3D میگنیٹک نینو اسٹرکچرز میں پیش رفت جدید دور کی کمپیوٹنگ کو تبدیل کر سکتی ہے۔

سائنسدانوں نے طاقتور آلات کی تخلیق کی طرف ایک قدم اٹھایا ہے جو استعمال کرتے ہیں۔مقناطیسی اسپن آئس کے نام سے معروف مواد کی پہلی تین جہتی نقل بنا کر چارج کریں۔

اسپن آئس مواد انتہائی غیر معمولی ہیں کیونکہ ان میں نام نہاد نقائص ہوتے ہیں جو مقناطیس کے واحد قطب کی طرح برتاؤ کرتے ہیں۔

یہ واحد قطبی مقناطیس، جنہیں مقناطیسی اجارہ دار بھی کہا جاتا ہے، فطرت میں موجود نہیں ہے۔جب ہر مقناطیسی مواد کو دو حصوں میں کاٹ دیا جاتا ہے تو یہ ہمیشہ شمالی اور جنوبی قطب کے ساتھ ایک نیا مقناطیس بنائے گا۔

کئی دہائیوں سے سائنس دان قدرتی طور پر ہونے کے ثبوت کے لیے دور دور تک تلاش کر رہے ہیں۔مقناطیسی اجارہ دار اس امید میں کہ آخر کار فطرت کی بنیادی قوتوں کو ایک نام نہاد تھیوری آف ہرچیز میں جمع کر دیں، تمام طبیعیات کو ایک چھت کے نیچے رکھ دیں۔

تاہم، حالیہ برسوں میں طبیعیات دان دو جہتی اسپن آئس مواد کی تخلیق کے ذریعے مقناطیسی مونوپول کے مصنوعی ورژن تیار کرنے میں کامیاب ہوئے ہیں۔

آج تک ان ڈھانچے نے کامیابی کے ساتھ مقناطیسی مونوپول کا مظاہرہ کیا ہے، لیکن جب مادّہ ایک ہی جہاز تک محدود ہو تو وہی طبیعیات حاصل کرنا ناممکن ہے۔درحقیقت، یہ اسپن آئس جالی کی مخصوص سہ جہتی جیومیٹری ہے جو اس کی نقل کرنے والے چھوٹے ڈھانچے بنانے کی غیر معمولی صلاحیت کی کلید ہے۔مقناطیسیاجارہ دار

نیچر کمیونیکیشنز میں آج شائع ہونے والی ایک نئی تحقیق میں، کارڈف یونیورسٹی کے سائنسدانوں کی قیادت میں ایک ٹیم نے جدید ترین قسم کی 3D پرنٹنگ اور پروسیسنگ کا استعمال کرتے ہوئے اسپن آئس مواد کی پہلی 3D نقل تیار کی ہے۔

ٹیم کا کہنا ہے کہ تھری ڈی پرنٹنگ ٹکنالوجی نے انہیں مصنوعی اسپن آئس کی جیومیٹری کے مطابق بنانے کی اجازت دی ہے، یعنی وہ نظام میں مقناطیسی اجارہ داروں کے بننے اور گھومنے کے طریقے کو کنٹرول کر سکتے ہیں۔

3D میں منی مونوپول میگنےٹس کو جوڑ توڑ کرنے کے قابل ہونے سے وہ ایپلی کیشنز کی ایک پوری میزبانی کو کھول سکتے ہیں جو ان کے بقول، بہتر کمپیوٹر اسٹوریج سے لے کر 3D کمپیوٹنگ نیٹ ورکس کی تخلیق تک جو انسانی دماغ کی اعصابی ساخت کی نقل کرتے ہیں۔

"10 سالوں سے سائنس دان مصنوعی اسپن آئس کو دو جہتوں میں تخلیق اور مطالعہ کر رہے ہیں۔کارڈف یونیورسٹی کے سکول آف فزکس اینڈ آسٹرونومی کے مرکزی مصنف ڈاکٹر سیم لاڈک نے کہا کہ اس طرح کے نظام کو تین جہتوں تک پھیلانے سے ہم اسپن آئس مونوپول فزکس کی زیادہ درست نمائندگی حاصل کرتے ہیں اور سطحوں کے اثرات کا مطالعہ کرنے کے قابل ہوتے ہیں۔

"یہ پہلا موقع ہے کہ کوئی بھی نانوسکل پر، ڈیزائن کے لحاظ سے، اسپن آئس کی صحیح 3D نقل تیار کرنے میں کامیاب ہوا ہے۔"

مصنوعی اسپن آئس کو جدید ترین 3D نینو فابریکیشن تکنیکوں کا استعمال کرتے ہوئے تخلیق کیا گیا تھا جس میں چھوٹے نینوائرز کو ایک جالی کے ڈھانچے میں چار تہوں میں اسٹیک کیا گیا تھا، جو بذات خود انسانی بالوں کی چوڑائی سے بھی کم تھی۔

ایک خاص قسم کی مائیکروسکوپی جسے مقناطیسی قوت مائیکروسکوپی کے نام سے جانا جاتا ہے، جو کہ مقناطیسیت کے لیے حساس ہے، اس کے بعد آلہ پر موجود مقناطیسی چارجز کو دیکھنے کے لیے استعمال کیا گیا، جس سے ٹیم کو 3D ڈھانچے میں واحد قطب میگنےٹ کی نقل و حرکت کو ٹریک کرنے کی اجازت دی گئی۔

"ہمارا کام اہم ہے کیونکہ یہ ظاہر کرتا ہے کہ نانوسکل 3D پرنٹنگ ٹیکنالوجیز کو ایسے مواد کی نقل کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے جو عام طور پر کیمسٹری کے ذریعے ترکیب کیے جاتے ہیں،" ڈاکٹر لداک نے جاری رکھا۔

"بالآخر، یہ کام ناول مقناطیسی میٹا میٹریلز پیدا کرنے کا ایک ذریعہ فراہم کر سکتا ہے، جہاں مصنوعی جالی کی 3D جیومیٹری کو کنٹرول کرکے مادی خصوصیات کو ٹیون کیا جاتا ہے۔

"مقناطیسی اسٹوریج ڈیوائسز، جیسے ہارڈ ڈسک ڈرائیو یا میگنیٹک رینڈم ایکسیس میموری ڈیوائسز، ایک اور شعبہ ہے جو اس پیش رفت سے بڑے پیمانے پر متاثر ہو سکتا ہے۔چونکہ موجودہ آلات دستیاب تین جہتوں میں سے صرف دو کا استعمال کرتے ہیں، اس سے ذخیرہ کی جا سکتی معلومات کی مقدار محدود ہو جاتی ہے۔چونکہ مقناطیسی فیلڈ کا استعمال کرتے ہوئے 3D جالیوں کے ارد گرد monopoles کو منتقل کیا جا سکتا ہے، یہ مقناطیسی چارج کی بنیاد پر ایک حقیقی 3D اسٹوریج ڈیوائس بنانا ممکن ہو سکتا ہے۔