বিজ্ঞানওপ্রযুক্তিমন্ত্রক
গবেষকরা ইলেকট্রনের থেকে আরও বেশি কার্যকরভাবে তথ্য আদান-প্রদান করার জন্য পুনর্বিন্যাসযোগ্য ম্যাগনোনিক ক্রিস্টালের নকশা ও প্রকৌশলের উপায় আবিষ্কার করলেন
কলকাতা, ০৫ মে, ২০২১
ভবিষ্যতে কোনো এক সময়ে ইলেকট্রনের বদলে ম্যাগনন আরও নিপুণভাবে আমাদের ভাবনা ও নির্দেশের বাহন হয়ে উঠবে। গবেষকরা আর-ও কার্যকরী ও পুনর্বিণ্যাসযোগ্য ম্যাগনোনিক ক্রিস্টালের নকশা ও প্রকৌশলের উপায় খুঁজে পেয়েছেন, যারফলে ম্যাগনন ভিত্তিক গণনা পদ্ধতির পথ পাওয়া যাবে এবং গণনা এবং যোগাযোগের যন্ত্রের সংজ্ঞায় আসতে পারে আমূল পরিবর্তন।
জ্ঞাত তথ্য অনুসারে ইলেকট্রন সবচেয়ে হাল্কা কণিকা। প্রোটনের প্রায় ২ হাজার গুণ হাল্কা। সব ইলেকট্রনিক যন্ত্রেই তথ্যের বাহক এই ইলেকট্রনই। যেহেতু, সিপিইউ-এর আধাপরিবাহী যন্ত্রে ইলেকট্রন ভেসে বেড়ায় সেহেতু সংকেত চলে আসে প্রায় আলোর গতিতে। তবে, ইলেকট্রনের এই আনাগোনায় তাপের উৎপত্তি হয় যা সিপিইউ থেকে বের করে দিতে হয় বাতাসের দ্বারা।
তাই সারা বিশ্বে বিজ্ঞানীরা এমন একটি পদার্থের খোঁজে রয়েছেন যেখানে চৌম্বক ঘূর্ণন তরঙ্গ ব্যবহার করা যায় তথ্য পরিবহণে তাপ উৎপন্ন না করে। ম্যাগনন হল ঘূর্ণন তরঙ্গের অতি ক্ষুদ্র অংশ যা ন্যানো মাত্রার ক্ষুদ্র ফেরো ম্যাগনেটিক কণার জালির মাধ্যমে তরঙ্গ সৃষ্টি করতে পারে। যেহেতু ম্যাগনন হল কোয়াসিপার্টিকল, অতএব, পদার্থের মধ্যে তাদের চলাচলে কোনো তাপ উৎপন্ন হয় না। ম্যাগনন থেকে উপস্থিত হয় ম্যাগননিক। ন্যানো- বিজ্ঞানের একটি নতুন গবেষণা ক্ষেত্র, যার কাজ হল পর্যায়ভিত্তিক চৌম্বকীয় মাধ্যমের সাহায্যে ম্যাগনন বা ঘূর্ণন তরঙ্গের উদ্দীপন, বিস্তার, নিয়ন্ত্রণ এবং চিহ্নিতকরণে সাহায্য করা।
কলকাতায় বিজ্ঞান ও প্রযুক্তি দপ্তরের অধীন স্বশাসিত সংস্থা এস এন বোস ন্যাশনাল সেন্টার ফর বেসিক সায়েন্সেস-এর স্পিনট্রোনকিস অ্যান্ড স্পিন ডায়নামিক্স গবেষণাগারের গবেষক, বিজ্ঞানীরা সম্প্রতি ম্যাগননিক্সকে “আর্টিফিসিয়াল স্পিন আইস”-এর সঙ্গে মিলন ঘটিয়েছেন। ফলে, পুনর্বিন্যাসযোগ্য ক্রিয়ামূলক ম্যাগননিক ক্রিস্টালের রেখাচিত্র এবং প্রকৌশলের উপায় খুঁজে পাওয়া গিয়েছে। 'আর্টিফিসিয়াল স্পিন আইস' বা এএসআই হল 'মেটামেটিরিয়াল', যেটি সৃষ্টি হয় বিভিন্ন জালিতে আয়োজিত ন্যানো ম্যাগনেটের সমন্বয়ে। আইস কথাটি এসেছে চতুস্তলক আকারের আইস ক্রিস্টালের সঙ্গে অণুর গঠনের মিল থেকে যেখানে দুটি হাইড্রোজেন পরমাণু থাকে মধ্যের অক্সিজেন পরমাণুর কাছাকাছি এবং অন্যদুটি থাকে দূরে। স্পিন আইস উপাদান-ও কোণসংযুক্ত চতুস্তলক থেকে তৈরি হয়। চতুস্তলকের প্রতিটি শীর্ষবিন্দু একটি চৌম্বকীয় স্থূলানু যেটিতে রয়েছে চৌম্বকীয় মুহূর্ত। কম শক্তিসম্পন্ন অবস্থায় তারা দুটি ভিতরে দুটি বাইরে পদ্ধতি অনুসরণ করে।
আর্টিফিশিয়াল স্পিন আইস  ব্যবস্থা স্পিন আইস ব্যবস্থার তত্ত্বের প্রতিরূপ। বিজ্ঞানীদের বক্তব্য অনুযায়ী, ‘কার্যকরী ম্যাগনোনিক ক্রিস্টাল হিসেবে এএসআই-এর সফল ব্যবহার নির্ভর করবে তাদের কার্যকরী ও পুনর্বিন্যাসযোগ্য চৌম্বকীয় ক্ষুদ্রস্থিতি এবং আসন্ন ঘূর্ণন তরঙ্গের বৈশিষ্ট্যের ওপর।’ এটাই তাদের গবেষণার মূল বিষয়।
এই সমীক্ষা চালানো হয়েছে এস এন বোস সেন্টার এবং লন্ডনের ইম্পিরিয়াল কলেজের সহযোগিতায়। ডঃ উইলিয়াম আর ব্র্যানফোর্ডের নেতৃত্বে ইম্পিরিয়াল কলেজের গবেষণাগারে এ এস আই গঠনের প্রতিরূপ তৈরি করা হয়েছে। অন্যদিকে এস এন বোস সেন্টারে অধ্যাপক অঞ্জন বর্মনের দল এই এ এস আই গঠনের ম্যাগননগুলির আচরণ পরীক্ষা করছেন।
ঘরোয়াভাবে তৈরি পরীক্ষামূলক ব্যবস্থা তৈরি করে এস এন বোস সেন্টারের বিজ্ঞানীরা নমুনা পরীক্ষা করছেন ব্রিলোউইন লাইট স্ক্যাটারিং বা বিএলএস-এর মাধ্যমে।
এসইএস পাবলিকেশনে প্রকাশিত তাঁদের অনুশীলনে দেখা যাচ্ছে এ এস আই ব্যবস্থা বহুসংখ্যক বিভিন্ন ধরনের চৌম্বকীয় ক্ষুদ্রস্থিতি উৎপত্তি করতে পারে যা আন্তর্জাতিক অথবা স্থানীয়ভাবে নিয়ন্ত্রণ করা যাবে একটি চৌম্বকীয় ক্ষেত্র দ্বারা। এরফলে কার্যকরীভাবে তৈরি হবে বিভিন্ন ম্যাগনোনিক ক্রিস্টাল বহির্চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের সূক্ষ্ম পরিবর্তনের সাহায্যে-অনেকটা অরিগ্যামি বা ক্যালাইডোস্কোপের মতো। অতএব, ম্যাগনোনিক সার্কিট উপাদানের বিভিন্ন কার্যাবলী সম্পন্ন করা সম্ভব হবে একই সক্রিয় উপাদান বা ম্যাগনোনিক ক্রিস্টালে। এর ফলে খরচাও বাঁচবে শক্তিরও সাশ্রয় ঘটবে। এই কারণে, এ ধরনের ম্যাগনোনিক ক্রিস্টাল তথ্য স্থানান্তরণে আরও ভালো উপায় হয়ে উঠতে পারে ইলেকট্রনের তুলনায়-এমনই আশা করছেন বিজ্ঞানীরা।
SSS/AP/NS
(Visitor Counter : 10