भारतीय वैज्ञानिकों ने दो स्तरित ग्रेफीन में काउंटर प्रोपेगेटिंग चैनलों का पता लगाया है, जिसके साथ कुछ तटस्थ क्वासिपार्टिकल पारंपरिक मानदंडों को तोड़ते हुए विपरीत दिशाओं में चलते हैं। विज्ञान और प्रौद्योगिकी मंत्रालय ने बुधवार (8 जून) को एक विज्ञप्ति में कहा कि इस खोज में भविष्य की क्वांटम गणना को आकार देने की क्षमता है।
जब एक 2डी सामग्री या गैस पर एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र लागू किया जाता है, तो इंटरफ़ेस पर इलेक्ट्रॉन – थोक के भीतर के विपरीत – किनारों के साथ चलने के लिए स्वतंत्र होते हैं जिन्हें एज मोड या चैनल कहा जाता है – कुछ हद तक राजमार्ग लेन के समान।
मंत्रालय ने कहा कि क्वांटम हॉल प्रभाव नामक इस घटना ने विदेशी उभरते हुए क्वासिपार्टिकल्स की मेजबानी के लिए एक मंच को जन्म दिया है, जो क्वांटम कंप्यूटिंग के क्षेत्र में रोमांचक अनुप्रयोगों को जन्म दे सकता है। मंत्रालय के अनुसार, यह बढ़त आंदोलन, जो क्वांटम हॉल प्रभाव का सार है, सामग्री और शर्तों के आधार पर कई दिलचस्प गुणों को जन्म दे सकता है।
पारंपरिक इलेक्ट्रॉनों के लिए, धारा केवल एक दिशा में प्रवाहित होती है जो चुंबकीय क्षेत्र (‘डाउनस्ट्रीम’) द्वारा निर्धारित होती है। भौतिकविदों ने पहले भविष्यवाणी की थी कि कुछ सामग्रियों में काउंटर-प्रोपेगेटिंग चैनल हो सकते हैं जहां कुछ अर्ध-कण विपरीत (‘अपस्ट्रीम’) दिशा में भी यात्रा कर सकते हैं। हालाँकि, इन चैनलों को पहचानना बेहद मुश्किल है क्योंकि इनमें कोई विद्युत प्रवाह नहीं होता है।
मंत्रालय ने कहा , “एक नए अध्ययन में, भारतीय विज्ञान संस्थान (आईआईएससी) के शोधकर्ताओं ने अपस्ट्रीम मोड की उपस्थिति के लिए “धूम्रपान बंदूक” सबूत प्रदान किए हैं, जिसके साथ कुछ तटस्थ क्वासिपार्टिकल दो-स्तरित ग्रैफेन में चलते हैं।
इन मोड या चैनलों का पता लगाने के लिए, टीम ने विद्युत शोर को नियोजित करने वाली एक नई विधि का उपयोग किया – गर्मी अपव्यय के कारण आउटपुट सिग्नल में उतार-चढ़ाव। विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग (डीएसटी) के तहत एक सांविधिक निकाय, विज्ञान और इंजीनियरिंग अनुसंधान बोर्ड (एसईआरबी) द्वारा समर्थित शोध को नेचर कम्युनिकेशंस पत्रिका में प्रकाशित किया गया है।
“हालांकि अपस्ट्रीम उत्तेजना चार्ज-न्यूट्रल हैं, वे गर्मी ऊर्जा ले जा सकते हैं और अपस्ट्रीम दिशा के साथ एक शोर स्थान पैदा कर सकते हैं,” भारतीय विज्ञान संस्थान, बेंगलुरु के भौतिकी विभाग में एसोसिएट प्रोफेसर डॉ अनिंद्य दास और संबंधित लेखक बताते हैं। नेचर कम्युनिकेशंस में प्रकाशित अध्ययन।
वर्तमान अध्ययन में, जब शोधकर्ताओं ने दो-स्तरित ग्रैफेन के किनारे पर विद्युत क्षमता लागू की, तो उन्होंने पाया कि गर्मी केवल अपस्ट्रीम चैनलों में ही पहुंचाई गई थी और उस दिशा में कुछ “हॉटस्पॉट्स” पर फैल गई थी। मंत्रालय ने कहा कि इन स्थानों पर, विद्युत अनुनाद सर्किट और स्पेक्ट्रम विश्लेषक द्वारा गर्मी उत्पन्न विद्युत शोर को उठाया जा सकता है।
दास ने कहा, “अपस्ट्रीम” मोड का पता लगाना, विदेशी क्वांटम आँकड़ों के साथ उभरते मोड के लिए महत्वपूर्ण है, जिसमें भविष्य के झुकाव-सहिष्णु क्वांटम गणना को आकार देने की क्षमता है।