குவாண்டம் காந்தமானது விண்மீன் இடைவெளியை விட பில்லியன் மடங்கு குளிர்ச்சியானது

யட்டர்பியம் அணுக்களால் ஆன ஒரு காந்தம், முழுமையான பூஜ்ஜியத்தை விட ஒரு பில்லியனில் ஒரு டிகிரி மட்டுமே வெப்பமானது. இது எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதைப் புரிந்துகொள்வது இயற்பியலாளர்களுக்கு உயர் வெப்பநிலை சூப்பர் கண்டக்டர்களை உருவாக்க உதவும்

1 செப்டம்பர் 2022

ஒரு புதிய வகையான குவாண்டம் காந்தம் அணுக்களால் ஆனது முழுமையான பூஜ்ஜியத்தை விட ஒரு பில்லியனில் ஒரு பங்கு வெப்பம் மட்டுமே – மற்றும் இயற்பியலாளர்களுக்கு அது எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பது உறுதியாகத் தெரியவில்லை.

ஒரு வழக்கமான காந்தம் அதன் உள்ளே இருக்கும் எலக்ட்ரான்கள் “மேலே” அல்லது “கீழே” குவாண்டம் சுழல் நிலையில் உள்ளதா என்பதைப் பொறுத்து காந்தப் பொருட்களை விரட்டுகிறது அல்லது ஈர்க்கிறது, இது ஒரு குறிப்பிட்ட திசையில் வடக்கு மற்றும் தென் துருவத்தை சீரமைப்பதைப் போன்றது. இருப்பினும், இது ஒரு காந்தத்தை உருவாக்க பயன்படுத்தக்கூடிய ஒரே சொத்து அல்ல.

கேடன் ஹஸார்ட் டெக்சாஸில் உள்ள ரைஸ் பல்கலைக்கழகத்தில் மற்றும் அவரது சகாக்கள் ytterbium அணுக்களைப் பயன்படுத்தி ஒரு சுழல் போன்ற பண்புகளின் அடிப்படையில் ஒரு காந்தத்தை உருவாக்கினர், அதில் ஆறு விருப்பங்கள் உள்ளன, ஒவ்வொன்றும் ஒரு வண்ணத்துடன் பெயரிடப்பட்டுள்ளன.

ஆராய்ச்சியாளர்கள் அணுக்களை ஒரு சிறிய உலோகம் மற்றும் கண்ணாடி பெட்டியில் ஒரு வெற்றிடத்தில் அடைத்து வைத்தனர், பின்னர் அவற்றை குளிர்விக்க லேசர் கற்றைகளைப் பயன்படுத்தினர். லேசர் கற்றையிலிருந்து வரும் உந்துதல் மிகவும் ஆற்றல் வாய்ந்த அணுக்கள் சில ஆற்றலை வெளியிடச் செய்தது, இது ஒரு கோப்பை தேநீரில் ஊதுவதைப் போலவே ஒட்டுமொத்த வெப்பநிலையையும் குறைக்கிறது.

அவர்கள் காந்தங்களை உருவாக்க வெவ்வேறு கட்டமைப்புகளில் அணுக்களை ஏற்பாடு செய்ய லேசர்களைப் பயன்படுத்தினர். சில ஒரு கம்பியைப் போல ஒரு பரிமாணமாகவும், மற்றவை ஒரு மெல்லிய தாள் போல இரு பரிமாணமாகவும் அல்லது ஒரு படிகத்தின் துண்டு போல முப்பரிமாணமாகவும் இருந்தன.

கோடுகள் மற்றும் தாள்களில் அமைக்கப்பட்ட அணுக்கள் சுமார் 1.2 நானோகெல்வின் அளவை எட்டியது, இது விண்மீன் இடைவெளியை விட 2 பில்லியன் மடங்கு குளிரானது. முப்பரிமாண அமைப்புகளில் உள்ள அணுக்களுக்கு, நிலைமை மிகவும் சிக்கலானது, ஆராய்ச்சியாளர்கள் இன்னும் வெப்பநிலையை அளவிடுவதற்கான சிறந்த வழியைக் கண்டுபிடித்து வருகின்றனர்.

சோதனையில் உள்ள அணுக்கள் ஃபெர்மியன்ஸ் எனப்படும் ஒரு பெரிய குழுவைச் சேர்ந்தவை மற்றும் அவை “பிரபஞ்சத்தில் மிகவும் குளிரான ஃபெர்மியன்கள்” என்று ஹஸார்ட் கூறுகிறார். “10 ஆண்டுகளுக்கு முன்பு இதைப் பற்றி பரிசோதிப்பது பற்றி நினைத்தால், இது ஒரு கோட்பாட்டாளரின் கனவு போல் தோன்றியது,” என்று அவர் கூறுகிறார்.

இது போன்ற கவர்ச்சியான காந்தங்களில் அணுக்கள் எவ்வாறு தொடர்பு கொள்கின்றன என்பதில் இயற்பியலாளர்கள் நீண்ட காலமாக ஆர்வமாக உள்ளனர், ஏனெனில் உயர் வெப்பநிலை சூப்பர் கண்டக்டர்களில் இதே போன்ற தொடர்புகள் நிகழ்கின்றன என்று அவர்கள் சந்தேகிக்கிறார்கள் – மின்சாரத்தை சரியாக நடத்தும் பொருட்கள். என்ன நடக்கிறது என்பதை நன்கு புரிந்துகொள்வதன் மூலம், அவர்கள் சிறந்த சூப்பர் கண்டக்டர்களை உருவாக்க முடியும்.

இருந்திருக்கின்றன தத்துவார்த்த கணக்கீடுகள் அத்தகைய காந்தங்களைப் பற்றி ஆனால் அவை சரியான வண்ண நிலை வடிவங்களை அல்லது அவை எவ்வளவு காந்தமாக இருக்கும் என்பதை கணிக்கத் தவறிவிட்டன என்று இணை ஆசிரியர் கூறுகிறார் எட்வர்டோ இபார்ரா-கார்சியா-பாடிலா. அவரும் அவரது சகாக்களும் சோதனையை பகுப்பாய்வு செய்யும் போது இன்னும் சில சிறந்த கணக்கீடுகளை மேற்கொண்டனர், ஆனால் சோதனையில் உள்ள ஆயிரக்கணக்கான அணுக்களில் ஒரு நேரத்தில் எட்டு அணுக்களின் நிறங்கள் மற்றும் தாள் உள்ளமைவுகளை மட்டுமே கணிக்க முடியும் என்று அவர் கூறுகிறார். .

விக்டர் குராரி கொலராடோ போல்டர் பல்கலைக்கழகத்தில், அணுக்கள் தங்கள் அண்டை நாடுகளின் குவாண்டம் வண்ண நிலைகளில் “கவனம் செலுத்த” தொடங்கும் அளவுக்கு சோதனை குளிர்ச்சியாக இருந்தது என்று கூறுகிறார், இது சூடாக இருக்கும்போது அவை எவ்வாறு தொடர்பு கொள்கின்றன என்பதைப் பாதிக்காது. கணக்கீடுகள் மிகவும் கடினமாக இருப்பதால், இதேபோன்ற எதிர்கால சோதனைகள் இந்த குவாண்டம் காந்தங்களைப் படிப்பதற்கான ஒரே முறையாக இருக்கலாம் என்று அவர் கூறுகிறார்.

Source link

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *