जादुई कोण
पिछले साल, वैज्ञानिकों के एक समूह ने शोध परिणाम प्रस्तुत किए जिसने भौतिकी समुदाय को चौंका दिया। यह पता चला है कि केवल एक परमाणु मोटी ग्राफीन की चादरें उल्लेखनीय भौतिक गुण प्राप्त करती हैं जब उन्हें एक दूसरे के सापेक्ष सही "जादुई" कोण पर घुमाया जाता है (1)।
बोस्टन में अमेरिकन फिजिकल सोसाइटी की मार्च बैठक में वैज्ञानिकों की भीड़ एकत्र हुई, जहाँ इस दृष्टिकोण से शोध का विवरण प्रस्तुत किया जाना था। कुछ लोग इसे मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के वैज्ञानिकों की खोज मानते हैं एक नये युग की शुरुआत.
पिछले साल पाब्लो जारिलो-हेरेरो के नेतृत्व में भौतिकविदों की एक टीम ने ग्राफीन शीट की एक जोड़ी को एक दूसरे के ऊपर रखा, सिस्टम को पूर्ण शून्य के करीब ठंडा किया, और एक शीट को दूसरे से 1,1 डिग्री के कोण पर घुमाया। शोधकर्ताओं ने एक वोल्टेज लागू किया, और सिस्टम एक प्रकार का इन्सुलेटर बन गया, जिसमें परमाणुओं और कणों के बीच की बातचीत स्वयं इलेक्ट्रॉनों की गति को रोकती है। जैसे ही अधिक इलेक्ट्रॉनों को सिस्टम में पेश किया गया, सिस्टम एक सुपरकंडक्टर बन गया जिसमें विद्युत आवेश बिना प्रतिरोध के घूम सकता था।.
— — opowiadał Jarillo-Herrero w serwisie Gizmodo. —
कोणीय घूर्णन के ये जादुई प्रभाव तथाकथित से संबंधित हैं धारियों (मोइरे धारियाँ)। यह एक प्रकार का धारी पैटर्न है जो एक निश्चित कोण पर घूमती या विरूपण (एक दूसरे के संबंध में विकृत) के अधीन रेखाओं के दो ग्रिडों के हस्तक्षेप (सुपरपोजिशन) के परिणामस्वरूप बनाया जाता है। यदि, उदाहरण के लिए, एक जाल को समतल सतह पर रखा जाता है और दूसरा जाल किसी विकृत वस्तु से जुड़ा होता है, तो मोइरे धारियाँ दिखाई देंगी। उनका पैटर्न बहुत जटिल हो सकता है, और उनका स्थान परीक्षण की जा रही वस्तु की विकृति पर निर्भर करेगा।
एमआईटी शोधकर्ताओं के निष्कर्षों को कई टीमों द्वारा दोहराया गया है, हालांकि परीक्षण अभी भी जारी है और भौतिक विज्ञानी अभी भी घटना की जांच कर रहे हैं। पिछले वर्ष में, इस विषय पर सौ से अधिक नए पेपर arXiv सर्वर पर सामने आए हैं। मुझे याद आया कि लगभग दस साल पहले सिद्धांतकारों ने ऐसे घुमाए गए और मुड़े हुए ग्राफीन सिस्टम में नए भौतिक प्रभावों के उद्भव की भविष्यवाणी की थी। हालाँकि, भौतिक विज्ञानी अभी भी अतिचालकता की घटना की उत्पत्ति और ग्राफीन में ढांकता हुआ राज्यों की प्रकृति के बारे में कई सवालों को नहीं समझते हैं।
जारिलो-हेरेरो के अनुसार, इस विषय में रुचि इस तथ्य के कारण भी है कि हाल ही में भौतिकी के "गर्म" खंड, अर्थात्। ग्राफीन अनुसंधान और अन्य द्वि-आयामी सामग्री, टोपोलॉजिकल गुण सामग्री (ऐसी विशेषताएँ जो भौतिक परिवर्तनों के बावजूद नहीं बदलतीं), अति शीतल पदार्थ और अद्भुत इलेक्ट्रॉनिक घटनाएँजो कुछ सामग्रियों में इलेक्ट्रॉनों के वितरण के तरीके से उत्पन्न होते हैं।
हालाँकि, जो लोग नई खोज और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में इसके संभावित अनुप्रयोगों के बारे में अत्यधिक उत्साहित हैं, वे कुछ तथ्यों से परेशान हैं। उदाहरण के लिए, तथ्य यह है कि एक जादुई कोण पर घुमाए गए ग्राफीन शीट को पूर्ण शून्य से ऊपर 1,7 डिग्री केल्विन का तापमान बनाए रखना चाहिए, और इसके अलावा यह पता चलता है कि वे 1,1 डिग्री के कोण पर नहीं रखे जाने को "पसंद" करते हैं - ठीक दो की तरह चुम्बक एक ही ध्रुव को छूना नहीं चाहते। यह भी समझ में आता है कि केवल एक परमाणु मोटी सामग्री में हेरफेर करना मुश्किल है।
Jarillo-Herrero wymyślił dla odkrytych przez siebie efektów nazwę («twistronika»?, «obrotnika»? — a może «morystory», od prążków ?). Wygląda na to, że nazwa będzie potrzebna, bo wielu ludzi nauki i techniki chce badać to zjawisko i szukać dla niego zastosowań.
