காந்த சாதனங்களின் வேகத்தைக் கட்டுப்படுத்துதல்

பெர்லினில் உள்ள ஃபிரிட்ஸ் ஹேபர் இன்ஸ்டிடியூட் விஞ்ஞானிகள் தலைமையிலான சர்வதேச ஒத்துழைப்பில், காந்த செயல்முறைகளின் வேகத்தைக் கட்டுப்படுத்துவதற்கான ஒரு புதிய அணுகுமுறை உருவாக்கப்பட்டது.

காந்தப் பொருளைக் கையாளக்கூடிய வேகத்தின் அடிப்படை வரம்பு, வரிசைப்படுத்தப்பட்ட எலக்ட்ரான் சுழல்களுடன் (சுழல் அலைகள்) தொடர்புடைய கோண உந்தத்தின் சிதறல் மூலம் வழங்கப்படுகிறது. ஃபெர்ரோ காந்த பொருட்களில் அனைத்து சுழல்களும் ஒரு திசையில் சுட்டிக்காட்டுகின்றன, மேலும் கோணத் திசைவேகம் மாற்றப்பட வேண்டும். எ.கா., அணிக்கோவை அதிர்வுகள். இரண்டு ஈடுசெய்யும் காந்த துணை நிலைகளைக் கொண்ட எதிர்ப்புப் காந்தப் பொருட்கள், எதிரெதிர் சுழல்களுக்கு இடையே கோண உந்தத்தை நேரடியாகப் பரிமாற்றம் செய்ய அனுமதிக்கின்றன.  இதனால் கொள்கையளவில் வேகமான காந்த செயல்முறைகளை செயல்படுத்துகிறது.

கோண உந்த பரிமாற்றமானது இரண்டு காந்தங்களுக்கு இடையே உள்ள காந்த இணைப்பு வகையுடன் நெருக்கமாக தொடர்புடையது. லாந்தனைடுகளில் (அரிதான பூமியின் குடும்பத்தின் ஒரு பகுதி), காந்த 4f பரிமாற்றமானது கடத்து எலக்ட்ரான்கள் வழியாக மறைமுகமாக சமநிலை செய்யப்படுகிறது (RKKY தொடர்பு, மால்வின் அவ்ராம் ருடர்மேன், சார்லஸ் கிட்டல், தடாவோ கசுயா மற்றும் கீ யோசிடா ஆகியோருக்குப் பிறகு). Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida (RKKY) தொடர்பு உலோகங்களில் உள்ளமைக்கப்பட்ட காந்த தருணங்களுக்கு இடையே காந்த தருணங்களின் மறைமுக பரிமாற்றத்தை விவரிக்கிறது. ஒரு எலக்ட்ரான் ஒரு காந்த அணுவிற்கு அருகில் வந்தால், அதன் சுழற்சி சீரமைக்கப்படும். எலக்ட்ரான் திடப்பொருளின் வழியாக மேலும் பயணித்தால், அதன் சுழல் துருவமுனைப்பு அண்டை அணுக்களின் காந்த தருணங்களின் சீரமைப்பை பாதிக்கலாம். இதுவரை, ஆண்டிஃபெரோ காந்தத்தில் நிலைமைகளின் விளைவு பெரும்பாலும் ஆராயப்படவில்லை.

தங்கள் ஆய்வில், ஃபெம்டோசெகண்ட் (10^-15 விநாடி) நேர அளவில் 4f ஆண்டிஃபெரோ காந்தங்களின் தொடரில் காந்த வரிசையின் மிக வேகமான இயக்கவியலை ஆராய ஆராய்ச்சியாளர்கள் நேரத்தைத் தீர்க்கும் அதிர்வு எக்ஸ்ரே விளிம்பு விளைவைப் பயன்படுத்தினர். எனவே அவை 4f சுற்றுப்பாதைகளின் ஆக்கிரமிப்பை முறையாக மாற்றியமைத்தன. இது RKKY இணைப்பின் வலிமையை பாதிக்கும். எதிரெதிர் தருணங்களுக்கு இடையிலான கோண உந்த பரிமாற்ற விகிதங்கள் RKKY இடைவினைகளின் வலிமையால் (அதாவது அளவு) நேரடியாக தீர்மானிக்கப்படுகின்றன என்பதை அவர்கள் நிரூபித்துள்ளனர். RKKY மற்றும் கடத்துத்திறன் எலக்ட்ரான்களுக்கு இடையே உள்ள நேரடி உறவைக் கருத்தில் கொண்டு, முடிவுகள் காந்த செயல்முறைகள் நிகழும் விகிதத்தைக் கட்டுப்படுத்த ஒரு புதுமையான அணுகுமுறையை வழங்குகின்றன.

References:

• Wang, W. R., Yan, J. H., & Yang, G. J. (2022). Adaptive predictive control based on ship magnetic levitation damping device. Journal of the Chinese Institute of Engineers, 1-12.
• Rajagopal, R., Karthik, M., Soni, M., Vyas, N. K., Hemavathi, S., & Arun, M. R. (2022). Monitoring the high-speed engine application using ferro magnetic system. Materials Today: Proceedings.
• Wang, J., Atallah, K., & Carvley, S. D. (2011). A magnetic continuously variable transmission device. IEEE Transactions on magnetics, 47(10), 2815-2818.
• Zaharova, N. V. (2015, May). Improvement of magnetic system of the speed sensor in the devices of the impact parameters control. In 2015 International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON)(pp. 1-4). IEEE.
• Yu, Y., Mi, Z., Guo, X., Xu, Y., & Zhao, T. (2016). Low speed control and implementation of permanent magnet synchronous motor for mechanical elastic energy storage device with simultaneous variations of inertia and torque. IET Electric Power Applications, 10(3), 172-180.