वैज्ञानिकों ने साधारण धातुओं में चुंबकीय संकेतों का पता लगाकर सदी पुरानी पहेली सुलझाई
यरुशलम, 17 जुलाई, 2025 (टीपीएस-आईएल) — हिब्रू विश्वविद्यालय, यरुशलम ने गुरुवार को घोषणा की कि इज़राइली, अमेरिकी और ब्रिटिश वैज्ञानिकों की एक टीम ने साधारण धातुओं में मायावी चुंबकीय संकेतों का पता लगाकर भौतिकी की एक सदी पुरानी पहेली को सुलझा लिया है। यह खोज सामग्री विज्ञान, इलेक्ट्रॉनिक्स और क्वांटम प्रौद्योगिकियों के लिए एक नया द्वार खोलती है।
सहकर्मी-समीक्षित नेचर कम्युनिकेशंस में प्रकाशित इस अध्ययन में पहली बार तांबा, सोना और एल्यूमीनियम जैसी गैर-चुंबकीय धातुओं में हॉल प्रभाव नामक एक ऑप्टिकल घटना देखी गई है।
1879 में खोजा गया हॉल प्रभाव एक ऐसी घटना है जिसमें चुंबकीय क्षेत्र में विद्युत धाराएं मुड़ जाती हैं। लोहे जैसी चुंबकीय सामग्रियों में, यह एक मजबूत, मापने योग्य संकेत उत्पन्न करता है। लेकिन गैर-चुंबकीय धातुओं में, यह प्रभाव बहुत सूक्ष्म होता है। वैज्ञानिकों ने लंबे समय से सिद्धांत दिया है कि प्रकाश से संबंधित एक संस्करण – हॉल प्रभाव – मौजूद होना चाहिए, जिससे शोधकर्ताओं को यह “देखने” की अनुमति मिल सके कि इलेक्ट्रॉन चुंबकीय क्षेत्रों पर कैसे प्रतिक्रिया करते हैं। फिर भी, एक सदी से अधिक समय तक, यह छिपी हुई रही।
हिब्रू विश्वविद्यालय के इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग और एप्लाइड फिजिक्स संस्थान के प्रोफेसर अमीर कपुआ ने कहा, “यह एक शोरगुल वाले कमरे में फुसफुसाहट सुनने जैसा था। हर कोई मानता था कि फुसफुसाहट मौजूद है, लेकिन हमारे पास इसे पकड़ने के लिए पर्याप्त संवेदनशील माइक्रोफ़ोन नहीं था।”
पीएच.डी. उम्मीदवार नादाव अम शालोम और कपुआ के नेतृत्व में, और वाइज़मैन संस्थान, पेंसिल्वेनिया स्टेट यूनिवर्सिटी और मैनचेस्टर विश्वविद्यालय के सहयोगियों के साथ काम करते हुए, टीम ने एक नवीन दृष्टिकोण विकसित किया जिसने मायावी प्रभाव को स्पष्ट किया।
मैग्नेटो-ऑप्टिकल केआर प्रभाव (MOKE) के एक परिष्कृत संस्करण का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने 440-नैनोमीटर नीले लेजर को तेजी से संशोधित चुंबकीय क्षेत्र के साथ जोड़ा। इसने तकनीक की संवेदनशीलता को कई गुना बढ़ा दिया, जिससे वे उन धातुओं में चुंबकीय प्रतिबिंबों का पता लगा सके जिन्हें पहले मापना बहुत मुश्किल माना जाता था। MOKE एक भौतिक घटना है जिसमें प्रकाश का ध्रुवीकरण या तीव्रता बदल जाती है जब वह चुंबकीय सतह से परावर्तित होती है।
कपुआ ने समझाया, “आप तांबे या सोने जैसी धातुओं को चुंबकीय रूप से निष्क्रिय मान सकते हैं – वे लोहे की तरह आपके फ्रिज से नहीं चिपकतीं। लेकिन सही परिस्थितियों में, वे चुंबकीय क्षेत्रों पर प्रतिक्रिया करती हैं, बस अत्यंत सूक्ष्म तरीकों से। पहली बार, हम अब दृश्य प्रकाश का उपयोग करके उन प्रतिक्रियाओं का पता लगा सकते हैं।”
अब तक, इन प्रभावों को मापने का प्रयास करने वाले वैज्ञानिक भौतिक रूप से नैनोमीटर-स्केल उपकरणों से छोटे तार जोड़कर विद्युत जांच पर निर्भर थे, एक ऐसी प्रक्रिया जो कठिन, धीमी और विघटनकारी थी। इसके विपरीत, इस नई विधि में किसी भौतिक संपर्क की आवश्यकता नहीं होती है। चुंबकीय व्यवहार का पता लगाने के लिए प्रकाश की एक साधारण किरण पर्याप्त है।
और भी आश्चर्यजनक बात यह है कि शोधकर्ताओं ने पाया कि सूक्ष्म ऑप्टिकल संकेतों – जिन्हें लंबे समय से पृष्ठभूमि शोर के रूप में खारिज कर दिया गया था – में सार्थक जानकारी थी। यह “शोर” स्पिन-ऑर्बिट कपलिंग से जुड़ा एक विशिष्ट पैटर्न था, जो एक क्वांटम यांत्रिक संपर्क है जो इलेक्ट्रॉनों के घूमने के तरीके को उनके घूमने के तरीके से जोड़ता है। अगली पीढ़ी के इलेक्ट्रॉनिक्स जैसे स्पिनट्रॉनिक मेमोरी और क्वांटम लॉजिक उपकरणों को विकसित करने के लिए इस व्यवहार को समझना महत्वपूर्ण है।
अम शालोम ने कहा, “यह ऐसा है जैसे रेडियो पर स्टैटिक सिर्फ हस्तक्षेप नहीं है – यह एक छिपा हुआ संदेश है। अपने उपकरणों को ठीक से ट्यून करके, हमने यह सुनने का एक तरीका ढूंढ लिया है कि इलेक्ट्रॉन वास्तव में क्या कह रहे हैं।”
इसके निहितार्थ दूरगामी हैं। यह विधि न केवल सामान्य धातुओं में चुंबकीय व्यवहार का अध्ययन करने का एक नया, गैर-आक्रामक तरीका खोलती है, बल्कि यह परमाणु स्तर पर सामग्रियों को चिह्नित करने के लिए एक नया उपकरण भी प्रदान करती है। इंजीनियर इस जानकारी का उपयोग क्वांटम प्रभावों के आधार पर तेज प्रोसेसर, अधिक सटीक सेंसर और कम-शक्ति वाले कंप्यूटिंग सिस्टम बनाने के लिए कर सकते हैं।
कपुआ ने कहा, “यह शोध लगभग 150 साल पुरानी वैज्ञानिक समस्या को एक शक्तिशाली नए अवसर में बदल देता है।
