গবেষকেরা টপোলজিক্যাল উপাদানের অনন্য কোয়ান্টাম জ্যামিতি ব্যবহার করে তাদের কাইরালিটি (chirality) -এর উপর ভিত্তি করে ইলেকট্রনগুলিকে পৃথক করার জন্য একটি নতুন পদ্ধতি তৈরি করেছেন। কাইরালিটি হলো তাদের স্পিনের সাথে সম্পর্কিত একটি বৈশিষ্ট্য। নেচার (Nature) জার্নালে প্রকাশিত একটি সাম্প্রতিক নিবন্ধে এই যুগান্তকারী আবিষ্কারের বিশদ বিবরণ দেওয়া হয়েছে। এটি চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রয়োজন ছাড়াই বিপরীত কাইরালিটির স্রোতগুলির স্থানিক পৃথকীকরণ করতে সক্ষম, যা সম্ভবত ইলেকট্রনিক ডিভাইস ডিজাইনে বিপ্লব ঘটাতে পারে।

একাধিক প্রতিষ্ঠানের সাথে যুক্ত গবেষকদের দলটি, একক-স্ফটিক প্যালাডিয়াম গ্যালিয়াম (PdGa) থেকে তৈরি একটি তিন-বাহু জ্যামিতির ডিভাইস ব্যবহার করে এই ঘটনাটি প্রদর্শন করেছেন। তারা পর্যবেক্ষণ করেছেন যে উপাদানের ইলেকট্রনিক ব্যান্ডের কোয়ান্টাম জ্যামিতি কাইরাল ফার্মিয়নগুলিতে অস্বাভাবিক বেগ (anomalous velocities) প্ররোচিত করে, যা একটি অ-রৈখিক হল প্রভাবের (nonlinear Hall effect) দিকে পরিচালিত করে। এই প্রভাবটি ডিভাইসের বাইরের বাহুগুলিতে বিপরীতমুখী অস্বাভাবিক বেগ সহ অনুপ্রস্থ কাইরাল স্রোতগুলিকে স্থানিকভাবে পৃথক করে।

[লিড গবেষকের নাম], [প্রতিষ্ঠানের নাম]-এর [গবেষকের পদ] বলেছেন, "এটি ইলেকট্রন ম্যানিপুলেট করার সম্পূর্ণ নতুন একটি উপায়।" "উপাদানের অন্তর্নিহিত কোয়ান্টাম জ্যামিতি ব্যবহার করে, আমরা তাদের কাইরালিটি দ্বারা ইলেকট্রনগুলিকে ফিল্টার করতে পারি, যা নতুন ধরনের ইলেকট্রনিক ডিভাইসের সম্ভাবনা উন্মোচন করে।"

টপোলজিক্যাল সেমিমেটাল, যে শ্রেণীর উপাদান এই গবেষণায় ব্যবহৃত হয়েছে, তা টপোলজিক্যাল ব্যান্ড ক্রসিংগুলিতে বিপরীত কাইরালিটির ফার্মিয়ন ধারণ করে। ঐতিহ্যগতভাবে, কাইরাল ফার্মিওনিক পরিবহনকে ম্যানিপুলেট করার জন্য শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্র বা চৌম্বকীয় ডোপিংয়ের প্রয়োজনীয়তা ছিল অবাঞ্ছিত পরিবহন দমন করতে এবং বিপরীত চের্ন সংখ্যার (Chern numbers) সাথে অবস্থার দখলে ভারসাম্যহীনতা তৈরি করতে। নতুন পদ্ধতিটি স্বতন্ত্র চের্ন-সংখ্যা-পোলারাইজড অবস্থায় কাইরালিটি দ্বারা ফার্মিয়নগুলিকে ফিল্টার করার জন্য টপোলজিক্যাল ব্যান্ডের কোয়ান্টাম জ্যামিতি ব্যবহার করে এই প্রয়োজনীয়তাকে এড়িয়ে যায়।

এই গবেষণার তাৎপর্য আরও দক্ষ এবং ছোট ইলেকট্রনিক ডিভাইস তৈরি করার সম্ভাবনার মধ্যে নিহিত। কাইরাল স্রোতগুলির স্থানিক পৃথকীকরণ নতুন ধরনের সেন্সর, স্পিনট্রনিক ডিভাইস এবং কোয়ান্টাম কম্পিউটিং উপাদানগুলির বিকাশের দিকে পরিচালিত করতে পারে। উপরন্তু, চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রয়োজনের অনুপস্থিতি ডিভাইস তৈরিকে সহজ করে এবং শক্তি খরচ কমায়।

গবেষক দলের এই ফলাফল টপোলজিক্যাল উপাদানের অস্বাভাবিক বেগ (anomalous velocities) নিয়ে পূর্ববর্তী গবেষণার উপর ভিত্তি করে তৈরি হয়েছে। এই বেগগুলি, ইলেকট্রনিক ব্যান্ডের কোয়ান্টাম জ্যামিতি দ্বারা প্ররোচিত হয়, যা বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের সংস্পর্শে এলে ইলেকট্রনগুলিকে অপ্রত্যাশিত দিকে সরিয়ে দেয়। ডিভাইসের জ্যামিতি এবং উপাদানের গঠনকে সাবধানে ডিজাইন করার মাধ্যমে, গবেষকরা কাইরাল স্রোতগুলিকে পৃথক করার জন্য এই অস্বাভাবিক বেগগুলিকে কাজে লাগাতে সক্ষম হয়েছেন।

বিপরীত চের্ন সংখ্যার অবস্থায় এই কাইরাল স্রোতগুলির মেসোস্কোপিক ফেজ কোহেরেন্স (mesoscopic phase coherence) বিপরীত চিহ্নের অরবিটাল ম্যাগনেটাইজেশনও (orbital magnetizations) বহন করে। এটি সিস্টেমটিতে জটিলতা এবং সম্ভাব্য কার্যকারিতার আরেকটি স্তর যুক্ত করে।

ভবিষ্যতের গবেষণা অনুরূপ কোয়ান্টাম জ্যামিতিক বৈশিষ্ট্যযুক্ত অন্যান্য উপকরণ অন্বেষণ এবং নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ডিভাইস ডিজাইন অপ্টিমাইজ করার উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করবে। দলটি এই প্রযুক্তি ব্যবহার করে নতুন ধরনের কোয়ান্টাম সেন্সর এবং কম্পিউটিং ডিভাইস তৈরি করার সম্ভাবনাও খতিয়ে দেখার পরিকল্পনা করেছে।