গবেষকেরা ইলেক্ট্রনের কাইরালিটির (chirality) উপর ভিত্তি করে সেগুলোকে পৃথক করার একটি নতুন পদ্ধতি উদ্ভাবন করেছেন। কাইরালিটি হলো ইলেক্ট্রনের স্পিনের সাথে সম্পর্কিত একটি বৈশিষ্ট্য। এই পদ্ধতিতে কিছু বিশেষ উপাদানের অনন্য কোয়ান্টাম জ্যামিতি ব্যবহার করা হয়েছে। নেচার (Nature) জার্নালে প্রকাশিত এই যুগান্তকারী আবিষ্কারটি নতুন ধরনের ইলেকট্রনিক ডিভাইস তৈরি করতে পারে, যা চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রয়োজন ছাড়াই ইলেকট্রনের প্রবাহকে নিয়ন্ত্রণ করতে সক্ষম।

গবেষক দলটি, যাদের সদস্যরা একাধিক প্রতিষ্ঠানের সাথে যুক্ত, প্যালাডিয়াম গ্যালিয়াম (PdGa) নামক একটি টপোলজিক্যাল সেমিমেটালের (topological semimetal) উপর মনোযোগ কেন্দ্রীভূত করেছিলেন। এই উপাদানগুলোর অনন্য ইলেকট্রনিক ব্যান্ড স্ট্রাকচার (electronic band structure) রয়েছে, যা ইলেকট্রনকে ভরবিহীন কণার মতো আচরণ করতে এবং অস্বাভাবিক বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করতে দেয়। ইলেক্ট্রন কাইরালিটি নিয়ন্ত্রণ করার জন্য শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্র বা চৌম্বকীয় ভেজালের উপর নির্ভরশীল আগের পদ্ধতিগুলোর বিপরীতে, এই নতুন পদ্ধতিটি বিপরীত কাইরালিটির ইলেকট্রনগুলোকে স্বতন্ত্রভাবে, স্থানিকভাবে পৃথক স্রোতে ফিল্টার করতে PdGa-এর অন্তর্নিহিত কোয়ান্টাম জ্যামিতি ব্যবহার করে।

"আমরা মূলত উপাদানটির অন্তর্নিহিত গঠন ব্যবহার করে ইলেকট্রনগুলোকে পরিচালিত করছি," বলেছেন গবেষণার প্রধান লেখক ড. [প্রধান গবেষকের নাম - উৎসে দেওয়া নেই]। "কোয়ান্টাম জ্যামিতি এক ধরনের 'কাইরাল ভালভ' (chiral valve) হিসেবে কাজ করে, যা তাদের স্পিন (spin) অরিয়েন্টেশনের উপর ভিত্তি করে ইলেকট্রনগুলোকে দিকনির্দেশ করে।"

গবেষক দল PdGa-এর একক স্ফটিক (single crystal) থেকে তিনটি বাহুযুক্ত জ্যামিতির ডিভাইস তৈরি করেছেন। তারা পর্যবেক্ষণ করেছেন যে কোয়ান্টাম জ্যামিতি কাইরাল ফার্মিয়নগুলোর (chiral fermion) মধ্যে অস্বাভাবিক বেগ (anomalous velocities) প্ররোচিত করে, যা একটি অ-রৈখিক হল প্রভাবের (nonlinear Hall effect) দিকে পরিচালিত করে। এই প্রভাবটি স্থানিকভাবে বিপরীতমুখী অস্বাভাবিক বেগ সম্পন্ন অনুপ্রস্থ কাইরাল স্রোতগুলোকে (transverse chiral currents) ডিভাইসের বাইরের বাহুগুলোতে পৃথক করে। বিপরীত চার্জযুক্ত চের্ন নাম্বার (Chern number) অবস্থাও বিপরীত চিহ্নের কক্ষীয় ম্যাগনেটাইজেশন (orbital magnetizations) বহন করে।

কাইরাল স্রোতের এই বাস্তব-স্থানের পৃথকীকরণ (real-space separation) তাদের কোয়ান্টাম ইন্টারফেরেন্স (quantum interference) পর্যবেক্ষণের মাধ্যমে নিশ্চিত করা হয়েছে, যা কোনো বাহ্যিক চৌম্বক ক্ষেত্র প্রয়োগ করা ছাড়াই সম্ভব হয়েছে। এটি একটি গুরুত্বপূর্ণ অগ্রগতি, কারণ ব্যবহারিক ডিভাইসগুলোতে চৌম্বক ক্ষেত্র প্রয়োগ করা কঠিন হতে পারে।

এই গবেষণার তাৎপর্য সুদূরপ্রসারী। গবেষকদের মতে, এই নতুন পদ্ধতিটি আরও বেশি শক্তি-সাশ্রয়ী এবং ছোট আকারের ইলেকট্রনিক ডিভাইস তৈরির পথ খুলে দিতে পারে। "চৌম্বক ক্ষেত্র ছাড়াই ইলেকট্রন কাইরালিটি নিয়ন্ত্রণ করার ক্ষমতা স্পিনট্রনিক্সের (spintronics) জন্য নতুন সম্ভাবনা উন্মোচন করে," বলেছেন গবেষণার সহ-লেখক [অন্যান্য গবেষকের নাম - উৎসে দেওয়া নেই]। স্পিনট্রনিক্স হলো ইলেকট্রনিক্সের একটি ক্ষেত্র, যা তথ্য সংরক্ষণ এবং প্রক্রিয়াকরণের জন্য শুধুমাত্র চার্জের পরিবর্তে ইলেকট্রনের স্পিন ব্যবহার করে।

এই আবিষ্কারটি টপোলজিক্যাল সেমিমেটাল এবং তাদের অনন্য ইলেকট্রনিক বৈশিষ্ট্যগুলোর উপর পূর্ববর্তী গবেষণার উপর ভিত্তি করে তৈরি হয়েছে। বিজ্ঞানীরা কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এবং উন্নত সেন্সরসহ বিভিন্ন ক্ষেত্রে তাদের সম্ভাব্য প্রয়োগের জন্য এই উপাদানগুলো নিয়ে অনুসন্ধান করছেন। টপোলজিক্যাল ব্যান্ডের (topological bands) কোয়ান্টাম জ্যামিতি, যা এই গবেষণার একটি মূল উপাদান, সাম্প্রতিক বছরগুলোতে এটিও নিবিড় গবেষণার বিষয় হয়ে দাঁড়িয়েছে।

যদিও বর্তমান গবেষণা PdGa-এর উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করেছে, গবেষকরা মনে করেন যে কোয়ান্টাম জ্যামিতি ব্যবহার করে ইলেকট্রন কাইরালিটি নিয়ন্ত্রণের নীতিটি অন্যান্য টপোলজিক্যাল উপাদানের ক্ষেত্রেও প্রয়োগ করা যেতে পারে। তারা বর্তমানে এই নতুন প্রযুক্তির সক্ষমতা আরও পরিমার্জন এবং প্রসারিত করার জন্য অনুরূপ বৈশিষ্ট্যযুক্ত অন্যান্য উপাদান অনুসন্ধান করছেন। পরবর্তী পদক্ষেপগুলোতে ডিভাইস ডিজাইন অপ্টিমাইজ (optimize) করা এবং উচ্চ-গতির ইলেকট্রনিক্স এবং কোয়ান্টাম তথ্য প্রক্রিয়াকরণের মতো ক্ষেত্রগুলোতে সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশনগুলো অনুসন্ধান করা হবে।