স্পিন বরফের মধ্যে নতুন ধরনের ফ্র্যাক্টাল আবির্ভূত হয়

স্পিন আইস নামে পরিচিত চুম্বকের একটি শ্রেণীতে অপ্রত্যাশিতভাবে একটি নতুন ধরনের ফ্র্যাক্টাল দেখা দিয়েছে। নতুন ফ্র্যাক্টালগুলি, যা ডিসপ্রোসিয়াম টাইটানেটের পরিষ্কার ত্রিমাত্রিক স্ফটিকগুলিতে পরিলক্ষিত হয়েছিল (Dy₂Ti₂O₇), উপাদানে চৌম্বকীয় মনোপোলগুলির উত্তেজনা থেকে আসে বলে মনে হয় এবং ম্যাগনেটোক্যালোরিক্স, স্পিনট্রনিক্স, তথ্য সঞ্চয়স্থান এবং কোয়ান্টাম কম্পিউটিং-এ অ্যাপ্লিকেশন থাকতে পারে।

ফ্র্যাক্টাল প্রকৃতিতে সর্বব্যাপী এবং ম্যাক্রো থেকে ন্যানো পর্যন্ত অনেক স্কেলে বিদ্যমান। প্রতিদিনের উদাহরণগুলির মধ্যে রয়েছে তুষারপাত, রক্তনালীগুলির নেটওয়ার্ক, পর্বত ল্যান্ডস্কেপ এবং উপকূলরেখা। একটি ফ্র্যাক্টাল হিসাবে যোগ্যতা অর্জন করতে, একটি বস্তুর একটি মৌলিক প্যাটার্ন সহ একটি শ্রেণীবিন্যাস জ্যামিতিক কাঠামো থাকতে হবে যা ক্রমাগত-হ্রাসমান আকারে পুনরাবৃত্তি হয়, সরু প্যাটার্নগুলিতে শাখা বিভক্ত হয় যা প্রধানটির ছোট সংস্করণ।

সম্পূর্ণ নতুন ধরনের ফ্র্যাক্টাল

এ একটি দল কেমব্রিজ বিশ্ববিদ্যালয়, দ্য ড্রেসডেনে কমপ্লেক্স সিস্টেমের পদার্থবিদ্যার জন্য ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক ইনস্টিটিউট, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের টেনেসি বিশ্ববিদ্যালয় এবং আর্জেন্টিনার ইউনিভার্সিড ন্যাসিওনাল ডি লা প্লাটা এখন পরিষ্কার ত্রিমাত্রিক স্পিন বরফের মধ্যে সম্পূর্ণ নতুন ধরনের ফ্র্যাক্টাল আবিষ্কার করেছে। "স্পিন বরফ" নামটি এই সত্য থেকে এসেছে যে এই উপাদানগুলিতে, কম তাপমাত্রায় চৌম্বকীয় মুহুর্তের (বা ঘূর্ণন) ব্যাধিটি জলের বরফের প্রোটন ডিসঅর্ডারের মতোই। কাঠামোগতভাবে বলতে গেলে, স্পিন বরফ বিরল-পৃথিবী আয়ন মুহূর্তগুলি ধারণ করে যা একটি টেট্রাহেড্রাল প্যাটার্নের কোণগুলি দখল করে, এবং স্থানীয় সীমাবদ্ধতার অর্থ হল এই মুহুর্তগুলি "বরফের নিয়ম" মেনে চলে: দুটি টেট্রাহেড্রনের দিকে নির্দেশ করে এবং এর থেকে দুটি বিন্দু।

শূন্য কেলভিনের ঠিক উপরে তাপমাত্রায়, ক্রিস্টাল স্পিন একটি চৌম্বকীয় তরল গঠন করে। অল্প পরিমাণে তাপীয় শক্তির ফলে অল্প সংখ্যক জায়গায় বরফের নিয়ম ভেঙে যায় এবং উত্তর ও দক্ষিণ মেরুগুলি উল্টানো স্পিনগুলিকে একে অপরের থেকে পৃথক করে। এই মুহুর্তে, তারা এমন আচরণ করে যেন তারা স্বাধীন চৌম্বকীয় মনোপোল।

একটি ফ্র্যাক্টাল দুনিয়ায় বসবাস

"আমরা বুঝতে পেরেছি যে মনোপোলগুলি অবশ্যই একটি ফ্র্যাক্টাল বিশ্বে বাস করছে," দলের সদস্য ব্যাখ্যা করেছেন ক্লাউদিও কাস্টেলনোভো কেমব্রিজ বিশ্ববিদ্যালয় থেকে, "এবং সর্বদা অনুমান করা হয়েছে এমন তিনটি মাত্রায় স্বাধীনভাবে চলাফেরা না করা।" আরও সুনির্দিষ্ট হওয়ার জন্য, তিনি যোগ করেছেন, স্পিনগুলির কনফিগারেশনগুলি একটি গতিশীল নেটওয়ার্ক তৈরি করেছিল যা একটি ফ্র্যাক্টাল হিসাবে শাখা ছিল এবং মনোপোলগুলি এটি বরাবর সরে যায় (চিত্র দেখুন)।

এই আচরণটি ব্যাখ্যা করার জন্য, গবেষকরা একটি গাণিতিক মডেল উল্লেখ করেছেন যা বর্ণনা করে যে কীভাবে একচেটিয়া চৌম্বকীয় ঘূর্ণনের কোয়ান্টাম টানেলিংকে ধন্যবাদ জানায়। তারা দেখতে পেয়েছে যে দুটি ভিন্ন ভিন্ন টাইমস্কেল রয়েছে যার উপর একটি মনোপোল এটি করতে পারে। "কোন টাইমস্কেলে একটি নির্দিষ্ট স্পিন টানেলিং ইভেন্ট ঘটে তা প্রতিবেশী স্পিনগুলির কনফিগারেশনের উপর নির্ভর করে," গবেষণার প্রধান লেখক বলেছেন জোনাথন নিলসন হ্যালেন. "এটি স্পষ্ট হয়ে গেছে যে দুটি ভিন্ন টানেলিং টাইমস্কেলের দীর্ঘটি ছোটটির চেয়ে অনেক বড়। মনোপোল হপগুলি দীর্ঘ সময়ের স্কেলে ঘটছে তাই উপেক্ষা করা যেতে পারে।"

ক্লাস্টারগুলি ফ্র্যাক্টাল গঠন করে

গবেষকরা যখন এটির জন্য হিসাব করেন এবং একটি মনোপোলের জন্য উপলব্ধ অবশিষ্ট হপগুলির সাধারণ সংখ্যা গণনা করেন, তখন তারা দেখতে পান যে সিস্টেমটি একটি গুরুত্বপূর্ণ পয়েন্টের কাছে বসে যেখানে প্রতিটি সাইটে একটি মনোপোলের জন্য উপলব্ধ নড়াচড়ার গড় সংখ্যাটি ফ্র্যাক্টাল ক্লাস্টার তৈরি করে। . তাদের সিমুলেশনে, তারা প্রতিটি মনোপোল পৌঁছতে পারে এমন সাইটগুলিকে ম্যাপ করেছে এবং দেখিয়েছে যে এই ক্লাস্টারগুলি প্রকৃতপক্ষে তাদের ভবিষ্যদ্বাণী করা ফ্র্যাক্টালগুলি তৈরি করে।

হ্যালেন বলেছেন, স্পিন আইসগুলিতে মনোপোলগুলি অধ্যয়ন করা অনেকগুলি অ্যাপ্লিকেশনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ হতে পারে। "স্পিন বরফগুলি টপোলজিক্যাল চুম্বকের সবচেয়ে অ্যাক্সেসযোগ্য উদাহরণগুলির মধ্যে একটি এবং স্পিন বরফের চৌম্বকীয় মনোপোলগুলি ভগ্নাংশিত উত্তেজনার সবচেয়ে ভাল বোঝা উদাহরণগুলির মধ্যে একটি," তিনি বলেন ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড. "টপোলজিকাল উপকরণগুলি ঘনীভূত পদার্থের পদার্থবিদ্যার সবচেয়ে তীব্রভাবে গবেষণা করা ক্ষেত্রগুলির মধ্যে একটি রয়েছে এবং আশা করা যায় যে এই উপকরণগুলি যে উত্তেজনাপূর্ণ ঘটনাগুলি প্রদর্শন করে তা ম্যাগনেটোক্যালোরিক্স, স্পিনট্রনিক্স, তথ্য স্টোরেজ এবং কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এর মতো অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য কার্যকর প্রমাণিত হবে।"

চৌম্বকীয় মনোপোলগুলি কৃত্রিম স্পিন বরফের মধ্যে উপস্থিত হয়

হ্যালেন নোট করেছেন যে স্পিন বরফের অস্বাভাবিক গতিশীল আচরণের প্রমাণ দুই দশকেরও বেশি সময় ধরে জমা হচ্ছে। প্রমাণের এই মাউন্টিং বডি দেওয়া, তিনি পরামর্শ দেন যে স্পিন বরফের গতিশীল ফ্র্যাক্টালগুলি আবিষ্কার করতে যে সময় লেগেছে তা স্পষ্টভাবে প্রমাণ করে যে আমরা চৌম্বকীয় মনোপোলের মতো ভগ্নাংশ চার্জের আচরণ বোঝার থেকে অনেক দূরে, যে স্তরে আমরা প্রচলিত চার্জগুলি বুঝি। যেমন একটি ধাতুতে ইলেকট্রন। "এই ধরনের আকর্ষণীয় ঘটনা প্রদর্শনের জন্য স্পিন বরফের ক্ষমতা আমাদের এমনকি সাধারণ টপোলজিক্যাল বহু-বডি সিস্টেমের সমবায় গতিবিদ্যায় আরও আশ্চর্যজনক আবিষ্কারের আশাবাদী করে তোলে," তিনি বলেছেন।

গবেষকরা এখন তদন্ত করছেন কিভাবে স্পিন বরফের অন্যান্য বৈশিষ্ট্যগুলি গতিশীল ফ্র্যাক্টাল দ্বারা প্রভাবিত হতে পারে। "বিশেষ করে, আমরা এই আচরণের আরও প্রমাণ খুঁজে পেতে পরীক্ষামূলক গোষ্ঠীর সাথে কাজ করার আশা করি," হ্যালেন বলেছেন। "আমরা সক্রিয়ভাবে অন্যান্য সিস্টেমগুলির জন্যও অনুসন্ধান করছি যেখানে একই ধরনের গতিশীল সীমাবদ্ধতা প্রদর্শিত হতে পারে, এবং আমরা আরও বিস্তৃতভাবে তদন্ত করার পরিকল্পনা করছি যে তারা প্রভাব ফেলতে পারে।"

তারা তাদের বর্তমান কাজের বিবরণ দেয় বিজ্ঞান.

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• প্লেটোব্লকচেন। Web3 মেটাভার্স ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://physicsworld.com/a/new-type-of-fractal-emerges-in-spin-ices/