वैज्ञानिकों ने शक्तिशाली उपकरण बनाने की दिशा में एक कदम आगे बढ़ाया है जो ऊर्जा का उपयोग करते हैं।चुंबकीय स्पिन-आइस नामक पदार्थ की पहली त्रि-आयामी प्रतिकृति बनाकर लागत में वृद्धि की गई।
स्पिन आइस पदार्थ अत्यंत असामान्य होते हैं क्योंकि उनमें तथाकथित दोष होते हैं जो चुंबक के एकल ध्रुव की तरह व्यवहार करते हैं।
ये एकल ध्रुव चुंबक, जिन्हें चुंबकीय मोनोपोल भी कहा जाता है, प्रकृति में मौजूद नहीं होते हैं; जब प्रत्येक चुंबकीय पदार्थ को दो भागों में काटा जाता है तो हमेशा एक नया चुंबक बनता है जिसमें एक उत्तर और एक दक्षिण ध्रुव होता है।
दशकों से वैज्ञानिक प्राकृतिक रूप से होने वाली घटनाओं के प्रमाणों की खोज में दूर-दूर तक लगे हुए हैं।चुंबकीय अंततः प्रकृति की मूलभूत शक्तियों को एक तथाकथित सर्वव्यापी सिद्धांत में समूहित करने और भौतिकी के सभी पहलुओं को एक ही छत के नीचे लाने की उम्मीद में एकाधिकार स्थापित किए जा रहे हैं।
हालांकि, हाल के वर्षों में भौतिकविदों ने दो-आयामी स्पिन-आइस सामग्री के निर्माण के माध्यम से चुंबकीय मोनोपोल के कृत्रिम संस्करणों का उत्पादन करने में कामयाबी हासिल की है।
आज तक इन संरचनाओं ने चुंबकीय मोनोपोल को सफलतापूर्वक प्रदर्शित किया है, लेकिन जब पदार्थ एक ही तल तक सीमित होता है तो समान भौतिकी प्राप्त करना असंभव है। वास्तव में, स्पिन-आइस जाली की विशिष्ट त्रि-आयामी ज्यामिति ही इसकी उस असामान्य क्षमता की कुंजी है जिसके द्वारा यह छोटी संरचनाएं बना सकती है जो अनुकरण करती हैं।चुंबकीयएकाधिकार।
नेचर कम्युनिकेशंस में आज प्रकाशित एक नए अध्ययन में, कार्डिफ विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों के नेतृत्व वाली एक टीम ने परिष्कृत प्रकार की 3डी प्रिंटिंग और प्रोसेसिंग का उपयोग करके स्पिन-आइस सामग्री की पहली 3डी प्रतिकृति बनाई है।
टीम का कहना है कि 3डी प्रिंटिंग तकनीक ने उन्हें कृत्रिम स्पिन-आइस की ज्यामिति को अपनी इच्छानुसार ढालने की अनुमति दी है, जिसका अर्थ है कि वे सिस्टम में चुंबकीय मोनोपोल के निर्माण और स्थानांतरण के तरीके को नियंत्रित कर सकते हैं।
उनका कहना है कि मिनी मोनोपोल मैग्नेट को 3डी में नियंत्रित करने की क्षमता से उन्नत कंप्यूटर स्टोरेज से लेकर मानव मस्तिष्क की तंत्रिका संरचना की नकल करने वाले 3डी कंप्यूटिंग नेटवर्क के निर्माण तक कई तरह के अनुप्रयोगों के द्वार खुल सकते हैं।
कार्डिफ विश्वविद्यालय के भौतिकी और खगोल विज्ञान स्कूल के प्रमुख लेखक डॉ. सैम लाडक ने कहा, "वैज्ञानिक दस वर्षों से अधिक समय से दो आयामों में कृत्रिम स्पिन-आइस का निर्माण और अध्ययन कर रहे हैं। ऐसे सिस्टम को तीन आयामों तक विस्तारित करके हम स्पिन-आइस मोनोपोल भौतिकी का कहीं अधिक सटीक प्रतिनिधित्व प्राप्त करते हैं और सतहों के प्रभाव का अध्ययन करने में सक्षम होते हैं।"
"यह पहली बार है कि किसी ने नैनोस्केल पर, डिजाइन के माध्यम से, स्पिन-आइस की सटीक 3डी प्रतिकृति बनाने में सफलता हासिल की है।"
कृत्रिम स्पिन-आइस का निर्माण अत्याधुनिक 3डी नैनोफैब्रिकेशन तकनीकों का उपयोग करके किया गया था, जिसमें छोटे नैनोवायरों को एक जाली संरचना में चार परतों में व्यवस्थित किया गया था, जिसका समग्र माप मानव बाल की चौड़ाई से भी कम था।
इसके बाद, चुंबकत्व के प्रति संवेदनशील चुंबकीय बल सूक्ष्मदर्शी नामक एक विशेष प्रकार की सूक्ष्मदर्शी का उपयोग उपकरण पर मौजूद चुंबकीय आवेशों को देखने के लिए किया गया, जिससे टीम को 3डी संरचना में एकल-ध्रुवीय चुम्बकों की गति को ट्रैक करने की अनुमति मिली।
डॉ. लडक ने आगे कहा, "हमारा काम महत्वपूर्ण है क्योंकि यह दर्शाता है कि नैनोस्केल 3डी प्रिंटिंग तकनीकों का उपयोग उन सामग्रियों की नकल करने के लिए किया जा सकता है जिन्हें आमतौर पर रसायन विज्ञान के माध्यम से संश्लेषित किया जाता है।"
"अंततः, यह कार्य नवीन चुंबकीय मेटासामग्रियों के उत्पादन का एक साधन प्रदान कर सकता है, जहां कृत्रिम जाली की 3डी ज्यामिति को नियंत्रित करके सामग्री के गुणों को समायोजित किया जाता है।"
“हार्ड डिस्क ड्राइव या मैग्नेटिक रैंडम एक्सेस मेमोरी डिवाइस जैसे चुंबकीय भंडारण उपकरण एक ऐसा क्षेत्र है जिस पर इस अभूतपूर्व शोध का व्यापक प्रभाव पड़ सकता है। वर्तमान उपकरण उपलब्ध तीन आयामों में से केवल दो का ही उपयोग करते हैं, जिससे संग्रहीत की जा सकने वाली जानकारी की मात्रा सीमित हो जाती है। चूंकि मोनोपोल को चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करके 3D जाली में घुमाया जा सकता है, इसलिए चुंबकीय आवेश पर आधारित एक वास्तविक 3D भंडारण उपकरण बनाना संभव हो सकता है।”
पोस्ट करने का समय: 28 मई 2021