கண்ணாடிப் படத்தை எடுப்பதன் மூலம் சுழல் கட்டமைப்பின் கைத்தன்மை தலைகீழாக மாற்றப்படுகிறது. ஒரு ஸ்பின் கைராலிட்டி, இது எதிரெதிர்-சுழல் ஜோடியால் குறிப்பிடப்படுகிறது, இது கண்ணாடிப் படத்தை எடுப்பதன் மூலம் மட்டுமல்ல, நேரத்தை பின்னோக்கி இயக்குவதன் மூலமும் தலைகீழாக மாற்றப்படுகிறது, இது சுழல் அமைப்பில் இல்லை. மாற்று மின்னோட்ட தூண்டுதலின் கீழ் ஒரு கைரல் சூப்பர் கண்டக்டரில் அளவீடுகள் மூலம் அத்தகைய சுழல் கைராலிட்டி ஒரு கட்டமைப்பு கைராலிட்டியுடன் இணைக்கப்பட்டதாகக் காட்டப்பட்டது. கடன்: ஹிரோஷி யமமோட்டோ, மூலக்கூறு அறிவியல் நிறுவனம்

எலக்ட்ரான் சுழல்கள் கண்ணாடி இல்லாமல் சிரல் மூலக்கூறுகளை பிரதிபலிக்கின்றன.

மருந்து கண்டுபிடிப்பு மற்றும் காட்சி தொழில்நுட்பம் போன்ற ஆராய்ச்சியின் பல்வேறு பகுதிகளில் மூலக்கூறுகள் மற்றும் படிகங்களின் கைராலிட்டியின் கட்டுப்பாடு முக்கியமானது. சமீபத்திய காலங்களில், சிரல் மூலக்கூறுகளின் கைத்தன்மையை (இடது அல்லது வலது) வேறுபடுத்துவதற்கு காந்தங்களைப் பயன்படுத்த புதுமையான முயற்சிகள் செய்யப்பட்டுள்ளன, இது வழக்கமான இரசாயன முறைகளுக்கு மாற்றாக உள்ளது. இருப்பினும், இந்த புதிய அணுகுமுறையின் பின்னணியில் உள்ள இயற்பியல் விவாதத்திற்குரிய தலைப்பு மற்றும் அதன் வழிமுறை இன்னும் உறுதிப்படுத்தப்படவில்லை. இந்த கருதுகோளைச் சரிபார்ப்பது காந்தம் சார்ந்த கைராலிட்டிக் கட்டுப்பாட்டை மேம்படுத்துவதற்கும், பரந்த அளவிலான பொருட்களுக்கு அதன் பயன்பாட்டிற்கும் முக்கியமானது.

“கருதுகோளைச் சோதிக்க, நீங்கள் எலக்ட்ரான் சுழல்களை ஒரு சிரல் மூலக்கூறில் வரைபடமாக்க வேண்டும். ஒரு பெரிய சிரமம் என்னவென்றால், சிரல் மூலக்கூறுகள் மிகச் சிறியவை, நீங்கள் அவ்வாறு செய்ய முடியாது. குழுத் தலைவர் பேராசிரியர் ஹிரோஷி யமமோட்டோ விளக்குகிறார். “அதற்கு பதிலாக, நாங்கள் ஒரு ஆர்கானிக் சிரல் சூப்பர் கண்டக்டரை ஒரு மாபெரும் சிரல் மூலக்கூறாக எடுத்துக் கொண்டோம்” என்று அவர் கூறுகிறார்.

எலக்ட்ரான் சுழல்களை உறுதிப்படுத்துவதற்கு எலக்ட்ரான்கள் முழு அமைப்பிலும் ஒன்றோடொன்று தொடர்புடையதாக இருக்க வேண்டும் அல்லது தலையிட வேண்டும். ஒரு சூப்பர் கண்டக்டிங் நிலையில், எலக்ட்ரான்களின் நீண்டகால ஒத்திசைவு மூலம் குறுக்கீடு தொடர்கிறது; பல எலக்ட்ரான்கள் ஒரு குவாண்டம்-மெக்கானிக்கல் அலையாக சரிந்து, நீண்ட தூரத்தில் குறுக்கீடு செய்யும் திறனை கூட்டாக வைத்திருக்கின்றன. இந்த அம்சம் சிரல் மூலக்கூறுகளை விட மிகப் பெரிய நீள அளவில் ஒரு ஆர்கானிக் சிரல் சூப்பர் கண்டக்டரில் சுழல் விநியோகத்தை முன்மாதிரியாக செயல்படுத்தலாம்.

“சமீபத்திய நுட்பங்களின் கலவையின் மூலம், நாங்கள் இறுதியாக சுழல் துருவமுனைப்புகளைக் கண்டறிந்தோம்,” என்கிறார் Ph.D. வேட்பாளர் Ryota Nakajima, முன்னணி எழுத்தாளர். “முன்மொழியப்பட்ட கருதுகோளுடன் ஒரு சிறந்த கடிதப் பரிமாற்றத்தால் நாங்கள் ஆச்சரியப்படுகிறோம். சிரல் சூப்பர் கண்டக்டர்களின் வெவ்வேறு கைகளுக்கு வெவ்வேறு சுழல் விநியோகங்களைக் கண்டறிந்தோம்.”

“கவனிக்கப்பட்ட சுழல் விநியோகம் சிரல் அங்கீகாரத்திற்கு பொருத்தமானது” என்று இரண்டு தொடர்புடைய ஆசிரியர்களில் ஒருவரான உதவி பேராசிரியர் டெய்ச்சி ஹிரோப் விவரிக்கிறார். “கையைப் பொறுத்து, இரண்டு சுழல் துருவமுனைப்புகள் ஒரு சூப்பர் கண்டக்டரின் இரு விளிம்புகளிலும் நேருக்கு நேர் அல்லது பின்னோக்கி அமர்ந்திருக்கும். இந்த தனித்துவமான உள்ளமைவு கைரல் மூலக்கூறுகளுக்கு அனுமானிக்கப்பட்டுள்ளது, ஆனால் அது சரிபார்க்கப்படவில்லை. ஒரு கைரல் படிக கட்டமைப்பின் எந்த சுழற்சியின் கீழும் இத்தகைய சுழல் உள்ளமைவு மாறாமல் இருக்கும், இது முன்னர் அறிவிக்கப்பட்ட ஒரு திரவத்தில் காந்தம் சார்ந்த கைரல் அங்கீகாரத்திற்கு முக்கியமாகும்.

பேராசிரியர் ஹிரோஷி யமமோட்டோ, கைராலிட்டிக்கும் காந்தத்திற்கும் இடையே உள்ள நுட்பமான தொடர்பைப் புரிந்து கொள்வதில் அணியின் சாதனையை ஒரு பெரிய முன்னேற்றமாகக் கருதுகிறார். “சுழல் விநியோகங்களிலிருந்து உருவாக்கப்பட்ட கைராலிட்டி அமைப்புக்கு வெளியே இருந்து மூலக்கூறு / படிக கைராலிட்டியை அங்கீகரிக்க உதவுகிறது. இது கவனமாக பரிசீலிக்காமல் இயற்பியல் விதியை மீறுவதாக தோன்றுகிறது.

ஸ்பின் தொடர்பான கைராலிட்டிக்காக “டி-ஒற்றைப்படை கைராலிட்டி”யை ஆராய்ச்சிக் குழு உருவாக்கியது, டைம்-ரிவர்சல் ஆபரேஷன் “டி” மூலம் சுழல்கள் தலைகீழாக மாற்றப்படுகின்றன என்ற உண்மையைக் குறிப்பிட்டது. அவர்களின் கண்டுபிடிப்பு எதிர்கால சூப்பர் கண்டக்டிங் ஸ்பின்ட்ரோனிக்ஸில் பயன்பாட்டைக் கண்டறியும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.

குறிப்பு: ஆர். நகாஜிமா, டி. ஹிரோப், ஜி. கவாகுச்சி, ஒய். நபே, டி. சடோ, டி. நருஷிமா, எச். ஒகமோட்டோ மற்றும் எச்.எம். யமமோட்டோ, 18 ஆகியோரால் “ஜெயிண்ட் ஸ்பின் துருவமுனைப்பு மற்றும் ஒரு ஜோடி எதிர்பரல் ஸ்பின்கள் ஒரு சிரல் சூப்பர் கண்டக்டரில்” ஜனவரி 2023, இயற்கை.
DOI: 10.1038/s41586-022-05589-x

ஜப்பானின் ஜேஎஸ்பிஎஸ் ககென்ஹி, ஜப்பானின் பிரஸ்டோ ஜேஎஸ்டி மற்றும் ஜப்பானின் எராட்டோ ஜேஎஸ்டி ஆகியவற்றிலிருந்து அறிவியல் ஆராய்ச்சிக்கான மானியங்கள் இந்த ஆய்வுக்கு நிதியளித்தன.