سائنس اور ٹیکنالوجی کی وزارت
محققین نے ازسر نو ترتیب دیئے جانے کے قابل میگنان والے شفاف پتھر کے وسیع تر ڈیزائن اور انجینئرنگ کے طریقے دریافت کئے ہیں جو الیکٹران کے مقابلے میں زیادہ مؤثر طریقے سے معلومات کو منتقل کر سکتے ہیں
مستقبل میں کسی بھی وقت، ہمارے خیالات اور احکامات کو زیادہ مؤثر طریقے سے دوسری جگہوں تک منتقلی کرنے میں میگنان، برقی ذرات کی جگہ لے سکتے ہیں۔ محققین نے دوبارہ ترتیب دینے کے قابل فعال میگنان والے شفاف پتھر کے وسیع تر ڈیزائن اور انجینئرنگ کے طریقے تلاش کیے ہیں، جو میگنان پر مبنی کمپیوٹنگ سسٹم کے لیے راستہ دکھا سکتے ہیں اور کمپیوٹنگ اور مواصلاتی آلات میں ایک مثالی تبدیلی لا سکتے ہیں۔
الیکٹران، وہ سب سے ہلکے معلوم ذرات ہیں، جو پروٹون سے تقریباً دو ہزار گنا ہلکے ہیں، اور یہ تمام ‘‘الیکٹرانک’’ آلات میں معلومات کی منتقلی کا وسیلہ ہیں۔ جیسے جیسے الیکٹران سی پی یو کے سیمی کنڈکٹنگ ڈیوائس میں بڑھتے ہیں، سگنل تقریباً روشنی کی رفتار سے حرکت کرتا ہے۔ تاہم، یہ بہاؤ آلہ میں حرارت پیدا کرتا ہے، جسے سی پی یو سے باہر نکالنا پڑتا ہے۔
اس طرح دنیا بھر کے سائنس داں ایسے مواد کی تلاش میں ہیں جس میں مقناطیسی چکر دار لہروں کو حرارت پیدا کیے بغیر معلومات کی نقل و حمل کے لیے استعمال کیا جا سکے۔ میگنان چکردار لہروں کے ذرہ اوتار ہیں جو مختصر ترین طول و عرض کے چھوٹے فیرو مقناطیسی ذرات کی جالی کے ذریعے چھن کر بہاؤ میں آ سکتے ہیں۔ چونکہ میگنان ذرات کی طرح دکھائی دیتے ہیں،اصلاً ذرات نہیں ہوتے، اس لئے مادے کے اندر ان کی نقل و حرکت کوئی حرارت پیدا نہیں کرتی ہے۔ میگنونز کو سامنے رکھتے ہوئے، میگنونکس نام کی ایک سائنس کو متعارف کرایا گیا ہے ، جو نینو سائنس کی دنیا میں ایک اُبھرتا ہوا تحقیقی شعبہ ہے جو واقعاتی مقناطیسی وسائل کے ذریعے میگنان یا چکردار لہروں کے ہیجان ، پھیلاؤ، کنٹرول اور سراغ رسانی سے متعلق ہے۔
ایس یو بوس نیشنل سینٹر فار بیسک سائنسز کے اسپنٹرونکس اینڈ اسپن ڈائنامکس لیب کے ریسرچ سائنس دانوں نے، جو کہ سائنس اور ٹیکنالوجی کے شعبے کا ایک خودمختار ادارہ ہے، نے حال ہی میں میگنونکس کو ‘‘مصنوعی اسپن آئس’’ کے ساتھ ملایا ہے، جس سے از سر نو ترتیب کے قابل فعال میگنانک شفاف پتھر کے وسیع تر ڈیزائن اور انجینئرنگ کے طریقے پیدا کیے گئے ہیں۔ مصنوعی اسپن آئس یا اے ایس آئی مختلف جالیوں پر ترتیب دیئے گئے جوڑے ہوئے نینو مقناطیس سے بنے دوسرے درجے کے مادے ہیں۔ ٹیگ ‘ برف ’ سالماتی ڈھانچے میں چار ضلعی شکل والے برف کے شفاف ٹکڑوں کے ساتھ مماثلت سے آتا ہے جس میں دو ہائیڈروجن ایٹم مرکزی آکسیجن ایٹم کے قریب ہوتے ہیں، اور دو دور ہوتے ہیں۔ اسپن آئس میٹریل بھی، چار ضلعی شکل والے ٹکڑوں سے بنا ہے۔ چار ضلعی والے ٹکڑوں کی ہر ایک چوٹی ایک مقناطیسی آئیون ہے جس میں مقناطیسی اثر ہوتا ہے۔ اپنی کم توانائی کی حالت میں، وہ دو اندر، دو باہر کی ترتیب کی پیروی کرتے ہیں۔
مصنوعی اسپن آئس  سسٹم اسپن آئس سسٹم کے اصولوں کی پیروی کرتے ہیں۔ سائنسدانوں کے مطابق، ‘‘ایک فعال مقناطیسی شفاف پتھر کے طور پرآئی ایس آئی کا کامیاب استعمال ان کے مقناطیسی مائیکرو سٹیٹس کی موثر از سرنو ترتیب کے قابل ہونے اور اس کے نتیجے میں اسپن لہر کی خصوصیات پر منحصر ہوگا۔’’ اس کو بجا طور پر ان کی تحقیق کا بنیادی نقطہ کہا جاسکتا ہے ۔
اس مطالعہ کے لئے ایس این بوس سینٹر اور امپیریل کالج، لندن کے درمیان تعاون کیا جارہا ہے۔ جبکہ اے ایس آئی کے ڈھانچے ڈاکٹر ولیم آر برین فورڈ کی سربراہی میں لیبارٹری میں امپیریل کالج میں بنائے گئے ہیں۔ جبکہ ایس این بوس سینٹر میں پروفیسر انجان برمن کی ٹیم، این اے ایس آئی ڈھانچے میں میگنون کے رویے کا مطالعہ کر رہی ہے۔
گھر میں تیار کردہ تجرباتی سیٹ اپ کا استعمال کرتے ہوئے، ایس این بوس سینٹر سے وابستہ سائنس دان برلوئن لائٹ اسکیٹرنگ  کا استعمال کرتے ہوئے نمونوں کا مطالعہ کر رہے ہیں۔ بی ایل ایس، میگنان یا فونون جیسے نیم ذرات سے ہلکے مقداری فوٹان کا ایک غیر لچکدار روشنی بکھرنے والا ایک نظام ہے، جو بیرونی مقناطیسی میدان کے زیر اثر سپن ویو کے پھیلاؤ اور انتشار کو سمجھنے میں مدد کر سکتا ہے۔ پہلے تجربات میں بنیادی طور پر فیرو مقناطیسی ارتعاش کی تکنیک  کا استعمال کیا گیا تھا، جس نے اے ایس آئی کے عالمی یا بڑے پیمانے پر رویے کا مطالعہ کرنے میں مدد کی۔ لہذا، بی ایل ایس طریقہ پہلے تجرباتی طریقوں سے الگ ہے. بی ایل ایس کا استعمال کرتے ہوئے تجرباتی مشاہدات کو عملی طور پر دوہرا کر مضبوط کیا جاتا ہے اور نتائج اخذ کئے جاتے ہیں ۔
اے سی ایس پبلیکیشنز میں شائع ہونے والے ان کے مطالعے سے پتہ چلتا ہے کہ اے ایس آئی سسٹم ممکنہ طور پر مقناطیسی مائیکرو سٹیٹس کی ایک بہت بڑی قسم کو جنم دے سکتے ہیں، جنہیں عالمی یا مقامی طور پر مقناطیسی میدان کے ذریعے کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔ یہ بیرونی مقناطیسی میدان میں نازک اور دقیق تبدیلیوں کے ذریعے مختلف مقناطیسی شفاف پتھروں کی مؤثر تشکیل کا باعث بنے گا، جیسے اوریگامی یا کیلیڈوسکوپ۔ لہذا، میگنونک سرکٹ کے اجزاء کے مختلف افعال ایک ہی فعال عنصر یا میگنونک کرسٹل میں صرف ایک معمولی مقناطیسی فیلڈ کو بیرونی طور پر ٹیوننگ کرکے انجام دیے جا سکتے ہیں۔ اس صورت میں بھاری لاگت اور توانائی کی بچت بھی کی جاسکے گی۔
اشاعت کا لنک:
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c02537
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.1c00650
ایس این بوس سنٹر کی اسپنٹرونکس اور اسپن ڈائنامکس لیب کے آلات کو پروفیسر انجان برمن کی ٹیم نے لیب کے اندر ہی تیار کیا ہے۔