سائنس اور ٹیکنالوجی کی وزارت
بنگلورو کے سوورن جینتی فیلو انتہائی حرارت کے سپر کنڈکٹروں سے متعلق حیرت انگیزدھاتوں کو نظریاتی طور پر سمجھنے کے کوشاں
یہ دھاتیں کوانٹم طبیعیات دانوں کے معیار کے مطابق بھی عجیب و غریب ہیں۔ مادیات کا تعلق انتہائی حرارت والے سپر کنڈکٹروں سے ہے اور بلیک ہولز کی خصوصیات سے یہ حیرت انگیز طور پر مربوط ہیں۔
سُبرو بھٹاچارجی جو بنگلورو میں واقع انٹر نیشنل سنٹر آف تھیورٹیکل سائنسیز میں ایسوسی ایٹ پروفیسر ہیں اور جنہیں سوورن جینتی فیلوشپ 2021-2020 ملی ہے، اس کا مقصد کوانٹم مادیات کے اس نئے اور نامعلوم محاذ کو سر کرنے میں لگے ہیں۔وہ ایک عمومی نمونہ فراہم کرنے کے رُخ پر سرگرم ہیں تاکہ کوانٹم سسٹمز میں نئی خصوصیات جیسے تعامل کرنے والے ایک سے زیادہ الیکٹرانوں کے اجتماعی رویے کی کثرت کی تفہیم ہو سکے جو ان الیکٹرانک مرحل والے مادیات کے اندر پائے جاتے ہیں۔ یہ کوانٹم میکانکس کے لطیف تعامل اور مادیات کے اندر الیکٹرانوں کے درمیان ربط کی وجہ سے مقناطیس، سیمی کنڈکٹروں اور سپر کنڈکٹروں کو جنم دیتے ہیں۔
ایسے مراحل کے تعلق سے ابھی بہت کم واقفیت ہے حالانکہ وہ کوانٹم مادے کی کچھ انتہائی جدید اور ٹیکنالوجیائی طور پر کارآمد صورتوں کے لئے بنیادی مراحل سے گزرنے کی راہ ہموار کرتے ہیں۔ اس طرح کے اجتماعی الیکٹرانک رویے کو سمجھنا موجودہ عہد کی سب سے بڑی آزمائشوں میں سے ایک ہے اور مستقبل کی ٹیکنالوجیوں تک رسائی کی کنجی بھی انہی کے پاس ہے۔ قابل ذکر کامیابی کے باوجود اس طرح کے کوانٹم مادیات کے اجتماعی برقی رویے کی وضاحت کے لئے موجودہ نظریاتی فریم ورک کا دائرہ کافی محدود ہے۔ اور مذکورہ بالا باہمی اثر اندازی کو سمجھنے کیلئے بنیادی طور پر نئے اندازے قائم کرنے کا متقاضی ہے۔ جدید مادی خصوصیات کو ان کی کوانٹم نوعیت کی بنیاد پر بروئے کار لانے کے لئے یہ تفہیم آج بہت ضروری ہے۔
پروفیسر بھٹاچارجی کی تحقیق سے اس نوعیت کے کوانٹم سسٹمز میں نئی الیکٹرانک خصوصیات کی کثرت کو سمجھنے کے لئے ایک عمومی نمونہ فراہم کرنے میں مدد ملتی ہے۔ بنیادی سوال کا تعلق مواد میں اب تک کے نامعلوم اجتماعی برقی رویے کی نظریاتی تفہیم سامنے لانے سے ہے جو عام مقناطیس، دھاتوں/سیمک کنڈکٹروں اور سپر کنڈکٹروں سے پرے ہیں۔
ہمارے ارد گرد موجود بہت سے نامزد مادیات میں مادے کے الیکٹرانک مراحل کو مستحکم کرنے میں مرکزی کردار ادا کرنے کیلئے ایک عجیب و غریب رجحان سامنے آیا ہے جسے کوانٹم انٹینگیلمنٹ کہا جاتا ہے۔ ہمارے روزمرہ کے تجربے کے مقابلے کوانٹم انٹینگیلمنٹ کی ایک غیرمعمولی طور پر متضاد خاصیت اس کی غیر مقامی نوعیت ہے۔ یہ وہ عین مطابق پہلو ہے جو الیکٹرانوں میں نئے اجتماعی طرز عمل کو ابھرنے کی اجازت دیتا ہے۔ نتائج حیران کن ہیں۔ یہ منجملہ اور چیزوں کے بلک الیکٹرک انسولیٹروں میں تکنیکی طور پر اہم سطحی دھاتوں کا باعث بن سکتا ہے۔ یا کمپیوٹنگ بٹس کے کوانٹم اینالاگ بنانے میں معاون ہو سکتا ہے۔
الیکٹرانوں کے ممکنہ نئے "کوانٹم آرڈرڈ" مراحل کی حقیقی وسعت اور ان کی درجہ بندی کے علاوہ نئے مواد کی کثرت سے ان کی مطابقت پر توجہ مرکوز کرتی کھلی سرحدیں پروفیسر بھٹاچارجی کی تحقیقی دلچسپیوں کا محور ہیں۔ اُن کی تحقیق کا مقصد درونِ مادیات متعدد الیکٹرانوں کی خصوصیات اور اُن کے رویوں کو کنٹرول کرنے والے نئے ابھرتے ہوئے اصولوں کی ایک جامع نظریاتی تفہیم حاصل کرنا ہے۔ فزیکل ریویو میں مطبوعہ ان کی ابتدائی مطالعات میں کوانٹم مواد کے مختلف پہلوؤں مثلاً مادے کے ٹوپولوجیکل مراحل اور ان کی برانگیختگی کے علاوہ دانے دار ٹھوس میں ابھرتی ہوئی برقی مقناطیسیت کا جائزہ لیا گیا ہے۔ یہ کوششیں اجتماعی طور پر نئی بصیرت فراہم کرتی ہیں اور اس طرح ہم اپنے ارد گرد فطرت کی نئی بنیادی خصوصیات کے بارے میں تفہیم کے رُخ پر ایک قدم اور آگے بڑھتے ہیں۔ یہ کوششیں مستقبل کی ٹیکنالوجیز کی بنیاد بھی فراہم کرتی ہیں۔
حکومت ہند کے سائنس اور ٹیکنالوجی کے محکمے کی طرف سے قائم کردہ سوورن جینتی فیلوشپ کے تعاون سے اِس تحقیق کا مقصد عجیب و غریب دھاتوں کے مختلف پہلوؤں کی ایک محتاط تفہیم سامنے لانا ہے۔ بقول پروفیسر بھٹاچارجی "اس تحقیق سے ان مراحل کی تھیوری اور تجربات کے درمیان خلا کو پُر کرنے میں مدد ملے گی۔ اور اِن عجیب دھاتوں میں الیکٹرانوں کے ایک دوسرے سے مربوط رویے کو تشکیل دینے والے کوانٹم میکینکس کے غیراستثنائی کردار کی بابت بنیادی بصیرت فراہم ہوگی۔