کوانٹم لیبارٹری کا آئن ٹریپ موٹروے پر

برقی چارج والے ایٹموں، یعنی آئنز، کو برقی میدانوں کے ذریعے خلا میں تیرتا ہوا رکھا جا سکتا ہے۔ اس طرح قید ہو کر یہ کوانٹم ٹیکنالوجی کے نمایاں ترین پلیٹ فارمز میں سے ایک بن جاتے ہیں: بعض کوانٹم کمپیوٹرز کا دل، کوانٹم نیٹ ورکس کے نوڈز اور انتہائی درست سینسرز۔ ان میں سے کچھ آلات کو پورٹیبل کہا جاتا ہے — مثلاً قابلِ نقل و حمل آپٹیکل گھڑیاں — لیکن عام طور پر یہ حرکت کے دوران کام نہیں کر سکتے۔

صرف مقناطیسی ٹریپس نے سفر کیا تھا

صرف دو قابلِ ذکر تجربات نے حرکت کے دوران ذرات کو قید رکھا تھا۔ تیس سال سے زیادہ پہلے ایک پورٹیبل ٹریپ الیکٹران لے کر گیا تھا۔ حال ہی میں پروٹونز اور پھر اینٹی پروٹونز منتقل کیے گئے۔ دونوں میں پیننگ ٹریپس استعمال ہوئے، جو ساکن برقی میدانوں کو طاقتور مقناطیسی میدانوں کے ساتھ ملاتے ہیں۔

لیکن زیادہ تر کوانٹم لیبارٹریاں ایک اور ڈیزائن استعمال کرتی ہیں: پال ٹریپ، جو تیزی سے ارتعاش کرنے والے ریڈیو فریکوئنسی میدان سے آئنز کو تھامتا ہے۔ ایسے ٹریپ کو سڑک پر لے جانا اپنے چیلنج رکھتا ہے: الٹرا ہائی ویکیوم برقرار رکھنا، آئنز کو طویل عرصے تک محفوظ رکھنا، اور مستقبل کے کوانٹم عمل کے لیے بصری رسائی۔

1.8 میٹر کے ریک میں ایک لیبارٹری

انسبروک اور زیگن یونیورسٹیوں کے سارا الفارو، دیپیش بھانوشالی، جیوانی چرکیاری اور ان کے ساتھیوں نے، جن میں رینر بلاٹ اور تھامس مونز (جو انسبروک کی Alpine Quantum Technologies سے بھی وابستہ ہیں) شامل ہیں، 40 ملی میٹر لمبی چار سلاخوں والا ایک لکیری پال ٹریپ بنایا، جو 3 × 10⁻¹¹ ملی بار سے کم دباؤ پر رکھے گئے ویکیوم چیمبر کے اندر ہے۔ سب کچھ — چیمبر، ہائی وولٹیج سپلائیز، ریڈیو فریکوئنسی الیکٹرانکس، آسیلوسکوپ — 180 سینٹی میٹر اونچے، 61 سینٹی میٹر چوڑے اور 90 سینٹی میٹر لمبے ریک میں سما جاتا ہے، جس میں کوئی متحرک پرزہ نہیں۔ سڑک پر دو بلاتعطل بجلی فراہم کرنے والے یونٹس (UPS) اسے چلائے رکھتے ہیں۔

آلہ: سیٹ اپ کا خاکہ (a)، الیکٹروڈز کا ڈیزائن (b، d)، ویکیوم چیمبر میں نصب ٹریپ (c)، اور 180 سینٹی میٹر اونچا متحرک ریک (e)۔ — شکل 1، Alfaro et al. (2026)، arXiv:2610.20487۔

آئنز ایک چھوٹے سبز لیزر کو اسٹیل کے ایک الیکٹروڈ پر داغ کر بنائے جاتے ہیں۔ قید آئنز کا کمیت اور چارج کا تناسب تقریباً 12 ہے، جسے ٹیم زیادہ تر اسٹین لیس اسٹیل سے اکھڑے کاربن آئنز سے منسوب کرتی ہے۔ انہیں گننے کے لیے ٹریپ کھولا جاتا ہے اور آئنز کو ایک ڈیٹیکٹر پر پھینکا جاتا ہے جس کی چمکوں کی ویڈیو بنائی جاتی ہے۔ لیبارٹری میں آئنز تقریباً 2,600 سیکنڈ، یعنی لگ بھگ 43 منٹ، کی اوسط عمر کے ساتھ قید رہتے ہیں۔

موٹروے پر دو سفر

سڑک کے تجربات کے لیے ریک کو فورک لفٹ سے وین میں لادا گیا اور فرش سے باندھ دیا گیا۔ ہر بار وین رکی ہوئی حالت میں آئنز بھرے گئے، وین سیدھے اور خم دار حصوں والی موٹرویز پر چلی، پھر پیمائش کے لیے دوبارہ رکی۔

• پہلا سفر: آسٹریا–اٹلی سرحد پار کرنے کے فوراً بعد Lanz-Brenner کے آرام گاہ پر آئنز بھرے گئے، پھر Campo di Trens تک 18.6 کلومیٹر۔ 15 منٹ ذخیرے کے بعد تقریباً 3,800 آئنز کا پتا چلا، 1,300 کم یا زیادہ۔
• دوسرا سفر: جرمنی میں بروخزال کے قریب آئنز بھرے گئے، پھر Zwingenberg تک 63.4 کلومیٹر۔ 45 منٹ بعد تقریباً 1,170 آئنز باقی تھے، 390 کم یا زیادہ — یعنی تقریباً 70% کم۔

دونوں راستے (a، b) اور ہر سفر کے بعد پائے گئے آئنز کی تعداد (c)، جو قوت نمائی کمی کی پیروی کرتی ہے۔ — شکل 3، Alfaro et al. (2026)، arXiv:2610.20487۔

یہ کمی بالکل وہی ہے جو صرف انتظار سے متوقع تھی: دونوں سفروں کو ایک ساتھ فٹ کرنے سے ذخیرے کی اوسط عمر تقریباً 1,500 سیکنڈ نکلتی ہے، اور اس کی غیر یقینی اسے لیبارٹری کی قدر سے ہم آہنگ رکھتی ہے۔ دوسرے لفظوں میں، موٹروے نے وقت سے زیادہ آئنز نہیں جھاڑے۔ مصنفین کے مطابق یہ لکیری پال ٹریپ میں قید آئنز کی کئی کلومیٹر تک پہلی منتقلی ہے۔

فی الحال صرف نام کا کوانٹم

عنوان میں کوانٹم آلے کا ذکر ہے، لیکن وین میں کوئی کوانٹم عمل نہیں ہوا۔ آئنز کو لیزر سے ٹھنڈا نہیں کیا گیا، اور نہ کوئی کیوبٹ لکھا گیا نہ پڑھا گیا؛ انہیں بس محفوظ رکھا گیا۔ گنتی میں خود بڑی غیر یقینی ہے، تقریباً ایک تہائی، کیونکہ آئنز ڈیٹیکٹر پر ایک دوسرے پر چڑھ جاتے ہیں۔ اور پیمائشیں وین کھڑی کر کے کی گئیں۔

مصنفین اسے ایک بنیاد سمجھتے ہیں۔ اگلا قدم یہ ہے کہ آلے کے حرکت میں ہوتے ہوئے آئنز کو ٹھنڈا اور کنٹرول کیا جائے۔ اس سے ایسے کوانٹم سینسرز بن سکتے ہیں جو سفر کے دوران کام کریں، کوانٹم نیٹ ورک کے ایسے نوڈز جنہیں میدان میں نصب کیا جا سکے، ایسی گھڑیاں جو عمومی اضافیت کو جانچنے کے لیے تیز رفتار ہوں — اور چیمبر میں بنے ایک والو کے ذریعے، پیننگ ٹریپس کے طاقتور مقناطیسوں کے بغیر، لیبارٹریوں کے درمیان غیر معمولی آئنز، اور شاید کسی دن ضد مادہ (antimatter)، منتقل کرنے کا طریقہ۔