গবেষকেরা একটি অভিনব পদ্ধতি উদ্ভাবন করেছেন যার মাধ্যমে অ-চৌম্বকীয় বস্তুর টপোলজিক্যাল ব্যান্ডের কোয়ান্টাম জ্যামিতি ব্যবহার করে ইলেকট্রনকে তাদের কাইরালিটির (chirality) উপর ভিত্তি করে পৃথক করা যায়। কাইরালিটি হলো স্পিনের সাথে সম্পর্কিত একটি বৈশিষ্ট্য। সম্প্রতি নেচার পত্রিকায় প্রকাশিত একটি নিবন্ধে এই যুগান্তকারী আবিষ্কারের বিশদ বিবরণ দেওয়া হয়েছে। এটি নতুন ইলেকট্রনিক ডিভাইস তৈরির পথ প্রশস্ত করবে যা চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রয়োজন ছাড়াই ইলেকট্রন প্রবাহকে নিয়ন্ত্রণ করতে পারে। সাধারণত এই ধরনের নিয়ন্ত্রণের জন্য চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রয়োজন হয়।

গবেষক দল, যাদের নাম প্রদত্ত সারসংক্ষেপে উল্লেখ করা হয়নি, সিঙ্গল-ক্রিস্টাল প্যালাডিয়াম গ্যালিয়াম (PdGa) দিয়ে তিনটি বাহুযুক্ত জ্যামিতিক আকারের ডিভাইস তৈরি করেছেন। এই ডিভাইসগুলি একটি অ-রৈখিক হল প্রভাব (nonlinear Hall effect) প্রদর্শন করে। অ-রৈখিক হল প্রভাব হলো এমন একটি ঘটনা যেখানে বৈদ্যুতিক প্রবাহ প্রয়োগ করা ভোল্টেজের সাথে সমানুপাতিক হয় না। এটি কাইরাল ফার্মিওনগুলির কোয়ান্টাম-জ্যামিতি-প্ররোচিত অস্বাভাবিক বেগগুলির কারণে ঘটে। এর ফলে ডিভাইসের বাইরের বাহুগুলিতে বিপরীতমুখী অস্বাভাবিক বেগ সম্পন্ন অনুপ্রস্থ কাইরাল কারেন্টগুলির স্থানিক পৃথকীকরণ ঘটে।

গবেষণার লেখকেরা লিখেছেন, "এটি বিপরীত ফার্মিওনিক কাইরালিটি সম্পন্ন কারেন্টগুলির বাস্তব-স্থানে পৃথকীকরণ করতে দেয়, যা আমরা কোনো চৌম্বক ক্ষেত্র ছাড়াই তাদের কোয়ান্টাম ইন্টারফেরেন্স পর্যবেক্ষণের মাধ্যমে প্রদর্শন করেছি।"

টপোলজিক্যাল সেমিমেটাল, যে উপাদানগুলি এই গবেষণায় ব্যবহৃত হয়েছে, সেগুলিতে টপোলজিক্যাল ব্যান্ড ক্রসিংগুলিতে বিপরীত কাইরালিটির ফার্মিওন থাকে। ঐতিহ্যগতভাবে, এই সিস্টেমগুলিতে কাইরাল ফার্মিওনিক পরিবহনকে নিয়ন্ত্রণ করার জন্য শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্র বা চৌম্বকীয় ডোপ্যান্টের প্রয়োজন হয়, যাতে অবাঞ্ছিত পরিবহন দমন করা যায় এবং বিভিন্ন চের্ন সংখ্যার (Chern numbers) অবস্থাগুলির মধ্যে ভারসাম্যহীনতা তৈরি করা যায়। চের্ন সংখ্যা হলো একটি টপোলজিক্যাল বৈশিষ্ট্য যা ইলেকট্রনের কোয়ান্টাম মেকানিক্যাল দশার সাথে সম্পর্কিত। এই নতুন পদ্ধতিটি কাইরালিটির মাধ্যমে ফার্মিওনগুলিকে পৃথক চের্ন-সংখ্যা-পোলারাইজড অবস্থায় ফিল্টার করতে টপোলজিক্যাল ব্যান্ডের কোয়ান্টাম জ্যামিতি ব্যবহার করে, যা আরও বেশি কার্যকরী এবং সম্ভাব্যভাবে কম শক্তি-intensive পদ্ধতি প্রদান করে।

এই গবেষণার তাৎপর্য উন্নত ইলেকট্রনিক এবং স্পিনট্রনিক ডিভাইসগুলির বিকাশে বিস্তৃত। চৌম্বক ক্ষেত্র ছাড়াই কাইরালিটির উপর ভিত্তি করে ইলেকট্রনকে পৃথক করার মাধ্যমে, নতুন ধরনের সেন্সর, সুইচ এবং অন্যান্য ইলেকট্রনিক উপাদান তৈরি করা সম্ভব। উপরন্তু, পৃথকীকৃত কাইরাল কারেন্টগুলি বিপরীত চিহ্নের অরবিটাল ম্যাগনেটাইজেশনও বহন করে, যা ন্যানোস্কেলে চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্যগুলি ম্যানিপুলেট করার সম্ভাবনা উন্মোচন করে।

গবেষকেরা মনে করেন যে ভবিষ্যতের কাজ ডিভাইস ডিজাইন অপ্টিমাইজ করা এবং অনুরূপ টপোলজিক্যাল বৈশিষ্ট্যযুক্ত অন্যান্য উপকরণ অনুসন্ধান করার উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করবে, যাতে এই কাইরাল ফার্মিওনিক ভালভের কার্যকারিতা আরও বাড়ানো যায় এবং এর ব্যবহারিক ক্ষেত্র প্রসারিত করা যায়। এই প্রযুক্তিতে চৌম্বক ক্ষেত্রের অনুপস্থিতি ছোট, দ্রুত এবং আরও বেশি শক্তি-সাশ্রয়ী ইলেকট্রনিক ডিভাইস তৈরি করতে পারে।