక్షంలో హెలిక్స్‌ను గుర్తించే కాంతి కోసం ఇతర అప్లికేషన్‌ల కోసం కొత్త మార్గాన్ని అందిస్తున్నప్పుడు ఈ అన్వేషణ ప్రాథమిక భౌతిక శాస్త్రానికి స్వల్పభేదాన్ని జోడిస్తుంది.
“ఎలక్ట్రాన్ లేదా ఫోటాన్ లూమినిసెన్స్ వంటి సాంప్రదాయ మార్గాలతో వక్రీకృత కాంతిని ఉత్పత్తి చేసేటప్పుడు తగినంత ప్రకాశాన్ని ఉత్పత్తి చేయడం కష్టం” అని UM వద్ద కెమికల్ ఇంజనీరింగ్‌లో అనుబంధ పరిశోధన పరిశోధకుడు మరియు ఈ వారం కవర్‌పై అధ్యయనం యొక్క మొదటి రచయిత జున్ లూ అన్నారు. సైన్స్.
“ఈ ఫోటాన్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి మాకు చాలా పాత మార్గం ఉందని మేము క్రమంగా గమనించాము – ఫోటాన్ మరియు ఎలక్ట్రాన్ ఉత్తేజితాలపై ఆధారపడటం లేదు, కానీ ఎడిసన్ అభివృద్ధి చేసిన బల్బ్ లాగా.”
మీతో సహా ఏదైనా వేడిని కలిగి ఉన్న ప్రతి వస్తువు దాని ఉష్ణోగ్రతతో ముడిపడి ఉన్న స్పెక్ట్రంలో ఫోటాన్‌లను (కాంతి కణాలు) నిరంతరం పంపుతుంది. వస్తువు దాని పరిసరాలతో సమానమైన ఉష్ణోగ్రతగా ఉన్నప్పుడు, అది సమానమైన ఫోటాన్‌లను కూడా గ్రహిస్తుంది — నలుపు రంగు అన్ని ఫోటాన్ ఫ్రీక్వెన్సీలను గ్రహిస్తుంది కాబట్టి ఇది “బ్లాక్‌బాడీ రేడియేషన్”గా ఆదర్శంగా ఉంటుంది.
టంగ్‌స్టన్ లైట్‌బల్బ్ యొక్క ఫిలమెంట్ దాని పరిసరాల కంటే చాలా వెచ్చగా ఉన్నప్పటికీ, బ్లాక్‌బాడీ రేడియేషన్‌ను నిర్వచించే చట్టం — ప్లాంక్ యొక్క చట్టం — అది పంపే ఫోటాన్ల స్పెక్ట్రం యొక్క మంచి ఉజ్జాయింపును అందిస్తుంది. అన్నీ కలిసి, కనిపించే ఫోటాన్లు తెల్లని కాంతిలా కనిపిస్తాయి, కానీ మీరు ఒక ప్రిజం ద్వారా కాంతిని పంపినప్పుడు, మీరు దానిలో వివిధ ఫోటాన్ల ఇంద్రధనస్సును చూడవచ్చు.
ఈ రేడియేషన్ కారణంగా మీరు థర్మల్ ఇమేజ్‌లో ప్రకాశవంతంగా కనిపిస్తారు, అయితే గది-ఉష్ణోగ్రత వస్తువులు కూడా బ్లాక్‌బాడీ ఫోటాన్‌లను నిరంతరం విడుదల చేస్తూ మరియు స్వీకరిస్తూ ఉంటాయి, వాటిని మసకగా కనిపించేలా చేస్తాయి.
సాధారణంగా, రేడియేషన్‌ను విడుదల చేసే వస్తువు యొక్క ఆకృతి పెద్దగా పరిగణించబడదు — చాలా ప్రయోజనాల కోసం (తరచుగా భౌతిక శాస్త్రంలో), వస్తువును గోళంగా ఊహించవచ్చు. వివిధ ఫోటాన్ల తరంగదైర్ఘ్యాల వర్ణపటాన్ని ఆకారం ప్రభావితం చేయనప్పటికీ, ఇది వేరొక ఆస్తిని ప్రభావితం చేస్తుంది: వాటి ధ్రువణత.
సాధారణంగా బ్లాక్‌బాడీ మూలం నుండి ఫోటాన్లు యాదృచ్ఛికంగా ధ్రువపరచబడతాయి — వాటి తరంగాలు ఏదైనా అక్షం వెంట డోలనం చెందుతాయి. ఉద్గారిణిని మైక్రో లేదా నానో స్కేల్‌లో వక్రీకరించినట్లయితే, ప్రతి ట్విస్ట్ పొడవు ప్రసరించే కాంతి తరంగదైర్ఘ్యంతో సమానంగా ఉంటే, బ్లాక్‌బాడీ రేడియేషన్ కూడా వక్రీకరించబడుతుందని కొత్త అధ్యయనం వెల్లడించింది. కాంతిలో మెలితిప్పడం యొక్క బలం లేదా దాని దీర్ఘవృత్తాకార ధ్రువణత రెండు ప్రధాన కారకాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది: ఫోటాన్ యొక్క తరంగదైర్ఘ్యం ప్రతి ట్విస్ట్ యొక్క పొడవు మరియు పదార్థం యొక్క ఎలక్ట్రానిక్ లక్షణాలకు ఎంత దగ్గరగా ఉంటుంది — నానోకార్బన్ లేదా మెటల్, ఈ సందర్భంలో .
వక్రీకృత కాంతిని “చిరల్” అని కూడా పిలుస్తారు, ఎందుకంటే సవ్యదిశలో మరియు అపసవ్య దిశలో భ్రమణాలు ఒకదానికొకటి ప్రతిబింబించే ప్రతిబింబాలు. మిచిగాన్ బృందం కొనసాగించాలనుకుంటున్న మరింత అనువర్తిత ప్రాజెక్ట్ యొక్క ఆవరణను ప్రదర్శించడానికి ఈ అధ్యయనం చేపట్టబడింది: వస్తువులను గుర్తించడానికి చిరల్ బ్లాక్‌బాడీ రేడియేషన్‌ను ఉపయోగించడం. వారు రోబోట్‌లు మరియు సెల్ఫ్ డ్రైవింగ్ కార్‌లను ఊహించారు, ఇవి మాంటిస్ రొయ్యల వలె చూడగలవు, కాంతి తరంగాల మధ్య విభిన్నమైన మలుపులు మరియు వక్రీకృత స్థాయిలతో విభిన్నంగా ఉంటాయి.
“చిరల్ నానోస్ట్రక్చర్ల ద్వారా బ్లాక్‌బాడీ రేడియేషన్ యొక్క భౌతిక శాస్త్రంలో పురోగతి ఈ అధ్యయనానికి ప్రధానమైనది. ఇటువంటి ఉద్గారకాలు మన చుట్టూ ప్రతిచోటా ఉన్నాయి” అని ఇర్వింగ్ లాంగ్‌ముయిర్ కెమికల్ సైన్సెస్ మరియు ఇంజనీరింగ్ విశిష్ట ప్రొఫెసర్, NSF సెంటర్ ఆఫ్ కాంప్లెక్స్ పార్టికల్స్ అండ్ పార్టికల్ సిస్టమ్స్ డైరెక్టర్ నికోలస్ కోటోవ్ అన్నారు. (COMPASS) మరియు అధ్యయనం యొక్క సంబంధిత రచయిత.
“ఉదాహరణకు, జింక మరియు మానవుల మధ్య వ్యత్యాసాన్ని చెప్పడానికి స్వయంప్రతిపత్త వాహనం కోసం ఈ పరిశోధనలు ముఖ్యమైనవి, ఇది ఒకే రకమైన తరంగదైర్ఘ్యాలతో కాంతిని విడుదల చేస్తుంది, కానీ జింక బొచ్చు మన ఫాబ్రిక్ నుండి భిన్నమైన కర్ల్‌ను కలిగి ఉంటుంది.”
వక్రీకృత కాంతిని ఉత్పత్తి చేయడానికి ప్రకాశం ఈ పద్ధతి యొక్క ప్రధాన ప్రయోజనం — ఇతర విధానాల కంటే 100 రెట్లు ప్రకాశవంతంగా ఉంటుంది — కాంతి తరంగదైర్ఘ్యాలు మరియు మలుపులు రెండింటి యొక్క విస్తృత వర్ణపటాన్ని కలిగి ఉంటుంది. వక్రీకృత కాంతి-ఉద్గార నిర్మాణాలపై ఆధారపడే లేజర్‌ను నిర్మించే అవకాశాన్ని అన్వేషించడంతో సహా, దీన్ని ఎలా పరిష్కరించాలనే దాని గురించి బృందానికి ఆలోచనలు ఉన్నాయి.
కోటోవ్ ఇన్‌ఫ్రారెడ్ స్పెక్ట్రమ్‌లో మరింతగా అన్వేషించాలనుకుంటున్నాడు. గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద బ్లాక్‌బాడీ రేడియేషన్ యొక్క గరిష్ట తరంగదైర్ఘ్యం దాదాపు 10,000 నానోమీటర్లు లేదా 0.01 మిల్లీమీటర్లు.
“ఇది చాలా శబ్దంతో స్పెక్ట్రం యొక్క ప్రాంతం, కానీ వాటి దీర్ఘవృత్తాకార ధ్రువణత ద్వారా కాంట్రాస్ట్‌ను మెరుగుపరచడం సాధ్యమవుతుంది” అని కోటోవ్ చెప్పారు.
ఈ అధ్యయనానికి COMPASS ద్వారా నేషనల్ సైన్స్ ఫౌండేషన్ మరియు ఆఫీస్ ఆఫ్ నేవల్ రీసెర్చ్ మద్దతు ఇచ్చింది.
కోటోవ్ జోసెఫ్ B. మరియు ఫ్లోరెన్స్ V. సెజ్కా ఇంజనీరింగ్ ప్రొఫెసర్, స్థూల కణ శాస్త్రం మరియు ఇంజనీరింగ్ యొక్క ప్రొఫెసర్ మరియు UM యొక్క బయోఇంటర్‌ఫేసెస్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ సభ్యుడు. లూ నేషనల్ యూనివర్శిటీ ఆఫ్ సింగపూర్‌లో కెమిస్ట్రీ మరియు ఫిజిక్స్‌లో ఇన్‌కమింగ్ అసిస్టెంట్ ప్రొఫెసర్.
పరికరం UM యొక్క నార్త్ క్యాంపస్ రీసెర్చ్ కాంప్లెక్స్‌లో ఉన్న COMPASS ల్యాబ్‌లో నిర్మించబడింది మరియు మిచిగాన్ సెంటర్ ఫర్ మెటీరియల్స్ క్యారెక్టరైజేషన్‌లో అధ్యయనం చేయబడింది.
