2024 সালে, এমপিএ গবেষকরা এবং তাদের অংশীদাররা প্রথমবারের মতো সফলভাবে একটি তথাকথিত এক-মাত্রিক বিকল্প হাইজেনবার্গ মডেলকে সিন্থেটিক উপাদান সহ উপলব্ধি করেছিলেন। এই তাত্ত্বিক কোয়ান্টাম-শারীরিক মডেল, যা প্রায় এক শতাব্দী ধরে পরিচিত, স্পিনগুলির একটি লিনিয়ার চেইন বর্ণনা করে-এক ধরণের কোয়ান্টাম চৌম্বকীয়তা। এখন, এমপিএর ন্যানোটেক@সারফেস ল্যাবরেটরির প্রধান রোমান ফ্যাসেলের নেতৃত্বে গবেষকরাও ল্যাবটিতে মডেলটির “ভাইবোন” পুনর্গঠন করতে সক্ষম হয়েছেন।
বিকল্প মডেলটিতে, স্পিনগুলি শক্তিশালী এবং দুর্বল কাপলিংয়ের বিকল্পগুলির একটি প্যাটার্নে যুক্ত। নতুন মডেলটিতে তবে স্পিনগুলি সমানভাবে সংযুক্ত রয়েছে। এই আপাতদৃষ্টিতে সামান্য পার্থক্যের ফলে মৌলিকভাবে বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য রয়েছে: সমজাতীয় শৃঙ্খলে স্পিনগুলি দৃ strongly ়ভাবে জড়িয়ে পড়ে এবং দীর্ঘ-পরিসরের পারস্পরিক সম্পর্কগুলি প্রদর্শন করে, স্থল রাষ্ট্র এবং উত্তেজিত রাষ্ট্রগুলির মধ্যে কোনও শক্তির ব্যবধান ছাড়াই। বিপরীতে, বিকল্প চেইন একটি শক্তির ব্যবধান বিকাশ করে এবং এর স্পিনগুলি দৃ strong ় যুগল বন্ড তৈরি করে, পারস্পরিক সম্পর্কগুলি দ্রুত হ্রাস (তাত্পর্যপূর্ণভাবে) সহ। গবেষকরা তাদের ন্যানোগ্রাফিন স্পিন চেইনে তাত্ত্বিক কোয়ান্টাম পদার্থবিজ্ঞানের এই ভবিষ্যদ্বাণীগুলি যথাযথভাবে নিশ্চিত করতে সক্ষম হন। সংশ্লিষ্ট অনুসন্ধানগুলি সবেমাত্র সর্বশেষ সংস্করণে প্রকাশিত হয়েছে প্রকৃতি উপকরণ।
উভয় মডেলই ন্যানোগ্রাফিনগুলি, দ্বি-মাত্রিক কার্বন উপাদান গ্রাফিনের ক্ষুদ্র খণ্ডগুলি দিয়ে উপলব্ধি করা হয়েছিল। এই টুকরোগুলির আকারটি যথাযথভাবে নিয়ন্ত্রণ করে, গবেষকরা তাদের (কোয়ান্টাম) শারীরিক বৈশিষ্ট্যগুলি হেরফের করতে পারেন। লক্ষ্যটি এমন একটি উপাদান প্ল্যাটফর্ম বিকাশ করা যা বিভিন্ন কোয়ান্টাম মডেল এবং প্রভাবগুলি পরীক্ষামূলকভাবে অধ্যয়ন করার অনুমতি দেয়।
কোয়ান্টাম টেকনোলজিস একটি (ক্ষুদ্র) পদক্ষেপ ব্যবহারিক অ্যাপ্লিকেশনগুলির কাছাকাছি
দুটি হাইজেনবার্গ পরীক্ষাগুলি এই পদ্ধতির হাইলাইট করে। বিকল্প স্পিন চেইন মডেলের জন্য, গবেষকরা তথাকথিত ক্লার এর গবলেটগুলি তাদের প্রারম্ভিক উপাদান হিসাবে ব্যবহার করেছিলেন, ঘন্টাঘড়ি-আকৃতির ন্যানোগ্রাফিন অণুগুলি এগারোটি কার্বন রিং সমন্বিত। একজাতীয় হাইজেনবার্গ চেইনের জন্য, তারা একটি আলাদা ন্যানোগ্রাফিন ব্যবহার করেছিল: অলিম্পিসিন, যা পাঁচটি রিং নিয়ে গঠিত এবং এর নামটি অলিম্পিক রিংয়ের সাথে সাদৃশ্যপূর্ণ।
ফ্যাসেল বলেছেন, “আমরা এখন দ্বিতীয়বারের মতো দেখিয়েছি যে কোয়ান্টাম পদার্থবিজ্ঞানের তাত্ত্বিক মডেলগুলি ন্যানোগ্রাফিনগুলির সাথে উপলব্ধি করা যায়, তাদের ভবিষ্যদ্বাণীগুলি পরীক্ষামূলকভাবে পরীক্ষামূলক করে তোলে,” ফ্যাসেল বলেছেন। এরপরে, গবেষকরা ফেরিম্যাগনেটিক স্পিন চেইনগুলি তৈরি এবং তদন্ত করতে তাদের ন্যানোগ্রাফিগুলি ব্যবহার করার পরিকল্পনা করছেন। এই শৃঙ্খলেগুলিতে, চৌম্বকীয় মুহুর্তগুলি একটি অ্যান্টিপ্যারালাল পদ্ধতিতে সারিবদ্ধ হয় তবে পুরোপুরি বাতিল হয় না। এছাড়াও অত্যন্ত আগ্রহের বিষয় দ্বি-মাত্রিক স্পিন ল্যাটিস, যা টপোলজিকাল স্টেটস, কোয়ান্টাম স্পিন তরল এবং বহিরাগত সমালোচনামূলক ঘটনা সহ স্পিন চেইনের চেয়ে অনেক বেশি পর্যায়ক্রমে প্রদর্শন করে। এটি তাদেরকে মৌলিক গবেষণার জন্য এবং ব্যবহারিক অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য উভয়ই আকর্ষণীয় করে তোলে।
সর্বোপরি, কোয়ান্টাম পদার্থবিজ্ঞানের পাঠ্যপুস্তকগুলি থেকে মডেলগুলি পুনরুদ্ধার করা কেবল একাডেমিক অনুশীলন নয় – এটি একটি ব্যবহারিক উদ্দেশ্যও পরিবেশন করে। কোয়ান্টাম টেকনোলজিস যোগাযোগ, কম্পিউটিং শক্তি, পরিমাপ প্রযুক্তি এবং আরও অনেক কিছুতে ব্রেকথ্রু প্রতিশ্রুতি দেয়। যাইহোক, কোয়ান্টাম রাজ্যগুলি ভঙ্গুর, এবং তাদের প্রভাবগুলি উপলব্ধি করা কঠিন, যা বাস্তব-বিশ্বের অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে বিশেষত চ্যালেঞ্জিং নিয়ে গবেষণা করে। তাদের ন্যানোগ্রাফিন “কোয়ান্টাম লেগো” সহ, এমপিএ গবেষকরা কোয়ান্টাম প্রভাবগুলির আরও গভীর ধারণা অর্জনের আশা করছেন এবং এইভাবে ব্যবহারযোগ্য কোয়ান্টাম প্রযুক্তির পথ সুগম করবেন।