نینو ٹیکنالوجی ناؤ - پریس ریلیز: تین جہتی نقطہ نظر کوانٹم اسپن مائعات کی خوبیوں کا پتہ لگاتا ہے

افلاطون کے ذریعہ دوبارہ شائع کیا گیا۔

فالونگ: 0

ہوم پیج (-) > پریس > تین جہتی نقطہ نظر کوانٹم اسپن مائعات کی خصوصیات کو پہچانتا ہے۔

70 کی دہائی کے اوائل میں فل اینڈرسن کے ذریعہ جانچ کی گئی جالی کی ایک مثال۔ سبز بیضوی شکل کے طور پر دکھایا گیا ہے، کوانٹم ذرات کے جوڑے ایک گھماؤ مائع حالت پیدا کرنے کے لیے متعدد مجموعوں کے درمیان اتار چڑھاؤ کرتے ہیں۔

کریڈٹ
ایلن شیئی/ لاس الاموس نیشنل لیبارٹری، امریکی محکمہ توانائی

خلاصہ:
1973 میں، ماہر طبیعیات فل اینڈرسن نے یہ قیاس کیا کہ کوانٹم اسپن مائع، یا کیو ایس ایل، حالت کچھ مثلثی جالیوں پر موجود ہے، لیکن اس کے پاس گہرائی میں جانے کے لیے آلات کی کمی تھی۔ پچاس سال بعد، کوانٹم سائنس سینٹر سے وابستہ محققین کی قیادت میں ایک ٹیم جس کا ہیڈکوارٹر محکمہ توانائی کی اوک رج نیشنل لیبارٹری میں ہے، نے اس ڈھانچے، KYbSe2 کے ساتھ ایک نئے مواد میں QSL رویے کی موجودگی کی تصدیق کی ہے۔

تین جہتی نقطہ نظر کوانٹم اسپن مائعات کی خصوصیات کو پہچانتا ہے۔

اوک رج، TN | 17 نومبر 2023 کو پوسٹ کیا گیا۔

QSLs — الجھے ہوئے، یا اندرونی طور پر جڑے ہوئے، مقناطیسی ایٹموں کے درمیان تعامل کے ذریعے کنٹرول کیے جانے والے مادے کی ایک غیر معمولی حالت جسے اسپن کہا جاتا ہے — KYbSe2 اور دیگر ڈیلا فوسائٹس میں کوانٹم مکینیکل سرگرمی کو مستحکم کرنے میں بہترین ہے۔ یہ مواد ان کی تہہ دار مثلث جالیوں اور امید افزا خصوصیات کے لیے قیمتی ہیں جو اعلیٰ معیار کے سپر کنڈکٹرز اور کوانٹم کمپیوٹنگ اجزاء کی تعمیر میں حصہ ڈال سکتے ہیں۔

نیچر فزکس میں شائع ہونے والے اس مقالے میں ORNL کے محققین شامل ہیں۔ لارنس برکلے نیشنل لیبارٹری؛ لاس الاموس نیشنل لیبارٹری؛ SLAC نیشنل ایکسلریٹر لیبارٹری؛ یونیورسٹی آف ٹینیسی، ناکس ول؛ مسوری یونیورسٹی؛ مینیسوٹا یونیورسٹی؛ سٹینفورڈ یونیورسٹی؛ اور روزاریو فزکس انسٹی ٹیوٹ۔

"محققین نے QSL رویے کی تلاش میں مختلف مواد کی تکونی جالی کا مطالعہ کیا ہے،" QSC کے رکن اور مرکزی مصنف ایلن شیئی نے کہا، لاس الاموس کے اسٹاف سائنسدان۔ "اس کا ایک فائدہ یہ ہے کہ ہم ایٹموں کو آسانی سے تبدیل کر سکتے ہیں تاکہ مادّے کی ساخت کو تبدیل کیے بغیر اس کی خصوصیات کو تبدیل کر سکیں، اور یہ سائنسی نقطہ نظر سے اسے کافی مثالی بنا دیتا ہے۔"

نظریاتی، تجرباتی اور کمپیوٹیشنل تکنیکوں کے امتزاج کا استعمال کرتے ہوئے، ٹیم نے QSLs کی متعدد خصوصیات کا مشاہدہ کیا: کوانٹم اینگلمنٹ، غیر ملکی quasiparticles اور تبادلے کے تعامل کا صحیح توازن، جو یہ کنٹرول کرتے ہیں کہ اسپن اپنے پڑوسیوں کو کیسے متاثر کرتا ہے۔ اگرچہ ان خصوصیات کی نشاندہی کرنے کی کوششیں تاریخی طور پر جسمانی تجربات کی حدود کی وجہ سے رکاوٹ بنی ہیں، لیکن جدید نیوٹران بکھرنے والے آلات جوہری سطح پر پیچیدہ مواد کی درست پیمائش پیدا کر سکتے ہیں۔

ORNL کے سپلیشن نیوٹران سورس پر کولڈ نیوٹران ہیلی کاپٹر سپیکٹرومیٹر کے ساتھ KYbSe2 کی سپن ڈائنامکس کا جائزہ لے کر - ایک DOE آفس آف سائنس صارف کی سہولت - اور نتائج کا قابل اعتماد نظریاتی ماڈلز سے موازنہ کر کے، محققین کو یہ ثبوت ملا کہ مواد کوانٹم نازک نقطہ کے قریب تھا۔ کیو ایس ایل کی خصوصیات پروان چڑھتی ہیں۔ اس کے بعد انہوں نے SNS کے Wide-Angular-range Chopper Spectrometer کے ساتھ اس کی واحد آئن مقناطیسی حالت کا تجزیہ کیا۔

زیربحث گواہان ون ٹینگل، ٹو ٹینگل اور کوانٹم فشر کی معلومات ہیں، جس نے پچھلی QSC تحقیق میں کلیدی کردار ادا کیا ہے جس میں 1D اسپن چین، یا کسی مواد کے اندر گھماؤ کی ایک لائن کی جانچ پر توجہ دی گئی ہے۔ KYbSe2 ایک 2D نظام ہے، ایک ایسا معیار جس نے ان کوششوں کو مزید پیچیدہ بنا دیا۔

"ہم ایک کو-ڈیزائن اپروچ لے رہے ہیں، جو QSC میں سخت وائرڈ ہے،" UTK میں فزکس اور میٹریل سائنس اور انجینئرنگ کے پروفیسر ایلن ٹینینٹ نے کہا جو QSC کے لیے کوانٹم میگنیٹس پروجیکٹ کی قیادت کرتے ہیں۔ "مرکز کے اندر تھیوریسٹ ان چیزوں کا حساب لگا رہے ہیں جن کا وہ پہلے حساب نہیں کر سکے تھے، اور نظریہ اور تجربے کے درمیان اس اوورلیپ نے QSL تحقیق میں اس پیش رفت کو فعال کیا۔"

یہ مطالعہ QSC کی ترجیحات کے مطابق ہے، جس میں بنیادی تحقیق کو کوانٹم الیکٹرانکس، کوانٹم میگنےٹ اور دیگر موجودہ اور مستقبل کے کوانٹم آلات سے جوڑنا شامل ہے۔

ٹینینٹ نے کہا کہ "QSLs کی بہتر تفہیم حاصل کرنا اگلی نسل کی ٹیکنالوجیز کی ترقی کے لیے واقعی اہم ہے۔" "یہ فیلڈ اب بھی بنیادی تحقیقی حالت میں ہے، لیکن اب ہم شناخت کر سکتے ہیں کہ ہم ممکنہ طور پر چھوٹے پیمانے کے آلات کو شروع سے بنانے کے لیے کون سے مواد میں ترمیم کر سکتے ہیں۔"

اگرچہ KYbSe2 ایک حقیقی QSL نہیں ہے، حقیقت یہ ہے کہ تقریباً 85% مقناطیسیت کم درجہ حرارت پر اتار چڑھاؤ کا مطلب ہے کہ اس میں ایک بننے کی صلاحیت ہے۔ محققین کا اندازہ ہے کہ اس کے ڈھانچے میں معمولی ردوبدل یا بیرونی دباؤ کی نمائش ممکنہ طور پر اسے 100 فیصد تک پہنچنے میں مدد دے سکتی ہے۔

کیو ایس سی کے تجرباتی ماہرین اور کمپیوٹیشنل سائنس دان ڈیلافوسائٹ مواد پر مرکوز متوازی مطالعات اور نقالی کی منصوبہ بندی کر رہے ہیں، لیکن محققین کے نتائج نے ایک بے مثال پروٹوکول قائم کیا جسے دوسرے نظاموں کے مطالعہ کے لیے بھی لاگو کیا جا سکتا ہے۔ QSL امیدواروں کی شواہد پر مبنی تشخیص کو ہموار کرتے ہوئے، ان کا مقصد حقیقی QSLs کی تلاش کو تیز کرنا ہے۔

شیئی نے کہا، "اس مواد کے بارے میں اہم بات یہ ہے کہ ہم نے نقشے پر اپنے آپ کو درست کرنے کا ایک طریقہ تلاش کیا ہے تاکہ ہم بول سکیں اور دکھا سکیں کہ ہم نے کیا درست کیا ہے،" شیئی نے کہا۔ "ہمیں پورا یقین ہے کہ اس کیمیائی جگہ کے اندر ایک مکمل QSL موجود ہے، اور اب ہم جانتے ہیں کہ اسے کیسے تلاش کیا جائے۔"

اس کام کو DOE، QSC، نیشنل کونسل فار سائنٹیفک اینڈ ٹیکنیکل ریسرچ اور سائمنز فاؤنڈیشن سے تعاون حاصل ہوا۔

####

DOE/Oak Ridge نیشنل لیبارٹری کے بارے میں
QSC، ایک DOE نیشنل کوانٹم انفارمیشن سائنس ریسرچ سینٹر جس کی قیادت ORNL کرتا ہے، قومی لیبارٹریوں، یونیورسٹیوں اور صنعتی شراکت داروں میں کوانٹم سٹیٹ لچک، کنٹرولیبلٹی اور بالآخر کوانٹم ٹیکنالوجیز کی توسیع پذیری میں اہم رکاوٹوں پر قابو پانے کے لیے جدید تحقیق کرتا ہے۔ کیو ایس سی کے محققین ایسے مواد کو ڈیزائن کر رہے ہیں جو ٹاپولوجیکل کوانٹم کمپیوٹنگ کو فعال کرتے ہیں۔ ٹاپولوجیکل ریاستوں کی خصوصیت اور تاریک مادے کا پتہ لگانے کے لیے نئے کوانٹم سینسر کا نفاذ؛ اور کوانٹم مواد، کیمسٹری اور کوانٹم فیلڈ تھیوریز کی زیادہ سے زیادہ تفہیم فراہم کرنے کے لیے کوانٹم الگورتھم اور نقالی ڈیزائن کرنا۔ یہ اختراعات QSC کو انفارمیشن پروسیسنگ کو تیز کرنے کے قابل بناتی ہیں، پہلے کی ناقابل پیمائش اور بہتر انداز میں کوانٹم کارکردگی کو پوری ٹیکنالوجیز میں دریافت کرتی ہیں۔ مزید معلومات کے لیے ملاحظہ کریں۔ https://qscience.org .

UT-Battelle DOE کے آفس آف سائنس کے لیے ORNL کا انتظام کرتا ہے، جو ریاستہائے متحدہ میں فزیکل سائنسز میں بنیادی تحقیق کا واحد سب سے بڑا حامی ہے۔ DOE کا آفس آف سائنس ہمارے وقت کے سب سے اہم چیلنجوں سے نمٹنے کے لیے کام کر رہا ہے۔ مزید معلومات کے لیے ملاحظہ کریں۔ https://energy.gov/science . - الزبتھ روزینتھل

مزید معلومات کے لئے، براہ مہربانی کلک کریں یہاں

رابطے:
الزبتھ روزینتھل
DOE/Oak Ridge نیشنل لیبارٹری
آفس: 865-241-6579

کاپی رائٹ © DOE/Oak Ridge نیشنل لیبارٹری

اگر آپ کے پاس کوئی تبصرہ ہے، تو براہ مہربانی رابطہ کریں ہم سے.

خبروں کی ریلیز جاری کرنے والے، نہ کہ 7th Wave, Inc. یا Nanotechnology Now، مواد کی درستگی کے لیے مکمل طور پر ذمہ دار ہیں۔

بک مارک: