चुंबकीय एकाधिकार चल रहा है

शोधकर्ताओं ने नैनोमैग्नेट्स की एक सरणी में चुंबकीय मोनोपोल के आंदोलन की कल्पना की

नैनोमैग्नेट्स की एक व्यवस्था में चुंबकीय मोनोपोल्स © ई। मेंगोटी / पीएसआई
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दशकों से, शोधकर्ता चुंबकीय मोनोपोल-एकल चुंबकीय आवेशों की तलाश कर रहे हैं जो बिजली के व्यक्तिगत प्रभार की तरह घूम सकते हैं। क्योंकि आमतौर पर चुंबकीय ध्रुव हमेशा जोड़े में ही होते हैं। अब एक शोध दल ने नैनोमीटर के आकार के चुम्बकों की व्यवस्था में मोनोपोल को क्विपार्टिकल के रूप में उत्पन्न करने में सफलता प्राप्त की है और स्विस सिन्क्रोट्रॉन लाइट सोर्स (SLS) में एक माइक्रोस्कोप की मदद से उनकी गति का अवलोकन किया है, जो चुंबकीय संरचनाओं की कल्पना करता है।

1931 में ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी पॉल डिराक द्वारा पहले बताई गई मौलिक एकाधिकार की तरह, इनमें से प्रत्येक एकाधिकार एक "स्ट्रिंग", एक तरह के कनेक्टिंग बैंड द्वारा विपरीत चार्ज के एक साथी से जुड़ा हुआ है। हालांकि, दो एकाधिकार काफी हद तक एक दूसरे से स्वतंत्र रूप से आगे बढ़ सकते हैं। ये परिणाम न केवल वैज्ञानिक रूप से दिलचस्प हैं, बल्कि भविष्य के इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के विकास का आधार भी बन सकते हैं, वैज्ञानिक "नेचर फिजिक्स" में ऑनलाइन रिपोर्ट करते हैं।

एक डबल पैक में चुंबकीय ध्रुव

चुंबकीय ध्रुव केवल जोड़े में होते हैं - एक बार चुंबक को विभाजित करना, जिसमें हमेशा एक उत्तर और एक दक्षिणी ध्रुव होता है, इसलिए आपको एकल ध्रुव नहीं मिलते हैं, लेकिन फिर से दो मैग्नेट, प्रत्येक में एक उत्तर और एक दक्षिणी ध्रुव होता है। यह एक छड़ के समान है, जो आपको आधा होने पर दो एकल छोर नहीं देता है, लेकिन दो छोरों के साथ दो छड़ें होती हैं।

लेकिन जैसा कि 1930 के दशक में स्विस वंश के ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी पॉल डिराक ने भविष्यवाणी की थी, व्यक्तिगत ध्रुव भी दूर हो सकते हैं, जब तक कि उनके बीच केवल एक चुंबकीय संबंध होता है - तथाकथित डायक स्ट्रिंग। पिछले वर्ष में पहली बार शोधकर्ताओं ने एक चुंबकीय सामग्री में ऐसे मोनोपोल का उत्पादन करने में सफलता हासिल की है। हालांकि, जुड़े डायक स्ट्रिंग्स को केवल अप्रत्यक्ष रूप से न्यूट्रॉन के बिखरने की मदद से और केवल शून्य के करीब तापमान पर ही देखा जा सकता है।

सिस्टम की रिकॉर्डिंग © पीएसआई

नैनोमैग्नेट्स एकाधिकार बनाते हैं

अब पॉल शेरेर इंस्टीट्यूट और यूनिवर्सिटी कॉलेज डबलिन के वैज्ञानिकों ने पहली बार सीधे कमरे के तापमान पर चुंबकीय मोनोपोल और उनके जुड़े डाय्रक तारों को देखा। उन्होंने इस उद्देश्य के लिए छोटे चुम्बकों की द्वि-आयामी व्यवस्था की - प्रत्येक चुंबक केवल 500 नैनोमीटर (= मिलीमीटर का मिलियन) लंबा और 150 नैनोमीटर चौड़ा था। इसलिए उन्होंने एक कृत्रिम द्वि-आयामी चुंबकीय सामग्री बनाई है जिसके सबसे छोटे घटक नैनोमैग्नेट हैं। प्रदर्शन

वैज्ञानिकों के अनुसार, प्रयोग में, नैनोमैग्नेट्स को एक हेक्सागोनल पैटर्न में व्यवस्थित किया गया था, ताकि प्रत्येक को दो और उसके अंत में मारा जा सके। साधारण बर्फ में परमाणुओं की व्यवस्था के साथ समानता के कारण, इस संरचना को "कृत्रिम स्पिन बर्फ" कहा जाता है।

हमारे प्रयोग के लिए, हमने पहले नैनोमैग्नेट्स को इस तरह से तैयार किया कि दो उत्तरी ध्रुव और एक दक्षिणी ध्रुव या दो दक्षिणी ध्रुव और एक उत्तरी ध्रुव बारी-बारी से मिलन बिंदुओं पर मिलें, लौरा हेडरमैन बताते हैं, जो पीएसआई से परियोजना का नेतृत्व करते हैं। यदि, ऐसी व्यवस्था में, चुंबक की चुंबकिय दिशा बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की सहायता से ढह जाती है, तो चुंबक के सिरों पर मूल व्यवस्था में दो दोष उत्पन्न होते हैं। ये दोष चुंबकीय एकाधिकार की तरह व्यवहार करते हैं, "हेडरमैन ने जारी रखा।

ऐलेना मेंगोटी सूक्ष्म किरण रेखा पर is एम। फिशर / पीएसआई

एक जोड़े के एकाधिकार अलग-अलग भटक रहे हैं

The यदि आप बाहरी चुंबकीय क्षेत्र को मजबूत बनाते हैं, तो चुंबकीयकरण पड़ोसी मैग्नेट के लिए भी काम करता है। यह फ़्लिपिंग डोमिनोज़ की एक श्रृंखला के रूप में जारी है, ताकि एक जोड़ी के दो एकाधिकार ver हमेशा दाईं ओर एक हो, दूसरे को बाईं ओर, ऐलेना मेंगोटी, gr as बताते हैं। प्रयोगों का हिस्सा।

Byयह दो एकाधिकार को हमेशा मैग्नेट के एक-आयामी पथ से जोड़े रखता है, जहां एक के उत्तरी ध्रुव को दक्षिण के दक्षिणी ध्रुव से जोड़ा जाता है, और इस प्रकार यह डायक स्ट्रिंग का निर्माण करता है। यहां तक ​​कि अगर आप फिर से बाहरी क्षेत्र को बंद कर देते हैं, तो स्थान पर एकाधिकार स्पिन-आइस में जमे हुए हैं

सिंक्रोट्रॉन प्रकाश चुंबकत्व को दर्शाता है

पॉल शेरेर इंस्टीट्यूट के स्विस लाइट सोर्स एसएलएस में चुंबकीय जांच के लिए एक मापने वाले स्टेशन पर, शोधकर्ता यह निरीक्षण करने में सक्षम थे कि व्यक्तिगत नैनोमैग्नेट्स के चुंबकीयकरण की दिशा कैसे बदलती है और एकाधिकार कैसे चलता है।

इस मामले में, कोई सीधे मैग्नेट के मैग्नेटाइजेशन को मैप कर सकता है और इस तरह पहली बार सीधे मोनोपोल के आंदोलन की कल्पना करता है और इस प्रकार डायक स्ट्रिंग की वृद्धि होती है। ये प्रयोग कमरे के तापमान पर किए जा सकते हैं।

प्रयोग के पीछे सिद्धांत

एक आयामी डायराक स्ट्रिंग के साथ हिमस्खलन जैसी पुनरावृत्ति, जैसा कि यहां देखा गया है, एक उपन्यास चुंबकीय घटना है और अन्य चुंबकीय सामग्री में प्रक्रियाओं से बहुत अलग है, जैसे कि वर्तमान में चुंबकीय डिस्क में उपयोग किया जाता है।, अवलोकन किए गए व्यवहार को यूनिवर्सिटी कॉलेज डबलिन में टीम के सैद्धांतिक अध्ययनों में समझाया जा सकता है।

यूनिवर्सिटी में काम करने वाले हंस-बेंजामिन ब्रौन बताते हैं, "हमारे परिणाम न केवल कृत्रिम स्पिन बर्फ में मोनोपोल्स और डाइरेक स्ट्रिंग्स के प्रत्यक्ष अवलोकन में एक सफलता का प्रतिनिधित्व करते हैं, बल्कि पहली बार यह भी दिखाते हैं कि कैसे उनकी गति में हेरफेर किया जा सकता है।" कॉलेज परियोजना के लिए जिम्मेदार है।

"डिजिटल घटक जो चुंबकीय धाराओं का उपयोग करते हैं"

"निष्कर्ष भविष्य के चुंबकीय भंडारण की वास्तुकला के लिए भी केंद्रीय हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, आम तौर पर यह माना जाता है कि भंडारण मीडिया की अगली पीढ़ी में व्यक्तिगत अलग-अलग मैक्रोस्पिन शामिल होंगे, जैसे कि हमारे नैनोमैग्नेट्स, "ब्रौन कहते हैं।

और हेडरमैन कहते हैं, "आगे हम यह पता लगाना चाहते हैं कि एकाधिकार को हेरफेर करने के लिए कैसे छोटे से बड़े पैमाने पर उन्हें भंडारण के रूप में या तार्किक संचालन के लिए उपयोग किया जाए। यह विचार डिजिटल घटकों को विकसित करने के लिए है जो विद्युत धाराओं के बजाय चुंबकीय एकाधिकार की धाराओं का उपयोग करेंगे। "

(idw - पॉल शेरर इंस्टीट्यूट (PSI), 19.10.2010 - DLO)