चुंबकीय पदार्थ ने सुपर-फास्ट स्विचिंग का रिकॉर्ड तोड़ा

CRANN (अनुकूली नैनोसंरचनाओं और नैनोउपकरणों पर अनुसंधान केंद्र) और ट्रिनिटी कॉलेज डबलिन के भौतिकी स्कूल के शोधकर्ताओं ने आज घोषणा की किचुंबकीय सामग्रीकेंद्र में विकसित यह चुंबकीय स्विचिंग अब तक की सबसे तेज चुंबकीय स्विचिंग को प्रदर्शित करता है।

टीम ने CRANN के फोटोनिक्स अनुसंधान प्रयोगशाला में फेमटोसेकंड लेजर प्रणाली का उपयोग कर अपने पदार्थ के चुंबकीय अभिविन्यास को एक सेकंड के खरबवें हिस्से में परिवर्तित किया, जो पिछले रिकॉर्ड से छह गुना तेज था, तथा एक पर्सनल कंप्यूटर की घड़ी की गति से सौ गुना तेज था।

यह खोज नई पीढ़ी के ऊर्जा कुशल अल्ट्रा-फास्ट कंप्यूटरों और डेटा भंडारण प्रणालियों के लिए इस सामग्री की क्षमता को प्रदर्शित करती है।

शोधकर्ताओं ने एमआरजी नामक एक मिश्रधातु में अभूतपूर्व स्विचिंग गति प्राप्त की, जिसे समूह ने पहली बार 2014 में मैंगनीज़, रूथेनियम और गैलियम से संश्लेषित किया था। इस प्रयोग में, टीम ने एमआरजी की पतली परतों पर लाल लेज़र प्रकाश के प्रक्षेपों से प्रहार किया, जिससे एक सेकंड के एक अरबवें हिस्से से भी कम समय में मेगावाट बिजली उत्पन्न हुई।

ऊष्मा स्थानांतरण, MRG के चुंबकीय अभिविन्यास को बदल देता है। इस पहले परिवर्तन (1 ps = एक सेकंड का एक खरबवाँ भाग) को प्राप्त करने में एक पिकोसेकंड का अकल्पनीय रूप से तेज़ दसवाँ भाग लगता है। लेकिन, इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि टीम ने पाया कि वे एक सेकंड के 10 खरबवें भाग बाद अभिविन्यास को फिर से बदल सकते हैं। यह किसी चुंबक के अभिविन्यास का अब तक का सबसे तेज़ पुनर्परिवर्तन है।

उनके परिणाम इस सप्ताह प्रमुख भौतिकी पत्रिका, फिजिकल रिव्यू लेटर्स में प्रकाशित हुए हैं।

इस खोज से नवोन्मेषी कंप्यूटिंग और सूचना प्रौद्योगिकी के लिए नए रास्ते खुल सकते हैं, क्योंकि इसमें महत्वपूर्ण भूमिका है।चुंबकीय सामग्रीइस उद्योग में। हमारे कई इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में, साथ ही इंटरनेट के केंद्र में स्थित विशाल डेटा केंद्रों में, चुंबकीय पदार्थ छिपे होते हैं जो डेटा को पढ़ते और संग्रहीत करते हैं। वर्तमान सूचना विस्फोट पहले से कहीं अधिक डेटा उत्पन्न करता है और अधिक ऊर्जा की खपत करता है। डेटा और उससे मेल खाने वाली सामग्रियों को नियंत्रित करने के नए ऊर्जा-कुशल तरीके खोजना, दुनिया भर में अनुसंधान का एक प्रमुख विषय है।

ट्रिनिटी टीम की सफलता की कुंजी बिना किसी चुंबकीय क्षेत्र के अति-तीव्र स्विचिंग प्राप्त करने की उनकी क्षमता थी। पारंपरिक रूप से एक चुंबक को स्विच करने के लिए दूसरे चुंबक का उपयोग किया जाता है, जिसकी ऊर्जा और समय दोनों की लागत आती है। एमआरजी में, स्विचिंग ऊष्मा स्पंदन द्वारा प्राप्त की गई, जिसमें पदार्थ की प्रकाश के साथ अद्वितीय अंतःक्रिया का उपयोग किया गया।

ट्रिनिटी के शोधकर्ता जीन बेस्बास और कार्स्टन रोडे ने शोध के एक पहलू पर चर्चा की:

“चुंबकीय सामग्रीs में स्वाभाविक रूप से ऐसी स्मृति होती है जिसका उपयोग तर्क के लिए किया जा सकता है। अब तक, एक चुंबकीय अवस्था 'तार्किक 0' से दूसरी 'तार्किक 1' में स्विच करना बहुत अधिक ऊर्जा-खपत और बहुत धीमा रहा है। हमारा शोध गति को यह दर्शाकर संबोधित करता है कि हम MRG को एक अवस्था से दूसरी अवस्था में 0.1 पिकोसेकंड में स्विच कर सकते हैं और महत्वपूर्ण बात यह है कि दूसरा स्विच केवल 10 पिकोसेकंड बाद ही हो सकता है, जो लगभग 100 गीगाहर्ट्ज़ की परिचालन आवृत्ति के अनुरूप है—जो पहले देखी गई किसी भी चीज़ से तेज़ है।

"यह खोज हमारे एमआरजी की प्रकाश और स्पिन को प्रभावी ढंग से युग्मित करने की विशेष क्षमता को उजागर करती है, ताकि हम अब तक अप्राप्य समय-सीमाओं पर प्रकाश के साथ चुंबकत्व और चुंबकत्व के साथ प्रकाश को नियंत्रित कर सकें।"

ट्रिनिटी स्कूल ऑफ फिजिक्स और CRANN के प्रोफेसर माइकल कोए ने अपनी टीम के काम पर टिप्पणी करते हुए कहा, "2014 में जब मेरी टीम और मैंने पहली बार घोषणा की थी कि हमने मैंगनीज, रूथेनियम और गैलियम का एक बिल्कुल नया मिश्रधातु बनाया है, जिसे MRG के रूप में जाना जाता है, तो हमें कभी भी यह संदेह नहीं था कि इस पदार्थ में इतनी उल्लेखनीय चुंबकीय-ऑप्टिकल क्षमता है।

"यह प्रदर्शन प्रकाश और चुंबकत्व पर आधारित नए उपकरण अवधारणाओं को जन्म देगा, जो गति और ऊर्जा दक्षता में उल्लेखनीय वृद्धि का लाभ उठा सकते हैं, और संभवतः अंततः संयुक्त मेमोरी और लॉजिक कार्यक्षमता वाला एक एकल सार्वभौमिक उपकरण साकार कर सकते हैं। यह एक बड़ी चुनौती है, लेकिन हमने एक ऐसी सामग्री प्रदर्शित की है जो इसे संभव बना सकती है। हमें उम्मीद है कि हमारे काम को आगे बढ़ाने के लिए हमें धन और उद्योग सहयोग मिलेगा।"