चुंबकीय पदार्थ ने सुपर-फास्ट स्विचिंग का रिकॉर्ड तोड़ दिया

CRANN (अनुकूली नैनोसंरचना और नैनोउपकरणों पर अनुसंधान केंद्र) और ट्रिनिटी कॉलेज डबलिन के भौतिकी स्कूल के शोधकर्ताओं ने आज घोषणा की कि एकचुंबकीय सामग्रीइस केंद्र में विकसित तकनीक अब तक की सबसे तेज़ चुंबकीय स्विचिंग क्षमता का प्रदर्शन करती है।

टीम ने CRANN में फोटोनिक्स रिसर्च लेबोरेटरी में फेमटोसेकंड लेजर सिस्टम का उपयोग करके अपने पदार्थ के चुंबकीय अभिविन्यास को एक सेकंड के खरबवें हिस्से में स्विच और फिर री-स्विच किया, जो पिछले रिकॉर्ड से छह गुना तेज और एक पर्सनल कंप्यूटर की क्लॉक स्पीड से सौ गुना तेज है।

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

शोधकर्ताओं ने एमआरजी नामक मिश्र धातु में अभूतपूर्व स्विचिंग गति हासिल की, जिसे समूह ने पहली बार 2014 में मैंगनीज, रूथेनियम और गैलियम से संश्लेषित किया था। प्रयोग में, टीम ने एमआरजी की पतली फिल्मों पर लाल लेजर प्रकाश की किरणें डालीं, जिससे एक सेकंड के एक अरबवें हिस्से से भी कम समय में मेगावाट बिजली उत्पन्न हुई।

ऊष्मा स्थानांतरण से एमआरजी की चुंबकीय दिशा बदल जाती है। इस पहले परिवर्तन को प्राप्त करने में अविश्वसनीय रूप से कम समय लगता है (1 पीएसएस = एक सेकंड का एक ट्रिलियनवां हिस्सा)। लेकिन, इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि टीम ने पाया कि वे 10 ट्रिलियनवें सेकंड बाद दिशा को वापस बदल सकते हैं। यह किसी चुंबक की दिशा का अब तक का सबसे तेज़ पुन: परिवर्तन है।

उनके नतीजे इस सप्ताह भौतिकी की अग्रणी पत्रिका, फिजिकल रिव्यू लेटर्स में प्रकाशित हुए हैं।

इस खोज से नवोन्मेषी कंप्यूटिंग और सूचना प्रौद्योगिकी के लिए नए रास्ते खुल सकते हैं, क्योंकि इसका महत्व बहुत अधिक है।चुंबकीय सामग्रीइस उद्योग में चुंबकीय पदार्थों का बहुत महत्व है। हमारे कई इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के साथ-साथ इंटरनेट के केंद्र में स्थित विशाल डेटा केंद्रों में भी चुंबकीय पदार्थ छिपे होते हैं, जो डेटा को पढ़ते और संग्रहित करते हैं। सूचना के इस अभूतपूर्व विस्फोट से पहले से कहीं अधिक डेटा उत्पन्न हो रहा है और ऊर्जा की खपत भी बढ़ रही है। डेटा को कुशलतापूर्वक संभालने के नए ऊर्जा-कुशल तरीके और उनसे मेल खाने वाली सामग्रियों की खोज करना विश्वव्यापी अनुसंधान का एक प्रमुख विषय है।

ट्रिनिटी टीम की सफलता का मुख्य कारण चुंबकीय क्षेत्र के बिना अति तीव्र गति से स्विचिंग करने की उनकी क्षमता थी। चुंबक की पारंपरिक स्विचिंग में दूसरे चुंबक का उपयोग होता है, जिसमें ऊर्जा और समय दोनों की खपत होती है। एमआरजी के साथ, स्विचिंग ऊष्मा पल्स के माध्यम से हासिल की गई, जिसमें सामग्री की प्रकाश के साथ अद्वितीय परस्पर क्रिया का उपयोग किया गया।

ट्रिनिटी के शोधकर्ता जीन बेस्बास और कार्स्टन रोड शोध के एक पहलू पर चर्चा करते हैं:

“चुंबकीय सामग्रीचुंबकीय क्षेत्र (MRG) में स्वाभाविक रूप से ऐसी मेमोरी होती है जिसका उपयोग तर्क के लिए किया जा सकता है। अब तक, एक चुंबकीय अवस्था 'लॉजिकल 0' से दूसरी 'लॉजिकल 1' में बदलना बहुत अधिक ऊर्जा खपत करने वाला और धीमा रहा है। हमारा शोध इस गति की समस्या का समाधान करता है और दर्शाता है कि हम MRG को 0.1 पिकोसेकंड में एक अवस्था से दूसरी अवस्था में बदल सकते हैं, और महत्वपूर्ण रूप से, दूसरा परिवर्तन केवल 10 पिकोसेकंड बाद हो सकता है, जो लगभग 100 गीगाहर्ट्ज़ की परिचालन आवृत्ति के बराबर है - जो पहले देखे गए किसी भी समय से तेज़ है।

"यह खोज हमारे एमआरजी की प्रकाश और स्पिन को प्रभावी ढंग से जोड़ने की विशेष क्षमता को उजागर करती है, जिससे हम अब तक असंभव समयसीमा में प्रकाश के साथ चुंबकत्व और चुंबकत्व के साथ प्रकाश को नियंत्रित कर सकते हैं।"

अपनी टीम के काम पर टिप्पणी करते हुए, ट्रिनिटी के स्कूल ऑफ फिजिक्स और CRANN के प्रोफेसर माइकल कोय ने कहा, "2014 में जब मेरी टीम और मैंने पहली बार घोषणा की कि हमने मैंगनीज, रूथेनियम और गैलियम की एक पूरी तरह से नई मिश्र धातु बनाई है, जिसे MRG के नाम से जाना जाता है, तब हमें कभी भी यह संदेह नहीं था कि इस सामग्री में यह उल्लेखनीय चुंबकीय-प्रकाशिक क्षमता है।"

“यह प्रदर्शन प्रकाश और चुंबकत्व पर आधारित नए उपकरण अवधारणाओं को जन्म देगा, जो अत्यधिक बढ़ी हुई गति और ऊर्जा दक्षता से लाभान्वित हो सकते हैं, और संभवतः अंततः एक ही सार्वभौमिक उपकरण को संयुक्त मेमोरी और लॉजिक कार्यक्षमता के साथ साकार कर सकते हैं। यह एक बहुत बड़ी चुनौती है, लेकिन हमने एक ऐसी सामग्री प्रदर्शित की है जो इसे संभव बना सकती है। हम अपने काम को आगे बढ़ाने के लिए धन और उद्योग के सहयोग को प्राप्त करने की आशा करते हैं।”