প্রাকৃতিক স্ফটিকগুলি তাদের প্রাণবন্ত রঙ, তাদের প্রায় ত্রুটিহীন চেহারা এবং তাদের বহুগুণ প্রতিসম রূপগুলিতে মুগ্ধ করে। তবে গবেষকরা বিভিন্ন কারণে তাদের প্রতি আগ্রহী: ইতিমধ্যে পরিচিত অগণিত খনিজগুলির মধ্যে তারা সর্বদা অস্বাভাবিক চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্যযুক্ত কিছু উপকরণ আবিষ্কার করেন। এর মধ্যে একটি হ’ল আটাকামাইট, যা কম তাপমাত্রায় চৌম্বকীয় আচরণ প্রদর্শন করে – অর্থাৎ, যখন চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের অধীনে থাকে তখন উপাদানের তাপমাত্রা উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হয়। টু ব্রানশওয়েগ এবং হেলমহোল্টজ-জেন্ট্রাম ড্রেসডেন-রসেন্ডারফ (এইচজেডডিআর) এর নেতৃত্বে একটি দল এখন এই বিরল সম্পত্তিটি তদন্ত করেছে (ডিওআই: 10.1103/ফিজিভলেট .134.216701)। দীর্ঘমেয়াদে, ফলাফলগুলি শক্তি-দক্ষ চৌম্বকীয় শীতল করার জন্য নতুন উপকরণগুলি বিকাশ করতে সহায়তা করতে পারে।
চিলির আটাকামা মরুভূমির জন্য এটি প্রথম যে জায়গাটির জন্য নামকরণ করা হয়েছিল তার জন্য নামকরণ করা পান্না-সবুজ খনিজ অ্যাটাকামাইটটি এতে থাকা তামা আয়নগুলি থেকে এর বৈশিষ্ট্যযুক্ত রঙিন পেয়েছে। এই আয়নগুলি উপাদানের চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্যগুলিও নির্ধারণ করে: তাদের প্রত্যেকের একটি অপ্রচলিত ইলেক্ট্রন রয়েছে যার স্পিন আয়নটিকে একটি চৌম্বকীয় মুহূর্ত দেয় – একটি কম্পাসে একটি ছোট সূঁচের সাথে তুলনীয়। “আটাকামাইটের স্বতন্ত্র বৈশিষ্ট্য হ’ল তামা আয়নগুলির বিন্যাস,” নিউট্রন সায়েন্সের জলিচ সেন্টার (জেসিএনএস) এর ডাঃ লিওনি হেইঞ্জ ব্যাখ্যা করেছেন। “এগুলি ছোট, সংযুক্ত ত্রিভুজগুলির দীর্ঘ শৃঙ্খলা গঠন করে যা সাওথুথ চেইন হিসাবে পরিচিত” ” এই জ্যামিতিক কাঠামোর পরিণতি রয়েছে: যদিও তামা আয়নগুলির স্পিনগুলি সর্বদা নিজেকে একে অপরের সাথে সমান্তরালভাবে সারিবদ্ধ করতে চায়, ত্রিভুজাকার বিন্যাসটি পুরোপুরি অর্জন করা এই জ্যামিতিকভাবে অসম্ভব করে তোলে। “আমরা এটিকে চৌম্বকীয় হতাশা হিসাবে উল্লেখ করি,” হেইঞ্জ অবিরত। এই হতাশার ফলস্বরূপ, আটাকামাইটে স্পিনগুলি কেবল খুব কম তাপমাত্রায় নিজেকে সজ্জিত করে – 9 কেলভিন (−264 ° C) এর অধীনে – একটি স্থির বিকল্প কাঠামোতে।
যখন গবেষকরা এইচজেডডিআর এর উচ্চ চৌম্বকীয় ক্ষেত্র পরীক্ষাগার (এইচএলডি) এর অত্যন্ত উচ্চ চৌম্বকীয় ক্ষেত্রগুলির অধীনে আটাকামাইট পরীক্ষা করেছিলেন, তখন অবাক করা কিছু উদ্ভূত হয়েছিল: উপাদানটি স্পন্দিত চৌম্বকীয় ক্ষেত্রগুলিতে একটি লক্ষণীয় শীতলকরণ প্রদর্শন করেছিল – এবং কেবল একটি সামান্য একটি নয়, তবে মূল তাপমাত্রার প্রায় অর্ধেক একটি ড্রপ। এই অস্বাভাবিকভাবে শক্তিশালী শীতল প্রভাবটি বিশেষত গবেষকদের মুগ্ধ করেছে, কারণ এই প্রসঙ্গে চৌম্বকীয়ভাবে হতাশ উপকরণগুলির আচরণ খুব কমই অধ্যয়ন করা হয়েছে। যাইহোক, চৌম্বকীয় উপকরণগুলি প্রচলিত কুলিং প্রযুক্তির একটি প্রতিশ্রুতিবদ্ধ বিকল্প হিসাবে বিবেচনা করা হয়, উদাহরণস্বরূপ শক্তি-দক্ষ শীতলকরণ বা গ্যাসের তরল পদার্থের জন্য। এটি কারণ, কুল্যান্টকে সংকুচিত ও প্রসারিত করার পরিবর্তে – প্রতিটি ফ্রিজে সংঘটিত একটি প্রক্রিয়া – এগুলি পরিবেশ বান্ধব এবং সম্ভাব্য কম -হ্রাস পদ্ধতির মধ্যে চৌম্বকীয় ক্ষেত্র প্রয়োগ করে তাপমাত্রা পরিবর্তন করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।
এই শক্তিশালী চৌম্বকীয় প্রভাবের উত্স কী?
ইউরোপীয় চৌম্বকীয় ফিল্ড ল্যাবরেটরি (ইএমএফএল) এর বিভিন্ন ল্যাবগুলিতে অতিরিক্ত অধ্যয়নগুলি আরও গভীরতর অন্তর্দৃষ্টি সরবরাহ করে। “চৌম্বকীয় অনুরণন স্পেকট্রোস্কোপি ব্যবহার করে আমরা স্পষ্টভাবে প্রমাণ করতে সক্ষম হয়েছি যে চৌম্বকীয় ক্ষেত্র প্রয়োগ করা হলে আটাকামাইটের চৌম্বকীয় ক্রমটি ধ্বংস হয়ে যায়,” এইচএলডি -র বিজ্ঞানী ডাঃ টমি কোটে ব্যাখ্যা করেছেন। “এটি অস্বাভাবিক কারণ অনেক চৌম্বকীয়ভাবে হতাশার উপকরণগুলিতে চৌম্বকীয় ক্ষেত্রগুলি সাধারণত হতাশাকে প্রতিহত করে এবং এমনকি আদেশিত চৌম্বকীয় রাষ্ট্রগুলিকে উত্সাহিত করে।”
দলটি তার চৌম্বকীয় কাঠামোর জটিল সংখ্যাসূচক সিমুলেশনে খনিজটির অপ্রত্যাশিত আচরণের ব্যাখ্যাটি খুঁজে পেয়েছিল: যদিও চৌম্বকীয় ক্ষেত্রটি মাঠের সাথে সাওথুথ চেইনের টিপসগুলিতে তামার আয়নগুলির চৌম্বকীয় মুহুর্তগুলিকে একত্রিত করে এবং এইভাবে প্রত্যাশা হিসাবে হতাশাকে হ্রাস করে, এটি এই চৌম্বকীয় মুহুর্তগুলি ঠিক এই চৌম্বকীয় মুহুর্তগুলি যা প্রতিবেশী চেইনের সাথে একটি দুর্বল দম্পতিদের মধ্যস্থতা করে। যখন এটি সরানো হয়, একটি দীর্ঘ পরিসরের চৌম্বকীয় ক্রম আর অস্তিত্ব থাকতে পারে না। এটি দলটিকে বিশেষত শক্তিশালী চৌম্বকীয় প্রভাবের জন্য ব্যাখ্যাও সরবরাহ করেছিল: এটি সর্বদা ঘটে যখন চৌম্বকীয় ক্ষেত্রটি কোনও সিস্টেমের ব্যাধি – বা আরও স্পষ্টভাবে, চৌম্বকীয় এনট্রপি – প্রভাবিত করে। এনট্রপিতে এই দ্রুত পরিবর্তনের জন্য ক্ষতিপূরণ দেওয়ার জন্য, উপাদানটিকে সেই অনুযায়ী তার তাপমাত্রা সামঞ্জস্য করতে হবে। গবেষকরা এখন এটাকামাইটে প্রদর্শন করতে পেরেছেন এটিই খুব প্রক্রিয়া।
ডাঃ টমি কোটে বলেছেন, “অবশ্যই আমরা নতুন কুলিং সিস্টেমে ব্যবহারের জন্য ভবিষ্যতে আটাকামাইটকে ব্যাপকভাবে খনন করা হবে বলে আশা করি না,” তবে আমরা যে শারীরিক প্রক্রিয়াটি তদন্ত করেছি তা মূলত নতুন এবং আমরা যে চৌম্বকীয় প্রভাব লক্ষ্য করেছি তা আশ্চর্যজনকভাবে শক্তিশালী। ” দলটি আশা করে যে তাদের কাজটি আরও গবেষণাকে অনুপ্রাণিত করবে, বিশেষত চৌম্বকীয়ভাবে হতাশ সিস্টেমগুলির বিস্তৃত শ্রেণীর মধ্যে উদ্ভাবনী চৌম্বকীয় উপকরণগুলির জন্য একটি লক্ষ্যযুক্ত অনুসন্ধান।