சுழலியக்கவியலுக்கான முக்கிய பங்களிப்பு
எலக்ட்ரான்களின் இயக்கம் முன்னர் கருதப்பட்டதை விட சுழலியக்க விளைவுகளில் கணிசமாக அதிக தாக்கத்தை ஏற்படுத்தும். இந்த கண்டுபிடிப்பை மார்ட்டின் லூதர் பல்கலைக்கழக ஹாலே-விட்டன்பெர்க் (MLU) இயற்பியலாளர்கள் தலைமையிலான சர்வதேச ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழு மேற்கொண்டது. இப்போது வரை, இந்த விளைவுகளின் கணக்கீடு எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக, எலக்ட்ரான்களின் சுழற்சியைக் கருத்தில் கொண்டது. இந்த ஆய்வு பிசிகல் ரிவ்யூ ஆராய்ச்சி இதழில் வெளியிடப்பட்டது மற்றும் சுழலியக்க கூறுகளை வளர்ப்பதில் ஒரு புதிய அணுகுமுறையை வழங்குகிறது.
பல தொழில்நுட்ப சாதனங்கள் வழக்கமான குறைக்கடத்தி மின்னணுவியல் அடிப்படையிலானவை. இந்த கூறுகளில் தகவல்களை சேமிக்கவும் செயலாக்கவும் மின்னூட்டங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இருப்பினும், இந்த மின்சாரம் வெப்பத்தை உருவாக்குகிறது மற்றும் ஆற்றல் இழக்கப்படுகிறது. இந்த சிக்கலைச் சமாளிக்க, சுழலியக்கவியலின் சுழல் எனப்படும் எலக்ட்ரான்களின் அடிப்படை சொத்தைப் பயன்படுத்துகிறது. “இது ஒரு உள்ளார்ந்த கோண உந்தம், இது அதன் சொந்த அச்சைச் சுற்றியுள்ள எலக்ட்ரானின் சுழற்சி இயக்கம் என்று கற்பனை செய்யலாம்” MLU-வில் இயற்பியலாளர் டாக்டர் அன்னிகா ஜோஹன்சன் விளக்குகிறார். சுழலியக்கம் ஒரு காந்த தருணத்துடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, இது எலக்ட்ரான்களின் மின்னூட்டத்திற்கு கூடுதலாக, புதிய தலைமுறை வேகமான மற்றும் ஆற்றல்-திறனுள்ள கூறுகளில் பயன்படுத்தப்படலாம்.
இதை அடைவதற்கு மின்னூட்டம் மற்றும் சுழல் இயக்கத்திற்கு இடையில் திறமையான மாற்றம் தேவைப்படுகிறது. இந்த மாற்றம் எடெல்ஸ்டீன் விளைவால் சாத்தியமானது: மின்புலத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், முதலில் காந்தம் அல்லாத பொருளில் மின்னேற்றம் செய்யப்பட்டு மின்னோட்டம் உருவாக்கப்படுகிறது. கூடுதலாக, எலக்ட்ரான் சுழல்கள் சீரமைக்கின்றன, மேலும் பொருள் காந்தமாகிறது. “எடெல்ஸ்டீன் விளைவின் முந்தைய ஆவணங்கள் முதன்மையாக எலக்ட்ரான் சுழல் காந்தமயமாக்கலுக்கு எவ்வாறு பங்களிக்கிறது என்பதில் கவனம் செலுத்தியது, ஆனால் எலக்ட்ரான்கள் ஒரு சுற்றுப்பாதை தருணத்தையும் காந்தமயமாக்கலுக்கு பங்களிக்க முடியும். சுழல் என்பது எலக்ட்ரானின் உள்ளார்ந்த சுழற்சி என்றால், சுற்றுப்பாதை தருணம் சுற்றியுள்ள இயக்கம் அணுவின் கரு,” என்கிறார் ஜோஹன்சன். இது பூமியைப் போன்றது, இது அதன் சொந்த அச்சிலும் சூரியனைச் சுற்றியும் சுழல்கிறது. சுழற்சியைப் போலவே, இந்த சுற்றுப்பாதை தருணமும் ஒரு காந்த தருணத்தை உருவாக்குகிறது.
இந்த சமீபத்திய ஆய்வில், சுழற்சியக்கத்தில் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் இரண்டு ஆக்சைடு பொருட்களுக்கு இடையிலான இடைமுகத்தை ஆராய ஆராய்ச்சியாளர்கள் உருவகப்படுத்துதல்களைப் பயன்படுத்தினர். “இரண்டு பொருட்களும் மின்கடத்திகளாக இருந்தாலும், அவற்றின் இடைமுகத்தில் ஒரு உலோக எலக்ட்ரான் வாயு உள்ளது, இது திறமையான சார்ஜ்-டு-ஸ்பின் மாற்றத்திற்கு பெயர் பெற்றது” என்று ஜோஹன்சன் கூறுகிறார். இந்த குழு சுற்றுப்பாதை தருணத்தை எடெல்ஸ்டீன் விளைவின் கணக்கீட்டிற்கு காரணியாகக் கொண்டது, மேலும் எடெல்ஸ்டீன் விளைவுக்கு அதன் பங்களிப்பு சுழற்சியைக் காட்டிலும் குறைந்தது ஒரு வரிசை அளவைக் கொண்டிருப்பதைக் கண்டறிந்தது. இந்த கண்டுபிடிப்புகள் சுழலியக்க கூறுகளின் செயல்திறனை அதிகரிக்க உதவும்.
References: