যুক্তরাষ্ট্রের ক্যালিফোর্নিয়া ইনস্টিটিউট অব টেকনোলজির (ক্যালটেক) গবেষকরা এমন একটি ডিভাইস উদ্ভাবন করেছেন, যা মাত্র ৭৪ ফেমটোসেকেন্ডে আলোর একটি রশ্মিকে অন্য একটি রশ্মির মাধ্যমে নিয়ন্ত্রণ বা দিক পরিবর্তন করতে পারে। নেচার ন্যানোটেকনোলজি সাময়িকীতে প্রকাশিত এই গবেষণার নেতৃত্বে ছিলেন ক্যালটেকের অধ্যাপক হ্যারি অ্যাটওয়াটার এবং তার দলের গবেষক ক্লাউডিও হেইল। আলোর গতির এই অতি সূক্ষ্ম নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা ভবিষ্যতে ফটোনিক যোগাযোগ ও শক্তিশালী কম্পিউটিং প্রযুক্তিকে আরও গতিশীল করতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা রাখবে বলে ধারণা করা হচ্ছে।
সাধারণত আলোর দিক পরিবর্তনের জন্য ব্যবহৃত প্রচলিত প্রযুক্তিগুলো ইলেকট্রনিক বৈশিষ্ট্যের পরিবর্তনের ওপর নির্ভরশীল, যা বেশ সময়সাপেক্ষ। বিদ্যমান ব্যবস্থায় ইলেকট্রনগুলোকে উচ্চ শক্তিস্তর থেকে নিম্ন শক্তিস্তরে নামতে হয়, যা ন্যানোসেকেন্ড বা পিকোসেকেন্ডের মতো দীর্ঘ সময় নিয়ে থাকে। ক্যালটেকের গবেষকরা এই সীমাবদ্ধতা কাটাতে আলোকনির্ভর নতুন পদ্ধতি অবলম্বন করেছেন।
গবেষণায় সিলিকনের তৈরি একটি ন্যানো-স্কেল মেটাসারফেস ব্যবহার করা হয়েছে, যা ক্ষুদ্রাকার স্তম্ভ দিয়ে সজ্জিত। এখানে ‘পাম্প’ নামক একটি শক্তিশালী আলোক রশ্মি ব্যবহার করে মেটেরিয়ালের অপটিক্যাল আচরণ সাময়িকভাবে পরিবর্তন করা হয়। এরপর ‘প্রোব’ নামক অপেক্ষাকৃত দুর্বল দ্বিতীয় একটি রশ্মি ওই মেটাসারফেসের মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময় প্রথম রশ্মির নির্ধারিত নকশা অনুযায়ী দিক পরিবর্তন করে।
এই পুরো প্রক্রিয়ায় ‘অপটিক্যাল কের ইফেক্ট’ (Optical Kerr effect) ব্যবহার করা হয়েছে। এতে ইলেকট্রনগুলোকে দীর্ঘস্থায়ী উত্তেজিত অবস্থায় নিতে হয় না, বরং পরমাণুর ইলেকট্রন কক্ষপথের গতির পরিবর্তনের মাধ্যমে আলোর প্রতিসরাঙ্ক পরিবর্তন করা হয়। ফলে পুরো প্রক্রিয়াটি অত্যন্ত দ্রুতগতিতে সম্পন্ন হয়।
গবেষকদের মতে, বর্তমানে ৭৪ ফেমটোসেকেন্ডের যে সময়সীমা পাওয়া গেছে, তা মূলত লেজার পালসের স্থায়িত্বের ওপর নির্ভরশীল। ভবিষ্যতে উন্নত প্রযুক্তির মাধ্যমে এই গতি আরও বাড়ানো সম্ভব। এটি টাইম ক্রিস্টাল বা কৃত্রিম পরিবর্তনশীল অপটিক্যাল উপাদানের মতো নতুন গবেষণার ক্ষেত্রে নতুন দিগন্ত উন্মোচন করবে বলে আশা করা হচ্ছে।