ওয়ার্জবার্গের গবেষকদের একটি দল প্রথমবারের মতো পরীক্ষামূলকভাবে একটি কোয়ান্টাম টর্নেডো প্রদর্শন করেছে। ইলেক্ট্রনগুলি কোয়ান্টাম আধা-ধাতব ট্যানটালাম আর্সেনাইডের গতিবেগ স্পেসে ভেরটিস গঠন করে।
বিজ্ঞানীরা দীর্ঘদিন ধরে জানেন যে ইলেক্ট্রনগুলি কোয়ান্টাম উপকরণগুলিতে ভেরটিস তৈরি করতে পারে। নতুন কী তা প্রমাণ যে এই ক্ষুদ্র কণাগুলি গতিবেগের জায়গায় টর্নেডো-জাতীয় কাঠামো তৈরি করে-এমন একটি সন্ধান যা এখন পরীক্ষামূলকভাবে নিশ্চিত করা হয়েছে। এই কৃতিত্বের নেতৃত্বে ছিলেন ডাঃ ম্যাক্সিমিলিয়ান আঞ্জেলম্যান, সিটি.কিএমএটি -র একটি গ্রুপ নেতা – কোয়ান্টাম ম্যাটারে জটিলতা এবং টপোলজি – ওয়ার্জবার্গ এবং ড্রেসডেনের বিশ্ববিদ্যালয়গুলিতে। এই কোয়ান্টাম ঘটনাটি প্রদর্শন করে কোয়ান্টাম উপকরণ গবেষণায় একটি বড় মাইলফলক চিহ্নিত করে। দলটি আশা করে যে মোমেন্টাম স্পেসে ইলেক্ট্রনগুলির ভার্টেক্সের মতো আচরণটি নতুন কোয়ান্টাম প্রযুক্তির মতো পথ প্রশস্ত করতে পারে, যেমন অরবিট্রনিক্স, যা বৈদ্যুতিন চার্জের উপর নির্ভর করার পরিবর্তে বৈদ্যুতিন উপাদানগুলিতে তথ্য প্রেরণে বৈদ্যুতিন কক্ষপথের টর্ক ব্যবহার করবে, সম্ভাব্যভাবে শক্তি ক্ষতি হ্রাস করে।
গতিবেগ স্থান বনাম অবস্থান স্থান
মোমেন্টাম স্পেস পদার্থবিজ্ঞানের একটি মৌলিক ধারণা যা তাদের সঠিক শারীরিক অবস্থানের চেয়ে শক্তি এবং দিকনির্দেশের দিক থেকে বৈদ্যুতিন গতি বর্ণনা করে। পজিশন স্পেস (এর “প্রতিরূপ”) এমন একটি ক্ষেত্র যেখানে জলের ভেরিটিস বা হারিকেনের মতো পরিচিত ঘটনা ঘটে। এখনও অবধি, এমনকি উপকরণগুলিতে কোয়ান্টাম ভার্টিসগুলি কেবল পজিশনের স্থানেই লক্ষ্য করা গেছে। কয়েক বছর আগে, আরেকটি সিটি.কিউএমএটি গবেষণা দল বিশ্বব্যাপী তরঙ্গ তৈরি করেছিল যখন তারা কোয়ান্টাম উপাদানের অবস্থানের জায়গাতে একটি ঘূর্ণি-জাতীয় চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের প্রথমবারের ত্রিমাত্রিক চিত্রটি ক্যাপচার করেছিল।
তত্ত্ব নিশ্চিত
আট বছর আগে, রডেরিচ মোসনার তাত্ত্বিক বলেছিলেন যে একটি কোয়ান্টাম টর্নেডোও গতিবেগের জায়গায় তৈরি হতে পারে। সেই সময়, ড্রেসডেন-ভিত্তিক সিটি.কিউএমএটি সহ-প্রতিষ্ঠাতা ঘটনাটিকে একটি “ধোঁয়া রিং” হিসাবে বর্ণনা করেছেন কারণ ধোঁয়া রিংয়ের মতো এটি ভেরটিস নিয়ে গঠিত। যাইহোক, এখনও অবধি, তাদের কীভাবে পরিমাপ করা যায় তা কেউ জানত না। যুগান্তকারী পরীক্ষাগুলি থেকে জানা গেছে যে কোয়ান্টাম ঘূর্ণি কক্ষপথের কৌণিক গতিবেগ দ্বারা তৈরি করা হয় – পরমাণু নিউক্লিয়াসের চারপাশে ইলেক্ট্রনগুলির বৃত্তাকার গতি। “যখন আমরা প্রথম লক্ষণগুলি দেখেছিলাম যে পূর্বাভাসিত কোয়ান্টাম ভেরটিসগুলি আসলে বিদ্যমান ছিল এবং পরিমাপ করা যেতে পারে, তখন আমরা তাত্ক্ষণিকভাবে আমাদের ড্রেসডেন সহকর্মীর কাছে পৌঁছে একটি যৌথ প্রকল্প চালু করি,” স্মরণ করে।
কোয়ান্টাম টর্নেডো একটি স্ট্যান্ডার্ড পদ্ধতি পরিমার্জন করে আবিষ্কার করা হয়েছে
মোমেন্টাম স্পেসে কোয়ান্টাম টর্নেডো সনাক্ত করতে, ওয়ার্জবার্গ টিম এআরপিইএস (কোণ-সমাধান করা ফটোয়েমিশন স্পেকট্রোস্কোপি) নামে একটি সুপরিচিত কৌশল বাড়িয়েছে। “এআরপিইএস পরীক্ষামূলক সলিড-স্টেট পদার্থবিজ্ঞানের একটি মৌলিক সরঞ্জাম It এটিতে কোনও উপাদান নমুনায় আলোকিত আলো, ইলেক্ট্রনগুলি আহরণ করা এবং তাদের শক্তি এবং প্রস্থান কোণ পরিমাপ করা জড়িত This এটি আমাদের গতিবেগের জায়গাতে কোনও উপাদানের বৈদ্যুতিন কাঠামোর দিকে সরাসরি নজর দেয়,” “চতুরতার সাথে এই পদ্ধতিটি মানিয়ে নেওয়ার মাধ্যমে আমরা অরবিটাল কৌণিক গতি পরিমাপ করতে সক্ষম হয়েছি। আমার গবেষণার পর থেকে আমি এই পদ্ধতির সাথে কাজ করে যাচ্ছি।”
এআরপিইএস ফোটো ইলেক্ট্রিক এফেক্টের মূলে রয়েছে, প্রথমে অ্যালবার্ট আইনস্টাইন বর্ণনা করেছেন এবং উচ্চ বিদ্যালয়ের পদার্থবিজ্ঞানে শেখানো হয়েছে। ট্যানটালাম আর্সেনাইডে অরবিটাল মনোপোলগুলি সনাক্ত করার জন্য আন্তর্জাতিক স্বীকৃতি অর্জন করে 2021 সালে ünzelmann ইতিমধ্যে পদ্ধতিটি পরিমার্জন করেছিলেন। এখন, কোয়ান্টাম টমোগ্রাফির একটি ফর্ম সংহত করে, দলটি কোয়ান্টাম টর্নেডো সনাক্ত করতে আরও এক ধাপ এগিয়ে নিয়েছে – এটি আরও একটি বড় মাইলফলক। “আমরা লেয়ার দ্বারা নমুনা স্তরটি বিশ্লেষণ করেছি, চিকিত্সা টমোগ্রাফি কীভাবে কাজ করে তার অনুরূপ। পৃথক চিত্রগুলি একসাথে সেলাই করে আমরা কক্ষপথের কৌণিক গতির ত্রি-মাত্রিক কাঠামো পুনর্গঠন করতে সক্ষম হয়েছি এবং নিশ্চিত করে যে ইলেক্ট্রনগুলি গতিবেগের স্পেসে ভেরটিস গঠন করে,” অঞ্জেলম্যান ব্যাখ্যা করেছেন।
ওয়ার্জবার্গ-ড্রেসডেন নেটওয়ার্ক: একটি বৈশ্বিক সহযোগিতা
“কোয়ান্টাম টর্নেডোর পরীক্ষামূলক সনাক্তকরণ সিটি.কিউএমএটি-র দলের চেতনার একটি প্রমাণ,” টু ড্রেসডেনের তাত্ত্বিক সলিড-স্টেট পদার্থবিজ্ঞানের অধ্যাপক ম্যাথিয়াস ভোজ্টা এবং সিটি.কম্যাটের ড্রেসডেনের মুখপাত্রের মুখপাত্র। “ওয়ার্জবার্গ এবং ড্রেসডেনে আমাদের শক্তিশালী পদার্থবিজ্ঞানের কেন্দ্রগুলির সাথে আমরা নির্বিঘ্নে তত্ত্ব এবং পরীক্ষাকে সংহত করি। অতিরিক্তভাবে, আমাদের নেটওয়ার্ক শীর্ষস্থানীয় বিশেষজ্ঞ এবং প্রাথমিক ক্যারিয়ার বিজ্ঞানীদের মধ্যে দলবদ্ধ কাজকে উত্সাহিত করে-এমন একটি পদ্ধতির যা আমাদের গবেষণাকে টপোলজিকাল কোয়ান্টাম উপকরণগুলিতে জ্বালানী দেয়।
ট্যানটালাম আর্সেনাইডের নমুনা মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে জন্মেছিল এবং হামবুর্গের জার্মান ইলেক্ট্রন সিঙ্ক্রোট্রন (ডেসি) এর একটি বড় আন্তর্জাতিক গবেষণা সুবিধা পেট্রা তৃতীয়তে বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। চীনের একজন বিজ্ঞানী তাত্ত্বিক মডেলিংয়ে অবদান রেখেছিলেন, অন্যদিকে নরওয়ের এক গবেষক পরীক্ষায় মূল ভূমিকা পালন করেছিলেন।
সামনের দিকে তাকিয়ে, সিটি.কিউএমএটি দলটি ভবিষ্যতে অরবিটাল কোয়ান্টাম উপাদানগুলি বিকাশের জন্য ট্যানটালাম আর্সেনাইড ব্যবহার করা যেতে পারে কিনা তা অন্বেষণ করছে।