সর্পিল ফোননগুলি একটি প্যারাম্যাগনেটিক উপাদানকে চুম্বকে পরিণত করে - পদার্থবিজ্ঞানের বিশ্ব

যখন একটি উপাদানের পারমাণবিক জালি কম্পন করে, তখন এটি ফোনন বা কোয়ান্টাইজড শব্দ তরঙ্গ নামে পরিচিত কোয়াসিকণা তৈরি করে। নির্দিষ্ট কিছু উপাদানে, কর্কস্ক্রু প্যাটার্নে জালিকে কম্পিত করা এই ফোননগুলিকে চিরল করে তুলবে, যার অর্থ তারা যে কম্পন তৈরি করেছে তার "হস্ততা" গ্রহণ করে। এখন, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের রাইস ইউনিভার্সিটির গবেষকরা খুঁজে পেয়েছেন যে এই চিরাল ফোননগুলির আরও প্রভাব রয়েছে: তারা উপাদানটিকে চৌম্বকীয় করে তুলতে পারে। এই অনুসন্ধানটি এমন বৈশিষ্ট্যগুলিকে প্ররোচিত করতে ব্যবহার করা যেতে পারে যা প্রাকৃতিকভাবে ঘটতে থাকা উপকরণগুলিতে খুঁজে পাওয়া কঠিন।

এই ধরনের একটি খুঁজে পাওয়া কঠিন সম্পত্তি ইলেকট্রনের সময়-বিপরীত প্রতিসাম্য লঙ্ঘন উদ্বেগ. মোটকথা, টাইম-রিভার্সাল প্রতিসাম্য বলতে বোঝায় যে ইলেকট্রনগুলি একই রকম আচরণ করা উচিত তা নির্বিশেষে তারা একটি উপাদানে সামনের দিকে বা পিছনের দিকে যাচ্ছে। এই প্রতিসাম্য লঙ্ঘনের সবচেয়ে সাধারণ উপায় হল উপাদানটিকে একটি চৌম্বক ক্ষেত্রে স্থাপন করা, কিন্তু কিছু সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, এটি ব্যবহারিক নয়।

পূর্বে, চিন্তাভাবনা ছিল যে পরমাণুগুলি তাদের স্ফটিক জালিতে খুব কম এবং খুব ধীরে ধীরে ইলেকট্রনের সময়-বিপরীত প্রতিসাম্যকে প্রভাবিত করে। নতুন কাজে অবশ্য ধানের শীষের একটি দল হ্যানিউ ঝু দেখা গেছে যে যখন পরমাণুগুলি জালিতে তাদের গড় অবস্থানের চারপাশে প্রতি সেকেন্ডে প্রায় 10 ট্রিলিয়ন ঘূর্ণন হারে ঘোরে, ফলে সর্পিল-আকৃতির কম্পন - কাইরাল ফোননগুলি - ইলেকট্রনের সময়-বিপরীত প্রতিসাম্যকে ভেঙ্গে দেয় এবং তাদের একটি পছন্দের সময় নির্দেশ দেয়।

"প্রতিটি ইলেক্ট্রন একটি চৌম্বকীয় স্পিন ধারণ করে যা উপাদানটিতে এমবেড করা একটি ক্ষুদ্র কম্পাস সুইয়ের মতো কাজ করে, স্থানীয় চৌম্বক ক্ষেত্রের সাথে প্রতিক্রিয়া করে," দলের সদস্য ব্যাখ্যা করেন বরিস ইয়াকবসন. “চিরালিটি – যাকে হ্যান্ডেডনেসও বলা হয় কারণ বাম এবং ডান হাত যেভাবে একে অপরকে অপ্রতিরোধ্য না করে আয়না করে – ইলেক্ট্রনের ঘূর্ণনের শক্তিকে প্রভাবিত করবে না। কিন্তু এই দৃষ্টান্তে, পারমাণবিক জালির চিরাল আন্দোলন উপাদানের ভিতরে ঘূর্ণনগুলিকে মেরুকরণ করে যেন একটি বড় চৌম্বক ক্ষেত্র প্রয়োগ করা হয়েছে।"

এই কার্যকরী চৌম্বক ক্ষেত্রের মাত্রা প্রায় 1 টেসলা, ঝু যোগ করে, এটিকে শক্তিশালী স্থায়ী চুম্বক দ্বারা উত্পাদিত তুলনীয় করে তোলে।

পরমাণুর একটি জালি গতি ড্রাইভিং

গবেষকরা সর্পিল প্যাটার্নে পরমাণুর জালির গতি চালনার জন্য একটি ঘূর্ণমান বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র ব্যবহার করেছিলেন। তারা সেরিয়াম ফ্লোরাইড নামক একটি উপাদানে এটি করেছে, একটি বিরল আর্থ ট্রাইহালাইড যা প্রাকৃতিকভাবে প্যারাম্যাগনেটিক, যার অর্থ এর ইলেক্ট্রনের স্পিনগুলি সাধারণত এলোমেলোভাবে ভিত্তিক হয়। তারপরে তারা বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র প্রয়োগ করার পরে বিভিন্ন সময় বিলম্বের সাথে নমুনায় আলো নিক্ষেপ করে একটি প্রোব হিসাবে একটি সংক্ষিপ্ত আলোর স্পন্দন ব্যবহার করে উপাদানের ইলেকট্রনিক স্পিন পর্যবেক্ষণ করে। স্পিন দিক অনুসারে প্রোবের আলোর মেরুকরণ পরিবর্তিত হয়।

"আমরা দেখতে পেলাম যে যখন বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র চলে গিয়েছিল, তখন পরমাণুগুলি ঘোরতে থাকে এবং ইলেকট্রনিক স্পিনটি পরমাণুর ঘূর্ণন দিকটির সাথে সারিবদ্ধ করার জন্য উল্টাতে থাকে," ঝু ব্যাখ্যা করে। "ইলেক্ট্রনের ফ্লিপিং রেট ব্যবহার করে, আমরা সময়ের একটি ফাংশন হিসাবে তারা যে কার্যকর চৌম্বক ক্ষেত্র অনুভব করে তা গণনা করতে পারি।"

গণনা করা ক্ষেত্রটি চালিত পারমাণবিক গতি এবং স্পিন-ফোনন কাপলিং এর দলের মডেল থেকে প্রত্যাশিত সেই সাথে একমত, ঝু বলেছেন ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড. হার্ড ডিস্কে ডেটা লেখার মতো অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে এই কাপলিং গুরুত্বপূর্ণ।

গবেষকরা 'হারানো' কৌণিক ভরবেগ খুঁজে পান

স্পিন-ফোনন কাপলিংয়ের উপর নতুন আলো ফেলার পাশাপাশি, যা এখনও বিরল আর্থ হ্যালাইডে সম্পূর্ণরূপে বোঝা যায় না, অনুসন্ধানগুলি বিজ্ঞানীদের এমন উপকরণগুলি বিকাশ করতে সক্ষম করতে পারে যা অন্যান্য বাহ্যিক ক্ষেত্র যেমন আলো বা কোয়ান্টাম ওঠানামা দ্বারা প্রকৌশলী হতে পারে, ঝু বলেছেন। "আমি UC বার্কলেতে আমার পোস্ট-ডক থেকে এই সম্ভাবনা সম্পর্কে চিন্তা করছি, যখন আমরা দ্বি-মাত্রিক পদার্থে পরমাণুর ঘূর্ণন যাচাই করার জন্য প্রথমবার সমাধান করা পরীক্ষাগুলি সম্পাদন করেছি," তিনি ব্যাখ্যা করেন। "এই ধরনের ঘূর্ণনশীল কাইরাল ফোনন মোডগুলি কয়েক বছর আগে ভবিষ্যদ্বাণী করা হয়েছিল এবং তারপর থেকে আমি ভাবতে থাকি: বৈদ্যুতিন সামগ্রী নিয়ন্ত্রণ করতে কিরাল গতি ব্যবহার করা যেতে পারে?"

আপাতত, ঝু জোর দিয়ে বলেছেন যে কাজের মূল প্রয়োগগুলি মৌলিক গবেষণার মধ্যে রয়েছে। যাইহোক, তিনি যোগ করেছেন যে "দীর্ঘমেয়াদে, তাত্ত্বিক গবেষণার সাহায্যে, আমরা পারমাণবিক ঘূর্ণনকে একটি 'টিউনিং নব' হিসাবে ব্যবহার করতে সক্ষম হতে পারি যাতে সময়-উল্টানো বৈশিষ্ট্যগুলি বাড়ানো যায় এবং টপোলজিক্যাল সুপারকন্ডাক্টিভিটির মতো প্রাকৃতিক পদার্থে খুব কমই পাওয়া যায়" .

ধান গবেষকরা, যারা তাদের বর্তমান কাজের বিবরণ দেন বিজ্ঞান, এখন অন্যান্য উপকরণ অন্বেষণ করতে এবং চুম্বকীয়করণের বাইরে বৈশিষ্ট্যগুলি সন্ধান করতে তাদের পদ্ধতি প্রয়োগ করার আশা করি।

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• PlatoData.Network উল্লম্ব জেনারেটিভ Ai. নিজেকে ক্ষমতায়িত করুন। এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোইএসজি। কার্বন, ক্লিনটেক, শক্তি, পরিবেশ সৌর, বর্জ্য ব্যবস্থাপনা. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটো হেলথ। বায়োটেক এবং ক্লিনিক্যাল ট্রায়াল ইন্টেলিজেন্স। এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://physicsworld.com/a/spiralling-phonons-turn-a-paramagnetic-material-into-a-magnet/