اک پولرائزنگ فلٹر شفاف لکڑ وچوں نظارہ صاف کر دیندا اے

اک ملی میٹر موٹی بالسا لکڑ (balsa wood) دی چادر، جیہدے وچوں لگنن (lignin) — اوہ حصہ جو روشنی جذب کردا اے — کڈھ دتا گیا ہووے تے جیہنوں اک صاف پلاسٹک نال بھریا گیا ہووے، تہانوں لگ بھگ 200 میٹر دُور اک عمارت پچھانن دیندی اے۔

فیر وی نظارہ دودھیا ای رہندا اے۔ آپٹکس (optics) ایہنوں ہیز (haze) آکھدی اے: روشنی دا اوہ حصہ جو لنگھ تے جاندا اے پر سدھے راہ توں ہٹ جاندا اے۔ جِنی ودھ ہیز، اونی ای دھندلی تصویر۔ سویڈن وچ KTH رائل انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی تے سٹاک ہوم یونیورسٹی دی اک ٹیم لئی، ہیز ای اوہ شے اے جو حالے وی ایس مادے نوں «لکڑ دے شیشے» (wooden glass) توں وکھ رکھدی اے، جو باریاں لئی اک مُڑ بنن جوگا (renewable) بدل اے — اوہ دسدے نیں کہ عام شیشہ بناؤن وچ بہت توانائی لگدی اے تے ایہہ اک مُک جان والے وسیلے، دریاواں دی تہہ دی ریت، اُتے ٹکیا اے۔

نوے فیصد لنگھدی اے، بہتی راہوں ہٹ کے

اوہناں دے پلاسٹک، PMMA، وچ فینانتھرین (phenanthrene) ناں دا اک مالیکیول ملایا (doped) گیا اے۔ ایہہ اوہدا ریفریکٹو انڈیکس (refractive index) — اک عدد جو دسدا اے کہ کوئی مادہ روشنی نوں کِنا زور نال موڑدا اے — ودھا کے لگ بھگ 1.53 کر دیندا اے، جو لکڑ دے خلیاں دیاں کندھاں (cell walls) دے انڈیکس دے نیڑے اے۔ جدوں دو مادیاں دا انڈیکس اکو ہووے، روشنی مُڑے بغیر اک توں دوجے وچ لنگھ جاندی اے۔ لکڑ حجم دا صرف 8% بناؤندی اے۔

عام، غیر پولرائزڈ (unpolarized) روشنی وچ، چادر لگ بھگ 90% ہری روشنی (ویو لینتھ 550 نینو میٹر) تے لگ بھگ 92% گوڑھی لال روشنی، 800 ول، لنگھن دیندی اے۔ پر ہیز، بینگنی روشنی (400 نینو میٹر) وچ لگ بھگ 60% توں ڈِگ کے ہری وچ صرف 43% تے گوڑھی لال وچ لگ بھگ 30% تیکر ای اپڑدی اے۔ لکھاریاں دی گنتی موجب، کجھ ٹانویں چھوٹاں نوں چھڈ کے، گھٹو گھٹ اک ملی میٹر موٹے، سیلولوز نال بھرپور نمونیاں لئی ہُن تیکر دی سب توں چنگی ہیز لگ بھگ 50% دے دوالے رہندی اے۔ اوہ لکھدے نیں کہ کم دے لکڑ دے شیشے نوں گھٹو گھٹ دس گُنا گھٹ چاہیدی اے۔

روشنی دی تھرتھراہٹ نوں گھماؤنا

روشنی اک لہر اے جیہدا برقی میدان اک خاص سمت وچ جھولدا اے: ایہہ ایہدی پولرائزیشن (polarization) اے۔ اک پولرائزنگ فلٹر صرف اک سمت نوں لنگھن دیندا اے۔ ٹیم نے ایس سمت نوں 0° (لکڑ دے ریشیاں دے نال نال) توں 90° (اوہناں دے آر پار) تیکر گھمایا، تے باہر نکلن والی روشنی نوں اک انٹیگریٹنگ سفیئر (integrating sphere) نال اکٹھا کیتا، جو اک کھوکھلا گولا اے جو ایہنوں ہر سمت توں سمیٹ لیندا اے۔

• ریشیاں دے آر پار، گوڑھی لال روشنی وچ، 800 نینو میٹر دے نیڑے، ہیز لگ بھگ 21% تیکر ڈِگ پیندی اے — لکھاریاں موجب، ایہہ میلے شیشے دے پدھر دے نیڑے اپڑ رہی اے۔
• ریشیاں دے نال نال، ہیز کتے ودھ رہندی اے تے ویو لینتھ نال مساں ای بدلدی اے۔
• 532 نینو میٹر دے اک وکھرے لیزر نال، ہیز 0° اُتے 55.9% توں ڈِگ کے 90° اُتے 40.7% ہو جاندی اے؛ غیر پولرائزڈ روشنی لگ بھگ 45% دیندی اے۔
• لنگھن والی کُل روشنی مساں ای ہلدی اے۔ صرف اوہ حصہ بدلدا اے جو راہوں ہٹایا جاندا اے۔

اک تصدیق شدہ حوالہ نمونے (certified reference sample) نے دوہاں پولرائزیشناں وچ اکو جیہی ہیز دتی، ایس لئی ایہہ اثر آلے ولوں نہیں آؤندا۔ عام، بنا ٹیون کیتے (untuned) PMMA نال بنی چادر دوہاں حالتاں وچ دھندلی ای رہندی اے: ریشیاں دے نال نال لگ بھگ 86%، آر پار 79%۔

ہیز ویو لینتھ ودھن نال ڈِگدی اے، سب توں تیز اوس ویلے جدوں روشنی ریشیاں دے آر پار پولرائزڈ ہووے (90°) تے اوہناں دے نال نال (0°) مساں ای؛ 532 نینو میٹر اُتے ایہہ لگ بھگ 56% توں 41% تیکر ڈِگدی اے جدکہ ٹرانسمیٹنس 86% تے 90% وچکار رہندی اے۔ — شکل 2، Song تے ساتھی (2026)، arXiv:2610.33459۔

ریشیاں دے نال اک انڈیکس، آر پار دوجا

قصوروار سیلولوز (cellulose) اے، اوہ قلمی (crystalline) ڈھانچہ جو ایس مرکب مادے (composite) نوں اوہدی مضبوطی دیندا اے۔ سیلولوز دوہرا انعطافی (birefringent) اے: ایہدا ریفریکٹو انڈیکس پولرائزیشن اُتے منحصر اے۔ مقالے وچ ورتے گئے نمائندہ مُلاں نال، پلاسٹک لگ بھگ 1.53 اُتے اے، تے سیلولوز ریشیاں دے آر پار لگ بھگ 1.52 تے اوہناں دے نال نال 1.58 اُتے: اک پاسے 0.01 دا فرق، دوجے پاسے 0.05 دا۔ ایس لئی ریشیاں دے آر پار تھرتھراؤندی روشنی نوں لگ بھگ پورا ملدا مادہ ملدا اے تے اوہ مساں ای راہوں ہٹدی اے؛ اوہناں دے نال نال، پنج گُنا وڈا فرق اوہنوں کھلار (scatter) دیندا اے۔

ریشیاں دے آر پار، ہیز ویو لینتھ دے مربع دے اُلٹ تناسب نال ڈِگدی اے، نالے لگ بھگ 8 فیصدی پوائنٹاں دا اک مستقل حصہ ہوندا اے جو شاید سطح دی کھردراہٹ توں آؤندا اے (لگ بھگ پورا میل: R² = 0.994، جتھے 1 پورا میل اے)۔ کلاسیکی ریلے حد (Rayleigh limit) وچ، جو کھلارن والیاں شیواں (scatterers) — اوہ نکیاں نکیاں بناوٹاں جو روشنی نوں راہوں ہٹاؤندیاں نیں — نوں مُک جان دی حد تیکر نکیاں سمجھدی اے، قانون کتے ودھ تِکھا ہوندا: ویو لینتھ دی چوتھی طاقت دے اُلٹ۔ ایہدی تھاں ایہہ ہولی ڈھلوان محدود ناپ دے اجیہے ذریاں نال میل کھاندی اے جیہناں دا فرق (contrast) ہولا ہووے، جیہناں نوں ریلے–گینز–ڈیبائی (Rayleigh–Gans–Debye) ناں دا اک ماڈل بیان کردا اے۔ پتلے سلنڈراں اُتے لاگو کرن نال، 0.02 توں گھٹ کے 0.01 تیکر دے فرق نال، ایہہ 50 توں 200 نینو میٹر دا اک عام ناپ دیندا اے — ایہہ اک اندازہ اے جو کجھ مفروضیاں اُتے ٹکیا اے، ناپ نہیں۔ ایہہ لکڑ دے خلیاں دے کھوکھلیاں (cell cavities) توں کتے نکا اے، جو لگ بھگ 30 مائیکرو میٹر چوڑے نیں: کھلارن والیاں شیواں خلیاں دیاں کندھاں دے اندر بیٹھیاں نیں۔

ہوا دے خلا (air gaps) اُلٹ کم کردے: ریشیاں دے نال نال پتلے خلا اوہناں دے آر پار پولرائزڈ روشنی نوں سب توں ودھ کھلاردے۔ الیکٹران مائیکروسکوپ دیاں تصویراں، پرکھے گئے حصیاں وچ، پلاسٹک تے کندھاں وچکار کوئی واضح خلا نہیں وکھاؤندیاں۔

کندھ دے اندر ٹاکیاں دی اک گُدڑی

سکیننگ الیکٹران ڈفریکشن (scanning electron diffraction) نال، اک الیکٹران شعاع 200 نینو میٹر موٹی اک پھاڑی نوں ہر 30 نینو میٹر اُتے پار کردی اے؛ ہر نقطے اُتے بنن والا نمونہ (pattern) دسدا اے کہ اوتھے ترتیب والا سیلولوز ہے یا نہیں۔ ٹیم نے اوہناں چادراں دا مقابلہ کیتا جو سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ (sodium hydroxide) وچ بھگو کے تے بنا بھگوئے بنائیاں گئیاں سن؛ ایہہ کندھاں نوں پھُلا دیندا اے تاں جو پلاسٹک اندر جا سکے۔ سیلولوز دے سگنل بنا بھگوئے 98% تھاواں اُتے دِسدے نیں، بھگو کے 51% اُتے۔

ٹریٹ کیتیاں (treated) کندھاں اک گُدڑی بناؤندیاں نیں: تِکھے قلمی داغاں دے نال اجیہے حصے جتھے سگنل ہولا اے یا ہے ای نہیں، شاید پلاسٹک نال بھرپور۔ بھگونا ضروری ای رہندا اے، کیوں جے ایہہ پلاسٹک نوں اوہ مسام (pores) بھرن دیندا اے جو کتے ودھ زور نال روشنی کھلاردے۔ لکھاریاں دا مقصد ایہنوں رکھدیاں ہویاں گوانڈھی ٹاکیاں نوں آپٹیکل طور تے اکو جیہا بناؤنا اے۔

سدھی جان والی روشنی

150 فیمٹو سیکنڈ (اک سیکنڈ دے ارب ویں حصے دا ملین واں حصہ) چلن والیاں لیزر دیاں پلساں (pulses)، جو ریشیاں دے آر پار پولرائزڈ سن، دے باہر نکلن دا ویلا ناپیا گیا؛ لکڑ وچوں ٹیڈھی میڈھی لنگھن والی روشنی دیر نال اپڑدی تے ہر پلس نوں کھلار دیندی۔ روشنی اکٹھی کرن والی جھری (slit) نوں وچکار توں 0.70 ملی میٹر پاسے کرن نال روشنی اوہدے وچکارلے مُل دی 19% رہ گئی، فیر وی پلساں 5 توں 8 پیکو سیکنڈ (اک سیکنڈ دے ملین ویں حصے دا ملین واں حصہ) چوڑیاں رہیاں — کیمرے دے اپنے لگ بھگ 4 پیکو سیکنڈ دے دھندلاپے توں مساں ای ودھ — بنا کسے کھچاؤ دے — پہلاں دے ناپاں وچ قدرتی لکڑ دے اُلٹ۔ روشنی لگ بھگ سدھے راہ لیندی اے۔ لگ بھگ 20% ہیز اُتے، لکھاریاں دا اندازہ اے کہ کسے فوٹون دے چادر وچ دو وار کھلرن دا امکان کجھ فیصد اے۔

نویں نسخے دی تھاں اک فلٹر

فیر ٹیم نے کمرے دی روشنی وچ، چادر توں 30 سینٹی میٹر پِچھے رکھے اک لوگو تے اک رنگاں والے کارڈ دیاں تصویراں کھِچیاں۔

اوہو لوگو تے رنگاں والا کارڈ، 30 سینٹی میٹر دُور، کلی چادر وچوں (a)، ریشیاں دے نال نال پولرائزر نال (b) تے اوہناں دے آر پار پولرائزر نال (c) ویکھے گئے۔ — شکل 5، Song تے ساتھی (2026)، arXiv:2610.33459۔

ننگی چادر وچوں، لوگو پچھانیا جاندا اے پر اوہدے اکھر نرم تے دھندلے نیں۔ فلٹر ریشیاں دے نال نال ہووے تے لوگو ہور وی دھندلا ہو جاندا اے۔ اوہنوں ریشیاں دے آر پار گھماؤ، تے اکھر تِکھے ہو جاندے نیں تے رنگاں وچکار دیاں حداں پکیاں ہو جاندیاں نیں — اک ودھ مدھم تصویر وچ، جو صرف اک پولرائزیشن رکھن دی قیمت اے۔