இயற்பியல் பற்றிய ஒரு நூற்றாண்டு பழமையான கருதுகோளை விஞ்ஞானிகள் நிராகரித்துள்ளனர்

உள்ள கண்டுபிடிப்புகள் இயற்கை பொருட்கள்ஹால் விளைவு பற்றிய விஞ்ஞானிகளின் புரிதலை விரிவுபடுத்துகிறது மற்றும் இறுதியில் மின்னணுவியல், போக்குவரத்து மற்றும் மருத்துவ இமேஜிங்கிற்கான எளிய மற்றும் நெகிழ்வான காந்த உணரிகளை ஆதரிக்கலாம்.

இயற்பியலின் பல நூற்றாண்டுகளின் விளைவுகளை மறுபரிசீலனை செய்தல்

விஞ்ஞானிகள் ஒரு நூற்றாண்டுக்கும் மேலாக ஹால் விளைவை நம்பியிருக்கிறார்கள். 1879 ஆம் ஆண்டில், எட்வின் ஹால் ஒரு காந்தப்புலத்தை மின்சாரம் கொண்டு செல்லும் பொருளுக்கு செங்குத்தாகப் பயன்படுத்தினால், நகரும் கட்டணங்கள் ஒரு பக்கமாகத் தள்ளப்படும் என்பதைக் கண்டுபிடித்தார். இது ஆராய்ச்சியாளர்கள் அளவிடக்கூடிய பதற்றத்தை உருவாக்குகிறது.

நேர்மறை அல்லது எதிர்மறை மின்னோட்டத்தால் மின்னோட்டம் கடத்தப்படுகிறதா, எத்தனை சார்ஜ் கேரியர்கள் உள்ளன, அவை எவ்வளவு எளிதாக நகரும் என்பது உட்பட, பொருள் பற்றிய முக்கியமான தகவலை இந்த சமிக்ஞை வெளிப்படுத்துகிறது. ஹால் எஃபெக்ட் சென்சார்கள் இப்போது கார்கள் முதல் கணினி விசைப்பலகைகள் வரை தொழில்நுட்பத்தில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

பொருட்கள், இடைமுகங்கள் மற்றும் குவாண்டம் சாதனங்கள் (MOYE) ஆய்வகத்தில் பணிபுரியும் கார்னகி மெல்லனின் இயற்பியல் துறையின் ஆராய்ச்சியாளர்கள், இப்போது விளைவின் மற்றொரு வடிவத்தை நிரூபித்துள்ளனர்.

“படத்தின் விமானத்திற்கு செங்குத்தாக காந்தப்புலம் பயன்படுத்தப்படும்போது மட்டுமே ஹால் விளைவு செயல்படும் என்று மக்கள் நீண்ட காலமாக நினைத்தார்கள். இது உண்மையல்ல என்று நாங்கள் காட்டியுள்ளோம் – புலம் விமானத்தில் இருக்கும்போது நீங்கள் பதில் பெறலாம்” என்று இயற்பியல் இணை பேராசிரியர் சிம்ரன்ஜித் சிங் கூறினார்.

காந்தமயமாக்கலைப் பொறுத்து ஹால் பதில் ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட திசைகளில் ஏற்படலாம் என்பதை முடிவு காட்டுகிறது. இது இயற்பியலாளர்களுக்கு அமுக்கப்பட்ட பொருள் அமைப்புகளில் பல பரிமாண காந்த மற்றும் இடவியல் கட்டமைப்புகளை ஆராய ஒரு புதிய வழியை வழங்குகிறது.

“அடிப்படை முக்கியத்துவத்திற்கு அப்பால், இந்த கண்டுபிடிப்பு புதிய பிளானர் சாதன கட்டமைப்புகள் மற்றும் வெக்டர் மேக்னடோமெட்ரி போன்ற சென்சார்களின் வகைகளை ஒரு சாதனத்தில் ஒழுங்கற்ற ஹால் எஃபெக்ட் சிக்னல்களை அளவிடுவதன் மூலம் செயல்படுத்த முடியும்” என்று சிங் கூறினார்.

முன்னறிவிப்பை அனுபவமாக மாற்றுதல்

விஞ்ஞானிகள் முன்னர் கோட்பாட்டில் ஒரு விமானத்தில் உள்ள முரண்பாடான ஹால் விளைவைக் கணித்திருந்தனர், ஆனால் இதற்கு முன் எந்த சோதனையும் அதை வெற்றிகரமாக நிரூபிக்கவில்லை.

“மக்கள் அதை முன்மொழிந்தனர் மற்றும் யோசனைகள் உள்ளன, ஆனால் இதற்கு சரியான சமச்சீர் கொண்ட காந்தப் பொருட்களை உருவாக்குவது மிகவும் கடினம்” என்று சிங் கூறினார். “நாங்கள் என்ன செய்தோம், சரியான சமச்சீர் கொண்ட ஒரு பொருளைக் கண்டுபிடித்து அதை காந்தமாக்கினோம்.”

சோதனைக்குத் தேவையான நானோமீட்டர் அளவிலான சாதனங்களை உருவாக்குவது இரு பரிமாண குவாண்டம் பொருட்களுடன் பரிசோதனை செய்வதை உள்ளடக்கியது. சிங், இயற்பியல் இணைப் பேராசிரியரான ஜோதி கடோச்சுடன் பணிபுரிந்தார், அவர் அத்தகைய பொருட்களிலிருந்து சாதனங்களை உருவாக்குவதில் நிபுணத்துவம் பெற்றவர்.

டான்டலம் இரிடியம் டெல்லூரைடு (TaIrTe4) மூலம் முதுகலை ஆய்வாளர்கள் யி-ஹ்சுவான் காவ் மற்றும் ரவிக்குமார் ஆகியோர் அடங்கிய ஆய்வுக் குழு தொடங்கியது. அதன் படிக அமைப்பு பல பரிமாண ஹால் விளைவை ஆதரிக்க தேவையான சமச்சீர் தன்மையைக் கொண்டுள்ளது. ஆராய்ச்சியாளர்கள் பொருளை ஒரு சில அணு அடுக்குகள் தடிமனாகக் குறைத்து, பின்னர் அதை Cr2Ge2Te6 (CGT) காந்த அடுக்குக்கு அடுத்ததாக வைத்தனர்.

இரண்டு அடுக்குகளும் ஒன்றுக்கொன்று நெருக்கமாக இருப்பதால், TaIrTe4 இல் CGTயின் காந்த நடத்தை பொதுவாக காந்தம் அல்ல. இது TaIrTe4 காந்த பண்புகளை அளிக்கிறது மற்றும் அதன் அசல் மின்னணு பண்புகளை தக்கவைக்க அனுமதிக்கிறது.

“இது உண்மையில் விரும்பிய மின்னணு மற்றும் காந்த பண்புகளை அடைய வளர்ந்து வரும் இரு பரிமாண குவாண்டம் பொருட்களின் அணு துல்லியமான ஹீட்டோரோஸ்ட்ரக்சர்களை உருவாக்கும் சக்தியை நிரூபிக்கிறது” என்று கடோச் கூறினார்.

ஒரு சாதனம், பல காந்த திசைகள்

அணு மெல்லிய சாதனங்களுக்குள், பரிச்சயமான ஹால் சிக்னல் மற்றும் விமானத்தில் காந்தமயமாக்கலுடன் தொடர்புடைய இரண்டாவது அசாதாரண சமிக்ஞை இரண்டையும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டறிந்தனர்.

இந்த வேறுபாடு சாத்தியமான முக்கியமான நடைமுறை விளைவுகளைக் கொண்டுள்ளது. அல்ட்ராதின் சாதனம் ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட அச்சில் உள்ள காந்தப்புலங்களைக் கண்டறிய முடியும்.

“இந்த பொருட்களின் சாத்தியமான பயன்பாடுகளை நாங்கள் விரிவுபடுத்தியுள்ளோம்” என்று சிங் கூறினார். “ஒன்றைக் கொண்டு பல பரிமாண காந்த உணர்வியை நீங்கள் செய்யலாம். முன்பு, இரண்டு திசைகளில் காந்தப்புலத்தை அளவிட உங்களுக்கு இரண்டு சென்சார்கள் தேவைப்பட்டன.”

எனவே, வேலை என்பது காந்த உணர்திறன் அமைப்புகளைக் குறிக்கிறது, அவை ஒவ்வொன்றிற்கும் தனித்தனி சென்சார்கள் தேவையில்லாமல் பல திசைகளில் அளவீடுகளைச் செய்ய முடியும்.

மண்டபத்தின் அசாதாரண பதிலை விளக்குகிறது

சோதனைகளுடன், இயற்பியலின் உதவிப் பேராசிரியரான ஷுபாயு சாட்டர்ஜி, விளைவு ஏன் ஏற்படுகிறது மற்றும் கலவைப் பொருட்களின் சமச்சீர்நிலை என்ன அனுமதிக்கிறது என்பதை ஆராய கோட்பாட்டு மாதிரியைப் பயன்படுத்தினார்.

“சிஜிடியுடன் இணைப்பதன் காரணமாக குறைக்கப்பட்ட சமச்சீர்நிலையானது, இடைமுகத்தில் கூடுதல் சுழல்-சுற்றுப்பாதை இணைப்பிற்கு அனுமதிக்கிறது என்பதை நாங்கள் கண்டறிந்தோம். குறைந்த வெப்பநிலையில் சிஜிடி ஃபெரோ காந்தமாக மாறும் போது, விமானத்தில் உள்ள முரண்பாடான ஹால் விளைவு வெளிப்படுவதற்கு இந்த சுழல் இணைப்பு விதிமுறைகள் முக்கியமானவை. சரியான பொறிமுறையைக் குறைக்க TaIrTe4 தேவைப்படுகிறது,” என்று அவர் கூறினார். சாட்டர்ஜி.

LIQUID குழு தற்போது அசாதாரண ஹால் பதிலைத் தூண்டக்கூடிய பொருட்களின் கூடுதல் சேர்க்கைகளை ஆராய்ந்து வருகிறது. அறை வெப்பநிலையில் சாதனம் எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதையும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் சோதித்து வருகின்றனர், தொழில்நுட்பம் இறுதியில் நடைமுறை பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்பட வேண்டுமானால் இது ஒரு முக்கியமான தேவையாக இருக்கும்.