স্পিন সুপারসলিড একটি কোয়ান্টাম অ্যান্টিফেরোম্যাগনেটে উপস্থিত হয় - পদার্থবিজ্ঞানের বিশ্ব

প্লেটো দ্বারা প্রকাশিত

অনুসরণকারী: 0

প্যারাম্যাগনেটিক কুলিংয়ের তুলনায় একটি স্পিন সুপারসলিডের অ্যাডিয়াব্যাটিক শীতল প্রক্রিয়াকে চিত্রিত করে — চিত্রটি প্যারাম্যাগনেটিক কুলিং এর তুলনায় একটি স্পিন সুপারসলিডের অ্যাডিয়াব্যাটিক শীতল প্রক্রিয়াকে চিত্রিত করে, স্পিন সুপারসলিড কুলিং এর অনন্য বৈশিষ্ট্যগুলিকে তুলে ধরে। ত্রিভুজাকার জালির কাঠামো এবং পরীক্ষামূলক ডিভাইস (NBCP যৌগ সহ) অ্যাডিয়াব্যাটিক ম্যাগনেটোক্যালোরিক পরিমাপের জন্য ইনসেটগুলিতে অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছে। (সৌজন্যে: W Li)

চীন, ফ্রান্স এবং অস্ট্রেলিয়ার গবেষকরা স্পিন সুপারসলিড নামক পদার্থের বহিরাগত কোয়ান্টাম অবস্থার জন্য নতুন প্রমাণ পেয়েছেন। ত্রিভুজাকার পারমাণবিক জালির কাঠামোর সাথে একটি অ্যান্টিফেরোম্যাগনেটিক উপাদানে তৈরি আবিষ্কারটি মৌলিক পদার্থবিদ্যায় একটি অগ্রগতি উপস্থাপন করে এবং এটি নতুন শীতল কৌশলগুলির বিকাশে সহায়তা করতে পারে যার জন্য তরল হিলিয়ামের প্রয়োজন নেই, কারণ উপাদানটি একটি বিশাল চৌম্বকীয় প্রভাবও দেখায়।

তাদের নাম থেকে বোঝা যায়, সুপারসলিড হল এমন পদার্থ যা ঘর্ষণ ছাড়াই প্রবাহিত হয় (একটি সুপারফ্লুইডের মতো) যদিও তাদের উপাদান কণাগুলি একটি স্ফটিক জালিতে (একটি কঠিনের মতো) সাজানো থাকে। যেমন, এই উপকরণ দুটি অবিচ্ছিন্ন প্রতিসাম্যকে ভেঙ্গে দেয়: অনুবাদমূলক পরিবর্তন, স্ফটিক ক্রমের কারণে; এবং গেজ প্রতিসাম্য, উপাদানের ঘর্ষণহীন প্রবাহের কারণে।

1960-এর দশকে তাত্ত্বিকরা ভবিষ্যদ্বাণী করেছিলেন যে তথাকথিত মোবাইল বোসনিক শূন্যস্থানগুলির সাথে কোয়ান্টাম সলিডগুলিতে সুপারসোলিডের অস্তিত্ব থাকা উচিত - অর্থাৎ, পূর্ণসংখ্যা স্পিন মান সহ পরমাণুগুলি স্ফটিক জালির মধ্য দিয়ে চলে যাওয়ার সময় ফাঁক রেখে যায়। 1980-এর দশকের শুরুতে, পরীক্ষামূলক গবেষণা ইঙ্গিতগুলির উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে যে সুপারফ্লুইড হিলিয়াম -4-এ সুপারসলিডিটি ঘটতে পারে। 2004 সালে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের পেনসিলভানিয়া স্টেট ইউনিভার্সিটির পদার্থবিদরা এই উপাদানটির সুপারসলিডিটির প্রমাণ রিপোর্ট করেছেন। যাইহোক, একই গবেষকদের দ্বারা আরও তদন্ত প্রকাশ যে তারা ভুল ছিল, এবং তাদের পর্যবেক্ষণ হতে পারে অন্য উপায়ে ব্যাখ্যা করা হয়েছে.

আরো সাম্প্রতিক পরীক্ষা দেখিয়েছেন যে ডিপোলার কোয়ান্টাম গ্যাসগুলি এক দিকে প্রসারিত হয়ে একটি নিয়মিত বোস-আইনস্টাইন কনডেনসেট (বিইসি) থেকে সুপারসলিড বৈশিষ্ট্যযুক্ত অবস্থায় একটি পর্যায়ে রূপান্তর করতে পারে। দ্বিপোলার গ্যাসের পরমাণুগুলির বড় চৌম্বকীয় মুহূর্ত রয়েছে এবং এটি তাদের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া যা এই সিস্টেমগুলিতে সুপারসলিডিটির জন্ম দেয়।

প্রমাণের স্তর

নেতৃত্বে গবেষক ড গ্যাং সু এ ইউনিভার্সিটি অফ চাইনিজ একাডেমি অফ সায়েন্সেস (CAS) বেইজিংয়ে এখন বলছে তারা রাসায়নিক সূত্র Na সহ সম্প্রতি সংশ্লেষিত অ্যান্টিফেরোম্যাগনেটে একটি সুপারসলিডের কোয়ান্টাম ম্যাগনেটিক অ্যানালগ খুঁজে পেয়েছে₂BaCo(PO₄)₂. এনবিসিপি নামে পরিচিত এই যৌগটি একটি বিশাল চৌম্বকীয় প্রভাবও প্রদর্শন করে, যার অর্থ এটি উত্তপ্ত হয় এবং নাটকীয়ভাবে শীতল হয় যখন একটি বাহ্যিক চৌম্বক ক্ষেত্র প্রয়োগ করা হয় এবং সরানো হয়।

সু এবং সহকর্মীরা ওয়েই লি এর তাত্ত্বিক পদার্থবিদ্যা ইনস্টিটিউট, CAS; জুনসেন জিয়াং এবং পেইজি সান থেকে ইনস্টিটিউট অফ ফিজিক্স, সিএএস; এবং ওয়েনতাও জিন at বেহাইং বিশ্ববিদ্যালয় 1 K এর নিচে তাপমাত্রায় তাদের চৌম্বকীয় পরিমাপ করা হয়েছে। তাদের পরীক্ষামূলক তথ্য এবং সুপারসলিড কোয়ান্টাম ফেজ ট্রানজিশনের তাত্ত্বিক গণনার মধ্যে চমৎকার চুক্তি তাদের বোঝাতে সাহায্য করেছে যে তারা একটি নতুন স্পিন সুপারসলিড পর্যবেক্ষণ করছে।

আরও নিশ্চিতকরণ মাইক্রোস্কোপিক প্রমাণ থেকে এসেছে যা তারা এনবিসিপি-র উচ্চ মানের নমুনাগুলিতে নিউট্রন বিচ্ছুরণ পরীক্ষা পরিচালনা করে অর্জন করেছিল ইনস্টিটিউট লাউ-ল্যাঞ্জেভিন ফ্রান্স এবং অস্ট্রেলিয়ান পারমাণবিক বিজ্ঞান ও প্রযুক্তি সংস্থা. "বিচ্ছুরণের শিখরগুলি প্লেনের বাইরের দিকের তিন-সাবলাটিস ক্রম, কঠিন ক্রম এবং প্লেনের বাইরের দিকের অসামঞ্জস্যতা প্রকাশ করেছে," সু বলেছেন৷ "পরবর্তীটি গ্যাপলেস গোল্ডস্টোন মোডের অস্তিত্বের সাথে সম্পর্কিত হতে পারে (বোসনে প্রতিসাম্য ভাঙার একটি রূপ) এবং তাই যৌগটিতে স্পিন সুপারফ্লুইডিটির অস্তিত্বকে সমর্থন করে।"

পদার্থের একটি নতুন কোয়ান্টাম অবস্থা এবং একটি নতুন শীতল প্রক্রিয়া

CAS টিম NBCP অধ্যয়ন করতে বেছে নিয়েছে কারণ এটি শক্তিশালী নিম্ন-শক্তি স্পিন ওঠানামা প্রদর্শন করে, সম্ভাব্য কোয়ান্টাম স্পিন তরল অবস্থা নির্দেশ করে। এটি একটি অ্যান্টিফেরোম্যাগনেটও, যার অর্থ হল প্রচলিত ফেরোম্যাগনেটের বিপরীতে, যার সমান্তরাল ইলেকট্রন স্পিন রয়েছে, এর ইলেক্ট্রন স্পিনগুলি একে অপরের সাথে অ্যান্টি-সমান্তরাল সারিবদ্ধ করে। এই অ্যান্টি-সারিবদ্ধতা স্পিনগুলির মধ্যে শক্তিশালী মিথস্ক্রিয়া ঘটায়।

দলের একজন সদস্য এনবিসিপিতে একটি স্পিন সুপারসলিড থাকতে পারে এমন পরামর্শ দেওয়ার পরে, লি এবং গ্যাং তাদের পরীক্ষামূলক সহকর্মী জিয়াং, জিন এবং সানকে জিজ্ঞাসা করেছিলেন যে যৌগটিতে নতুন কোয়ান্টাম স্পিন স্টেটগুলি সন্ধান করা সম্ভব কিনা। "তারা করেছে এবং বস্তুর নতুন কোয়ান্টাম অবস্থা, স্পিন সুপারসলিড পর্যবেক্ষণ করেছে," লি স্মরণ করে।

পদার্থের একটি নতুন কোয়ান্টাম অবস্থা প্রকাশ করার পাশাপাশি, আবিষ্কারটি নতুন হিলিয়াম-মুক্ত সাব-কেলভিন কুলিং পদ্ধতির দিকে নিয়ে যেতে পারে। এগুলি অন্যান্যদের মধ্যে পদার্থ বিজ্ঞান, কোয়ান্টাম প্রযুক্তি এবং মহাকাশ অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য অত্যন্ত চাওয়া হয়, লি বলেছেন ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড.

সুপারসলিডিটি দ্বিতীয় মাত্রায় প্রবেশ করে

লি ব্যাখ্যা করেছেন যে বর্তমানে কয়েকটি-কেলভিন তাপমাত্রায় উপকরণগুলিকে শীতল করার দুটি প্রধান উপায় রয়েছে। প্রথমটি হল হিলিয়াম ব্যবহার করা, যা 4.15 কে-এর নিচে তাপমাত্রায় একটি তরল হয়ে যায়। দ্বিতীয়টি হল ম্যাগনেটোক্যালোরিক প্রভাবকে কাজে লাগানো, যেখানে নির্দিষ্ট উপাদানগুলি প্রয়োগকৃত চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রভাবে তাপমাত্রা পরিবর্তন করে। এই উভয় কৌশলগুলিরই তাদের ত্রুটি রয়েছে: হিলিয়াম দুষ্প্রাপ্য এবং তাই ব্যয়বহুল, যখন চুম্বকীয় শীতলকরণের জন্য ব্যবহৃত বিশেষ শ্রেণীর যৌগগুলির (হাইড্রেটেড প্যারাম্যাগনেটিক সল্ট নামে পরিচিত) কম চৌম্বকীয় এনট্রপি ঘনত্ব, দুর্বল রাসায়নিক স্থিতিশীলতা এবং নিম্ন তাপ পরিবাহিতা। যাইহোক, লি দাবি করেছেন যে নতুন-আবিষ্কৃত স্পিন সুপারসলিডে বিশাল চৌম্বকীয় প্রভাব কম শক্তিতে যৌথ স্পিন উত্তেজনাকে কাজে লাগিয়ে "কার্যকরভাবে এই ত্রুটিগুলি কাটিয়ে উঠতে পারে"।

অন্যান্য স্পিন সুপারসলিড খুঁজছেন

গবেষকরা এখন এনবিসিপিতে স্পিন সুপারসলিডিটির জন্য অতিরিক্ত গতিশীল প্রমাণ পাওয়ার চেষ্টা করছেন। এই লক্ষ্যে, জিন বলেছেন যে তারা স্পিন সুপারফ্লুইড অর্ডারের সাথে যুক্ত গোল্ডস্টোন মোডগুলি তদন্ত করতে স্থিতিস্থাপক নিউট্রন বিক্ষিপ্ত পরিমাপ করছে। তারা তাদের অনুসন্ধানগুলিকে আরও শক্তিশালী করার জন্য মেরুকৃত নিউট্রন বিচ্ছুরণ পরীক্ষা পরিচালনা করার পরিকল্পনা করেছে।

অবশেষে, দলটি অতিরিক্ত স্পিন সুপারসলিড স্টেট বা অন্যান্য বহিরাগত স্পিন স্টেট সনাক্ত করার প্রয়াসে অন্যান্য ত্রিভুজাকার জালির যৌগগুলি তদন্ত করছে। "এটি করার মাধ্যমে, আমরা আশা করি যে অন্তর্নিহিত শারীরিক ঘটনাগুলি আরও ভালভাবে বুঝতে পারব যা পদার্থের এই আকর্ষণীয় কোয়ান্টাম পর্যায়গুলির জন্ম দেয়," সু বলেছেন।

তাদের বর্তমান গবেষণায় বিস্তারিত বলা হয়েছে প্রকৃতি.