Quantum material research

 نیا کوانٹم مواد

 Quantum material research

حیرت انگیز خصوصیات کے ساتھ

TU Wien ایک تحقیقی ٹیم نے امریکی تحقیقاتی اداروں کے ساتھ مل کر ‘کوانٹم تنقید’ کی حیرت انگیز شکل اختیار کی۔ اس سے نئے مواد کا ڈیزائن ڈیزائن ہوسکتا ہے۔ روزمرہ کی زندگی میں ، مرحلے کی منتقلی کا عمل عام طور پر درجہ حرارت کی تبدیلیوں کے ساتھ کرنا پڑتا ہے۔ لیکن دوسرے پیرامیٹرز جیسے مقناطیسی فیلڈ پر انحصار کرتے ہوئے بھی مختلف قسم کے مرحلے کی منتقلی موجود ہیں۔ مادوں کی کوانٹم خصوصیات کو سمجھنے کے لئے ، جب درجہ حرارت کے مطلق صفر نقطہ پر براہ راست ہوتا ہے تو مرحلے میں تبدیلی خاص طور پر دلچسپ ہوتی ہے۔ ان تبدیلیوں کو "کوانٹم فیز ٹرانزیشن" یا "کوانٹم تنقید نقطہ" کہا جاتا ہے۔ آسٹریا کے ایک امریکی تحقیقاتی ٹیم نے اس طرح کے کوانٹم تنقیدی نقطہ کو اب ایک ناول کے مواد میں اور غیر معمولی نوعیت کی شکل میں ڈھونڈ لیا ہے۔ اب اس مواد کی خصوصیات کی مزید تفتیش کی جارہی ہے۔ یہ شبہ ہے کہ یہ مواد نام نہاد ویل - کونڈو سیمیٹالل ہوسکتا ہے ، جو خاص کوانٹم ریاستوں (نام نہاد ٹوپولوجی ریاستوں) کی وجہ سے کوانٹم ٹکنالوجی کی بہت بڑی صلاحیت سمجھا جاتا ہے۔ اگر یہ سچ ثابت ہوتا ہے تو ، ٹاپولوجیکل کوانٹم مواد کی ہدف ترقی کے لئے ایک کلید مل جاتی۔ نتائج ٹی یو وین ، جان ہاپکنز یونیورسٹی ، نیشنل انسٹی ٹیوٹ آف اسٹینڈرڈز اینڈ ٹکنالوجی (این آئی ایس ٹی) اور رائس یونیورسٹی کے مابین ایک تعاون میں پائے گئے اور اب سائنس ایڈوانس نامی جریدے میں شائع ہوچکے ہیں۔ کوانٹم تنقید - پہلے سے کہیں زیادہ آسان اور واضحعام طور پر دھات یا انسولیٹر میں کوانٹم تنقیدی رویے کا مطالعہ کیا جاتا ہے۔ لیکن اب ہم سیمیٹالل کی طرف دیکھ چکے ہیں ، "ٹی یو وین کے سالڈ اسٹیٹ فزکس کے انسٹی ٹیوٹ کے پروفیسر سلکے باہلر - پسچین کہتے ہیں۔ یہ مواد سیریم ، روتھینیم ، اور ٹن کا ایک مرکب ہے۔ یہ خصوصیات کے ساتھ جو دھاتوں اور سیمی کنڈکٹروں کے درمیان ہے۔ عام طور پر ، کوانٹم تنقید صرف بہت ہی مخصوص ماحولیاتی حالات کے تحت پیدا کی جاسکتی ہے۔ ایک خاص دباؤ یا برقی میدان۔ جانس ہاپکنز یونیورسٹی میں پروفیسر کولن بروہلم کی ٹیم میں پی ایچ ڈی کی طالبہ ویسلی فوہرمن کا کہنا ہے کہ ، "حیرت کی بات یہ ہے کہ ، تاہم ، ہماری سیمیٹالل کسی بھی بیرونی اثر و رسوخ کے بغیر کوانٹم تنقیدی نکلی ،" ، جان ہاپکنز یونیورسٹی میں پروفیسر کولن بروہلم کی ٹیم میں پی ایچ ڈی کی طالبہ ، ویسلی فوہرمن کا کہنا ہے ، پیمائش. "یہ حیرت انگیز نتیجہ شاید اس حقیقت سے متعلق ہے کہ اس مواد میں الیکٹرانوں کے برتاؤ کی کچھ خاص خصوصیات ہیں۔ انہوں نے کہا کہ یہ الیکٹران کا ایک انتہائی سسٹم ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ الیکٹران ایک دوسرے کے ساتھ مضبوطی سے بات چیت کرتے ہیں ، اور یہ کہ آپ انفرادی طور پر الیکٹرانوں کو دیکھ کر ان کے طرز عمل کی وضاحت نہیں کرسکتے ہیں۔ “یہ الیکٹران تعامل نام نہاد کونڈو اثر کی طرف جاتا ہے۔ یہاں ، مادے میں ایک کوانٹم اسپن کو اپنے آس پاس کے الیکٹرانوں نے ڈھال دیا ہے ، تاکہ اسپن کا باقی مواد پر کوئی اثر نہ پڑے

اگر صرف نسبتا few کچھ مفت الیکٹران موجود ہوں ، جیسا کہ سیمیٹال میں ہوتا ہے ، تو کونڈو اثر غیر مستحکم ہوتا ہے۔ یہ مادے کے کوانٹم تنقیدی رویے کی وجہ ہوسکتی ہے: کونڈو اثر کے بغیر ریاست اور ریاست کے مابین نظام میں اتار چڑھاؤ آجاتا ہے ، اور اس کا اثر صفر درجہ حرارت پر ایک مرحلے کی منتقلی کا ہوتا ہے۔ کوانٹم میں اتار چڑھاؤ وائل کے ذرات کا سبب بن سکتا ہے نتیجہ اس طرح کی مرکزی اہمیت کے حامل ہونے کی سب سے بڑی وجہ یہ ہے کہ اس کے "وائل فریمینز" کے رجحان سے قریب سے جڑ جانے کا شبہ ہے۔ سالڈ میں ، وائل فریمینز کواسپارٹیکلز کی شکل میں ظاہر ہوسکتے ہیں - یعنی ایک تالاب میں لہروں کی طرح اجتماعی جوش و خروش کے طور پر۔ نظریاتی پیش گوئوں کے مطابق ، اس مادے میں اس طرح کے ویل فیرمین موجود ہونے چاہئیں ، "رائس یونیورسٹی کے نظریاتی ماہر طبیعیات کیمیاؤ سی کا کہنا ہے۔ تاہم تجرباتی ثبوت نہیں مل سکے ہیں۔ "ہمیں شبہ ہے کہ ہم نے جس مقدار کی تنقید کا مشاہدہ کیا ہے وہ اس طرح کے وائل فریمینز کی موجودگی کے حامی ہے ،" سلکے باہلر-پاسچن کہتے ہیں۔ “کوانٹم تنقیدی اتار چڑھاؤ کا نتیجہ وائل فریمینز پر مستحکم اثر پڑ سکتا ہے ، اسی طرح اعلی درجہ حرارت والے سپر کنڈکٹرز میں کوانٹم تنقید اتار چڑھاو بھی ہے جس میں سپر کوڈکٹنگ کوپر جوڑے ایک ساتھ رکھتے ہیں۔ یہ ایک بہت ہی بنیادی سوال ہے جو پوری دنیا میں بہت ساری تحقیق کا موضوع ہے ، اور ہمیں یہاں ایک نئی گرم برتری کا پتہ چلا ہے۔ یہ ہمارے لئے لگتا ہے کہ کچھ کوانٹم اثرات - یعنی کوانٹم تنقید اتار چڑھاؤ ، کونڈو اثر اور وائل فریمینز - نئے دریافت ہونے والے مواد میں مضبوطی سے جڑے ہوئے ہیں اور مل کر غیر ملکی وائل کونڈو ریاستوں کو جنم دیتے ہیں۔ یہ عظیم استحکام کی "ٹاپولوجیکل" ریاستیں ہیں جو دیگر کوانٹم ریاستوں کے برعکس بیرونی رکاوٹوں کے ذریعہ آسانی سے ختم نہیں کی جاسکتی ہیں۔ یہ ان کو خاص طور پر کوانٹم کمپیوٹرز کے لئے دلچسپ بنا دیتا ہے۔ اس سب کی تصدیق کرنے کے ل different ، مختلف بیرونی حالات کے تحت مزید پیمائش کی جانی چاہئے۔ ٹیم کو توقع ہے کہ مختلف کوانٹم اثرات کی طرح کا ایک دوسرے سے ملنے والا مواد دیگر مادوں میں بھی پایا جانا چاہئے۔ باہلر-پاسچن کا کہنا ہے کہ ، "اس سے ڈیزائن کا تصور قائم ہوسکتا ہے جس کے ذریعہ اس طرح کے مواد کو خاص طور پر بہتر بنایا جاسکتا ہے ، ٹھوس ایپلی کیشنز کے ل. استعمال کیاجاسکتا ہے۔