कन्वेयर बेल्ट पर क्वांटम

ध्वनि तरंगों से प्रभावित सुपरकंडक्टर में चुंबकीय इकाइयाँ

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न केवल इलेक्ट्रॉन, बल्कि उनके चुंबकीय क्षेत्र भविष्य में डेटा प्रसंस्करण के लिए आधार बना सकते हैं। वैज्ञानिकों ने अब ध्वनि तरंगों की मदद से सुपरकंडक्टर में सबसे छोटी चुंबकीय इकाइयों, तथाकथित फ्लक्स क्वांटा को चुनिंदा रूप से प्रभावित करने में सफलता हासिल की है।

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नई कम्प्यूटेशनल संभावनाओं की तलाश में, वैज्ञानिकों के पास अब इलेक्ट्रॉनों ("स्पिन") के चुंबकीय गुण भी हैं। और वे चुंबकीय प्रवाह (फ्लक्स) की जांच कर रहे हैं। पॉल ड्रूड इंस्टीट्यूट फॉर सॉलिड स्टेट इलेक्ट्रॉनिक्स के कार्स्टन हचो बताते हैं, "इलेक्ट्रॉनों को स्थानीय बनाना आसान नहीं है, और उनके स्पिन अस्थिर हैं।" "समस्या हम नदी क्वांटम के साथ नहीं है।" क्योंकि छोटे चुंबकीय क्षेत्र स्थायी रूप से रहते हैं। तथाकथित फ्लुक्सट्रॉनिक्स का उद्देश्य इसलिए इन चुंबकीय तत्वों के बारे में जानकारी ("बिट्स") का प्रतिनिधित्व करना है - शून्य और चुंबकीय उत्तर और दक्षिण के रूप में।

व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हार्ड डिस्क के विपरीत, जो डेटा को संग्रहीत करने के लिए बहुत छोटे क्षेत्रों के चुंबकीय संरेखण का उपयोग करते हैं, सामग्री में फ्लक्स क्वांटा अपेक्षाकृत स्वतंत्र रूप से अप्रसन्न हैं। "कंप्यूटर चुंबकीय प्रवाह क्वांटा पर भी भरोसा करेगा, " हचो कहते हैं, "तो आज बहुत तेजी से डेटा प्रसंस्करण संभव होगा।"

पूर्व-पाठ रूप में चुंबकीय क्षेत्र

ऐसे स्थानीय चुंबकीय क्षेत्र की कल्पना कैसे की जानी चाहिए? पाठ्यपुस्तकों में चुंबकीय क्षेत्र को फ़ील्ड लाइनों द्वारा दर्शाया जाता है, क्योंकि यह थ्रेड्स का एक संग्रह था। कुछ प्रकार के सुपरकंडक्टर्स में, चुंबकीय क्षेत्र वास्तव में मात्रात्मक चुंबकीय इकाइयों के रूप में व्यवस्थित होता है जो सामग्री के माध्यम से थ्रेड्स की तरह मेएंडर बनाते हैं। इनमें से प्रत्येक "भंवर" धागे में चुंबकीय प्रवाह की सबसे छोटी राशि होती है - प्रवाह की एक मात्रा। प्रदर्शन

चुंबकीय क्षेत्र की ताकत प्रति यूनिट क्षेत्र में ऐसे फ्लक्स क्वांटा की संख्या द्वारा दी गई है। दूसरे शब्दों में, सुपरकंडक्टर पर बाहरी रूप से लगाए गए चुंबकीय क्षेत्र के कार्य जितने अधिक होते हैं, उतने ही अधिक सघन रूप से भरे हुए भंवर होते हैं - प्रति इकाई क्षेत्र में अधिक भंवर उपलब्ध होते हैं। इस तरह की सबसे छोटी चुंबकीय इकाइयां डेटा को स्टोर करने और हेरफेर करने के लिए एक बहुत ही आकर्षक तरीका होगा यदि कोई वांछित के रूप में भंवरों को व्यवस्थित और स्थानांतरित कर सकता है। ठीक यही हाल कार्स्टन हचो के आसपास की टीम ने दिखाया।

यह पता चला है कि तापमान और लागू चुंबकीय क्षेत्र के आधार पर, फ्लक्स क्वांटा या तो क्रिस्टल की तरह एक सममित संरचना में व्यवस्थित होता है या सुपरकंडक्टर में दोषों के अधिक या कम क्रमबद्ध संरचना का पालन करता है। भंवरों के एक स्वतंत्र रूप से निश्चित विस्थापन को प्राप्त करने के लिए, शोधकर्ताओं ने एक ट्रिक तैयार की: उन्होंने ध्वनि के साथ सुपरकंडक्टर में चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं को प्रभावित किया, सतह ध्वनिक तरंगों (SAW) के साथ और अधिक सटीक रूप से। सुपरकंडक्टर में क्रिस्टलीय सब्सट्रेट पर yttrium-बेरियम-कॉपर ऑक्साइड की एक पतली फिल्म शामिल थी।

सुपरकंडक्टर में स्ट्रिप स्ट्रक्चर

शोधकर्ताओं ने दिखाया कि किसी दिए गए प्रायोगिक नक्षत्र में सतह ध्वनिक तरंगें सतह पर सुपरकंडक्टर के गुणों को बदल देती हैं। बेहतर और खराब सुपरकंडक्टिंग क्षेत्रों की एक स्ट्रिप संरचना बनाई जाती है जो सुपरकंडक्टिंग फिल्म और सहायक सब्सट्रेट के बीच इंटरफेस में ध्वनि की गति से चलती है। चूंकि कमजोर प्रवाह क्षमता वाले क्षेत्रों में चुंबकीय प्रवाह क्वांटा अधिमानतः होता है, उन्हें पासिंग स्ट्रिप संरचना द्वारा लिया जाता है - ध्वनि क्षेत्र द्वारा पूर्व दिशा में पूर्व निर्धारित दिशा में भंवर चलते हैं, जैसा कि एक कन्वेयर बेल्ट पर होता है।

हचो के अनुसार, केंद्रित ध्वनियों को भंवरों के साथ जोड़ा जा सकता है, और ध्वनि तरंगों के संयोजन का उपयोग भंवर-एंटीवॉर्टेक्स जोड़े बनाने के लिए किया जा सकता है। ह्युको कहते हैं, "यह डेटा प्रोसेसिंग से परे एप्लिकेशन फ़ील्ड भी खोलता है।" उदाहरण के लिए, हम अपने साथ चुंबकीय micropicles ले जाने की कल्पना कर सकते हैं। "यह प्रक्रिया चिकित्सा विश्लेषण के लिए विशेष रूप से दिलचस्प होगी। चिप्स पर टिनी परीक्षा इकाइयाँ पहले से ही उपलब्ध हैं। भविष्य में, इस तरह के "लैब ऑन ए चिप" को चुंबकीय प्रवाह क्वांटम कन्वेयर बेल्ट से लैस किया जा सकता है।

(फोर्सचुंग्सवर्बंड बर्लिन ईवी (एफवीबी), 30.04.2007 - एनपीओ)