शोधकर्ताओं ने इलेक्ट्रॉनों को उनकी चिरैलिटी (chirality) के आधार पर अलग करने के लिए एक नई विधि विकसित की है, जो उनके स्पिन से संबंधित एक गुण है, और इसके लिए चुंबकीय क्षेत्रों की आवश्यकता नहीं है। नेचर (Nature) पत्रिका में प्रकाशित निष्कर्षों में, वैज्ञानिकों ने बताया कि कैसे उन्होंने पैलेडियम गैलियम (PdGa) नामक सामग्री में टोपोलॉजिकल बैंड (topological bands) के क्वांटम ज्यामिति (quantum geometry) का उपयोग करके फर्मियन (fermions) को फ़िल्टर किया, जो एक प्रकार का कण है जिसमें इलेक्ट्रॉन शामिल हैं, और उन्हें उनके चेर्न नंबर (Chern number) द्वारा ध्रुवीकृत विशिष्ट अवस्थाओं में विभाजित किया, जो एक टोपोलॉजिकल मात्रा है।
यह सफलता विपरीत फर्मियोनिक चिरैलिटी (fermionic chiralities) वाले करेंट (currents) के स्थानिक पृथक्करण की अनुमति देती है, एक ऐसा करतब जो उनके क्वांटम हस्तक्षेप के अवलोकन के माध्यम से प्रदर्शित किया गया। टीम ने तीन-भुजा ज्यामिति में सिंगल-क्रिस्टल (single-crystal) PdGa से उपकरण बनाए, जिसमें देखा गया कि क्वांटम ज्यामिति ने चिरल फर्मियन (chiral fermions) में असामान्य वेगों को प्रेरित किया, जिससे एक गैर-रेखीय हॉल प्रभाव (nonlinear Hall effect) उत्पन्न हुआ।
अध्ययन के लेखकों ने लिखा, "परिणामस्वरूप अनुप्रस्थ चिरल करेंट (transverse chiral currents), जिनमें विपरीत असामान्य वेग होते हैं, इस प्रकार उपकरण की बाहरी भुजाओं में स्थानिक रूप से अलग हो जाते हैं।" ये चिरल करेंट (chiral currents), जो विपरीत चेर्न नंबर (Chern number) अवस्थाओं में मौजूद हैं, विपरीत संकेतों के साथ कक्षीय चुंबकत्व (orbital magnetizations) भी ले जाते हैं।
टोपोलॉजिकल सिस्टम (topological systems) में चिरल फर्मियोनिक ट्रांसपोर्ट (chiral fermionic transport) में हेरफेर करने के पारंपरिक तरीके अक्सर मजबूत चुंबकीय क्षेत्रों या चुंबकीय डोपेंट (magnetic dopants) पर निर्भर करते हैं। इनका उपयोग अवांछित ट्रांसपोर्ट (transport) को दबाने और विपरीत चेर्न नंबर (Chern number) वाली अवस्थाओं के अधिभोग में असंतुलन पैदा करने के लिए किया जाता है। नई विधि सामग्री की आंतरिक क्वांटम ज्यामिति (quantum geometry) का दोहन करके इन आवश्यकताओं को दरकिनार कर देती है।
अनुसंधान टीम का मानना है कि यह खोज नए इलेक्ट्रॉनिक और स्पिनट्रोनिक (spintronic) उपकरणों के विकास को जन्म दे सकती है। ये उपकरण संभावित रूप से उन्नत कंप्यूटिंग और डेटा स्टोरेज (data storage) अनुप्रयोगों के लिए इलेक्ट्रॉन प्रवाह में हेरफेर करने के अधिक कुशल और नियंत्रणीय तरीके प्रदान कर सकते हैं। इस क्वांटम-ज्यामिति-संचालित चिरल फर्मियोनिक वाल्व (quantum-geometry-driven chiral fermionic valve) और अन्य सामग्रियों के लिए इसकी प्रयोज्यता की पूरी क्षमता का पता लगाने के लिए आगे अनुसंधान जारी है।
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