शोधकर्ताओं ने टोपोलॉजिकल पदार्थों की अद्वितीय क्वांटम ज्यामिति का उपयोग करके, इलेक्ट्रॉनों को उनकी चिरैलिटी (chirality) के आधार पर अलग करने के लिए एक नई विधि विकसित की है, चिरैलिटी उनके स्पिन से संबंधित एक गुण है। नेचर (Nature) में हाल ही में प्रकाशित एक लेख में विस्तृत यह सफलता, चुंबकीय क्षेत्रों की आवश्यकता के बिना विपरीत फर्मियोनिक चिरैलिटी (fermionic chiralities) वाली धाराओं के स्थानिक पृथक्करण की अनुमति देती है, जिससे संभावित रूप से इलेक्ट्रॉनिक उपकरण डिजाइन में क्रांति आ सकती है।

टीम, जिसके सदस्यों का नाम दिए गए सार में नहीं है, ने तीन-भुजा ज्यामिति में सिंगल-क्रिस्टल PdGa से उपकरण बनाकर इसे हासिल किया। यह विशिष्ट ज्यामिति चिरल फर्मियन के क्वांटम-ज्यामिति-प्रेरित असामान्य वेगों का लाभ उठाती है, जिससे एक गैर-रेखीय हॉल प्रभाव उत्पन्न होता है। परिणामस्वरूप अनुप्रस्थ चिरल धाराएँ, जिनमें विपरीत असामान्य वेग होते हैं, फिर उपकरण की बाहरी भुजाओं में स्थानिक रूप से अलग हो जाती हैं।

सार में शामिल एक बयान में कहा गया है, "यह शोध उनके अंतर्निहित क्वांटम गुणों के आधार पर इलेक्ट्रॉनों में हेरफेर करने की संभावना को दर्शाता है, जो उन्नत इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए नए रास्ते खोलता है।"

इस शोध का महत्व चिरल पृथक्करण के पारंपरिक तरीकों से इसके प्रस्थान में निहित है, जो अक्सर मजबूत चुंबकीय क्षेत्रों या चुंबकीय डोपेंट पर निर्भर करते हैं। ये विधियाँ अपनी ऊर्जा खपत और उपकरण प्रदर्शन के साथ संभावित हस्तक्षेप के कारण सीमित हो सकती हैं। क्वांटम ज्यामिति का उपयोग करने वाला नया दृष्टिकोण, इलेक्ट्रॉन प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए अधिक ऊर्जा-कुशल और संभावित रूप से अधिक सटीक तरीका प्रदान करता है।

टोपोलॉजिकल सेमीमेटल, इस प्रयोग में उपयोग की जाने वाली सामग्री, अद्वितीय इलेक्ट्रॉनिक बैंड संरचनाओं द्वारा अभिलक्षित हैं, जिनमें ऐसे बिंदु हैं जहाँ बैंड क्रॉस करते हैं। ये क्रॉसिंग विपरीत चिरैलिटी वाले फर्मियन को होस्ट करते हैं। इन बैंड की क्वांटम ज्यामिति चिरैलिटी द्वारा फर्मियन को अलग-अलग चेर्न-नंबर-ध्रुवीकृत अवस्थाओं में फ़िल्टर करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है, जो पृथक्करण प्रक्रिया के लिए आवश्यक हैं।

टीम ने इन अलग-अलग चिरल धाराओं के क्वांटम हस्तक्षेप को देखा, जिससे उनकी विधि की प्रभावशीलता की और पुष्टि हुई। यह अवलोकन किसी भी चुंबकीय क्षेत्र की अनुपस्थिति में किया गया था, जो अधिक कुशल और कम ऊर्जा-गहन इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के निर्माण की क्षमता को उजागर करता है।

इस शोध के निहितार्थ स्पिनट्रॉनिक्स और क्वांटम कंप्यूटिंग सहित विभिन्न क्षेत्रों तक फैले हुए हैं। चिरल धाराओं को नियंत्रित और हेरफेर करने की क्षमता से उन्नत कार्यात्मकताओं वाले नए प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का विकास हो सकता है। आगे का शोध उपकरण डिजाइन को अनुकूलित करने और पृथक्करण दक्षता बढ़ाने और अनुप्रयोगों की सीमा का विस्तार करने के लिए अन्य टोपोलॉजिकल सामग्रियों की खोज पर ध्यान केंद्रित करेगा।