वैज्ञानिकहरूले शक्तिशाली उपकरणहरूको निर्माणतर्फ एक कदम चालेका छन् जसलेचुम्बकीय स्पिन-आइस भनेर चिनिने पदार्थको पहिलो त्रि-आयामिक प्रतिकृति सिर्जना गरेर चार्ज गर्नुहोस्।
स्पिन आइस सामग्रीहरू अत्यन्तै असामान्य हुन्छन् किनकि तिनीहरूमा तथाकथित दोषहरू हुन्छन् जुन चुम्बकको एकल ध्रुवको रूपमा व्यवहार गर्छन्।
यी एकल ध्रुव चुम्बकहरू, जसलाई चुम्बकीय मोनोपोल पनि भनिन्छ, प्रकृतिमा अवस्थित छैनन्; जब प्रत्येक चुम्बकीय पदार्थलाई दुई भागमा काटिन्छ, यसले सधैं उत्तर र दक्षिण ध्रुवको साथ नयाँ चुम्बक सिर्जना गर्नेछ।
दशकौंदेखि वैज्ञानिकहरूले प्राकृतिक रूपमा हुने प्रमाणहरूको लागि टाढा-टाढासम्म खोजिरहेका छन्चुम्बकीय एकाधिकारवादीहरू अन्ततः प्रकृतिका आधारभूत शक्तिहरूलाई सबै कुराको सिद्धान्तमा समूहबद्ध गर्ने आशामा, सम्पूर्ण भौतिकशास्त्रलाई एउटै छानामुनि राखेर।
यद्यपि, हालैका वर्षहरूमा भौतिकशास्त्रीहरूले दुई-आयामी स्पिन-बरफ सामग्रीहरू सिर्जना गरेर चुम्बकीय एकध्रुवको कृत्रिम संस्करणहरू उत्पादन गर्न सफल भएका छन्।
आजसम्म यी संरचनाहरूले चुम्बकीय एकध्रुव सफलतापूर्वक प्रदर्शन गरेका छन्, तर जब सामग्री एउटै समतलमा सीमित हुन्छ तब उही भौतिकी प्राप्त गर्न असम्भव छ। वास्तवमा, यो स्पिन-बरफ जालीको विशिष्ट त्रि-आयामी ज्यामिति हो जुन यसको नक्कल गर्ने साना संरचनाहरू सिर्जना गर्ने असामान्य क्षमताको कुञ्जी हो।चुम्बकीयएकध्रुवहरू।
नेचर कम्युनिकेसनमा आज प्रकाशित एक नयाँ अध्ययनमा, कार्डिफ विश्वविद्यालयका वैज्ञानिकहरूको नेतृत्वमा रहेको टोलीले परिष्कृत प्रकारको थ्रीडी प्रिन्टिङ र प्रशोधन प्रयोग गरेर स्पिन-आइस सामग्रीको पहिलो थ्रीडी प्रतिकृति सिर्जना गरेको छ।
टोलीले थ्रीडी प्रिन्टिङ प्रविधिले उनीहरूलाई कृत्रिम स्पिन-बरफको ज्यामिति अनुकूलन गर्न अनुमति दिएको बताएको छ, जसको अर्थ उनीहरूले प्रणालीहरूमा चुम्बकीय मोनोपोलहरू कसरी बन्छन् र घुम्छन् भन्ने तरिका नियन्त्रण गर्न सक्छन्।
थ्रीडीमा मिनी मोनोपोल म्याग्नेटहरूलाई हेरफेर गर्न सक्षम हुनुले धेरै अनुप्रयोगहरू खोल्न सक्छ, उनीहरू भन्छन्, बढेको कम्प्युटर भण्डारणदेखि मानव मस्तिष्कको तंत्रिका संरचनाको नक्कल गर्ने थ्रीडी कम्प्युटिङ नेटवर्कहरूको सिर्जनासम्म।
"१० वर्षभन्दा बढी समयदेखि वैज्ञानिकहरूले दुई आयामहरूमा कृत्रिम स्पिन-बरफ सिर्जना र अध्ययन गर्दै आएका छन्। त्यस्ता प्रणालीहरूलाई तीन-आयामहरूमा विस्तार गरेर हामीले स्पिन-बरफ मोनोपोल भौतिकीको धेरै सटीक प्रतिनिधित्व प्राप्त गर्छौं र सतहहरूको प्रभाव अध्ययन गर्न सक्षम हुन्छौं," कार्डिफ विश्वविद्यालयको भौतिकशास्त्र र खगोल विज्ञान स्कूलका प्रमुख लेखक डा. साम लाडकले भने।
"यो पहिलो पटक हो कि कसैले पनि न्यानोस्केलमा डिजाइनद्वारा स्पिन-बरफको सटीक 3D प्रतिकृति सिर्जना गर्न सक्षम भएको छ।"
कृत्रिम स्पिन-आइस अत्याधुनिक थ्रीडी न्यानोफ्याब्रिकेसन प्रविधिहरू प्रयोग गरेर सिर्जना गरिएको थियो जसमा साना न्यानोवायरहरूलाई जाली संरचनामा चार तहमा स्ट्याक गरिएको थियो, जुन आफैंमा मानव कपालको समग्र चौडाइभन्दा कम मापन गरिएको थियो।
चुम्बकीय बल माइक्रोस्कोपी भनेर चिनिने विशेष प्रकारको माइक्रोस्कोपी, जुन चुम्बकत्वप्रति संवेदनशील हुन्छ, त्यसपछि उपकरणमा उपस्थित चुम्बकीय चार्जहरू कल्पना गर्न प्रयोग गरियो, जसले टोलीलाई थ्रीडी संरचनामा एकल-पोल चुम्बकहरूको चाल ट्र्याक गर्न अनुमति दियो।
"हाम्रो काम महत्त्वपूर्ण छ किनकि यसले देखाउँछ कि नानोस्केल थ्रीडी प्रिन्टिङ प्रविधिहरू रसायन विज्ञान मार्फत संश्लेषित सामग्रीहरूको नक्कल गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ," डा. लाडकले जारी राखे।
"अन्ततः, यो कामले नयाँ चुम्बकीय मेटामेटेरियलहरू उत्पादन गर्ने माध्यम प्रदान गर्न सक्छ, जहाँ कृत्रिम जालीको 3D ज्यामिति नियन्त्रण गरेर भौतिक गुणहरू ट्युन गरिन्छ।"
"चुम्बकीय भण्डारण उपकरणहरू, जस्तै हार्ड डिस्क ड्राइभ वा चुम्बकीय अनियमित पहुँच मेमोरी उपकरणहरू, यो सफलताबाट ठूलो प्रभाव पार्न सक्ने अर्को क्षेत्र हो। हालका उपकरणहरूले उपलब्ध तीन आयामहरू मध्ये केवल दुई प्रयोग गर्ने भएकाले, यसले भण्डारण गर्न सकिने जानकारीको मात्रा सीमित गर्दछ। चुम्बकीय क्षेत्र प्रयोग गरेर मोनोपोलहरूलाई थ्रीडी जाली वरिपरि सार्न सकिने भएकोले चुम्बकीय चार्जमा आधारित वास्तविक थ्रीडी भण्डारण उपकरण सिर्जना गर्न सम्भव हुन सक्छ।"
पोस्ट समय: मे-२८-२०२१