विशिष्ट पदार्थों में छिपे गुणों का पता लगाने के लिए नई विधि विकसित की गई

संबंधित तथ्य

• फिजिकल रिव्यू B में प्रकाशित यह खोज, अगली पीढ़ी की तकनीक में वैज्ञानिकों द्वारा टोपोलॉजिकल सामग्रियों के अन्वेषण और उपयोग पर महत्त्वपूर्ण प्रभाव डाल सकती है।

टोपोलॉजिकल सामग्रियों के बारे में

• टोपोलॉजिकल इंसुलेटर और टोपोलॉजिकल सुपरकंडक्टर जैसे टोपोलॉजिकल पदार्थों में असामान्य इलेक्ट्रॉनिक गुण होते हैं, जो उन्हें भविष्य की प्रौद्योगिकियों जैसे क्वांटम कंप्यूटर के विकास के लिए महत्त्वपूर्ण बनाते हैं।
  • दोष-सहिष्णु इलेक्ट्रॉनिक्स
  • ऊर्जा-कुशल प्रणालियाँ
• इन सामग्रियों में विशेष आंतरिक संरचनाएँ होती हैं, जो टोपोलॉजी द्वारा नियंत्रित होती हैं। टोपोलॉजी गणित की एक शाखा है, जो उन गुणों पर विचार करती है, जो किसी वस्तु को खींचने या मोड़ने पर भी नहीं बदलते हैं।

चुनौतियाँ

यद्यपि टोपोलॉजिकल सामग्रियाँ आशाजनक हैं, लेकिन उनकी आंतरिक टोपोलॉजिकल विशेषताओं को पहचानना और उनका अध्ययन करना कठिन रहा है, जो प्रायः छिपी हुई और सूक्ष्म होती हैं।

इन छुपे हुए टोपोलॉजिकल गुणों को समझने में स्पेक्ट्रल फंक्शन ने किस प्रकार मदद की है?

• प्रोफेसर दिव्येंदु रॉय और पीएचडी स्कॉलर किरण बाबासाहेब एस्तेके के नेतृत्व में RRI टीम ने पाया कि स्पेक्ट्रल फंक्शन नामक एक गणितीय उपकरण इन छिपे हुए टोपोलॉजिकल गुणों को प्रदर्शित कर सकता है।
  • स्पेक्ट्रल फंक्शन का उपयोग लंबे समय से यह अध्ययन करने के लिए किया जाता रहा है कि इलेक्ट्रॉन पदार्थों में कैसे व्यवहार करते हैं।
  • शोधकर्ताओं ने दिखाया कि यह फंक्शन किसी पदार्थ की टोपोलॉजी से संबंधित “फिंगरप्रिंट” भी रखता है।
  • यह विशेष रूप से, गति-स्थान आधारित स्पेक्ट्रल फंक्शन (SPSF) का विश्लेषण करके वाइंडिंग नंबर और चेर्न नंबर जैसे टोपोलॉजिकल इनवेरिएंट की पहचान कर सकते हैं, जो विभिन्न आयामों में कणों के क्वांटम व्यवहार का वर्णन करते हैं।

महत्त्व

• इस अध्ययन से पता चलता है कि स्पेक्ट्रल फंक्शन- जिसे पहले केवल इलेक्ट्रॉन व्यवहार के बारे में माना जाता था- का प्रयोग अब पदार्थों की छिपी हुई क्वांटम संरचना का पता लगाने के लिए किया जा सकता है। इससे पदार्थ विज्ञान और क्वांटम प्रौद्योगिकी के लिए नए मार्ग खुलते हैं।

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