موڑ کے ساتھ اسکیننگ پروب الیکٹران کے موج نما رویے کا مشاہدہ کرتی ہے۔

جب ٹنلنگ خوردبین سکیننگ 1980 کی دہائی میں اس کا آغاز ہوا، نتیجہ نینو ٹیکنالوجی اور کوانٹم ڈیوائس ریسرچ میں ایک دھماکہ تھا۔ اس کے بعد سے، دوسری قسم کی اسکیننگ پروب خوردبین تیار کی گئی ہیں اور انہوں نے مل کر محققین کو الیکٹران کی نقل و حمل کے نظریات کو واضح کرنے میں مدد کی ہے۔ لیکن یہ تکنیک ایک ہی نقطہ پر الیکٹران کی جانچ کرتی ہے، اس طرح انہیں ذرات کے طور پر دیکھتی ہے اور صرف ان کی لہر کی نوعیت کو بالواسطہ طور پر دیکھتی ہے۔ اب، اسرائیل میں ویزمین انسٹی ٹیوٹ آف سائنس کے محققین نے ایک نئی سکیننگ پروب بنائی ہے - کوانٹم ٹوئسٹنگ مائیکروسکوپ - جو الیکٹرانوں کی کوانٹم لہر کی خصوصیات کا براہ راست پتہ لگاتی ہے۔

"یہ مؤثر طریقے سے ایک اسکیننگ پروب ٹِپ ہے جس کی چوٹی پر ایک انٹرفیرومیٹر ہے،" کہتے ہیں ساحل الانی، ٹیم لیڈر۔ محققین نے اسکیننگ پروب کے ٹپ کو الٹراتھن گریفائٹ، ہیکساگونل بوران نائٹرائڈ اور وین ڈیر والز کرسٹل جیسے گرافین کے ساتھ ڈھانپ دیا ہے، جو 200 این ایم کے ارد گرد فلیٹ ٹاپ کے ساتھ خیمے کی طرح ٹپ کے اوپر آسانی سے فلاپ ہو جاتا ہے۔ فلیٹ اینڈ ڈیوائس کے انٹرفیرومیٹر فنکشن کی کلید ہے۔ نمونے میں ایک نقطہ اور نوک کے درمیان الیکٹران سرنگ کرنے کے بجائے، الیکٹران لہر کا فنکشن بیک وقت متعدد پوائنٹس پر سرنگ کر سکتا ہے۔

"کافی حیرت انگیز طور پر ہم نے پایا کہ فلیٹ اینڈ قدرتی طور پر محور ہوتا ہے تاکہ یہ ہمیشہ نمونے کے ساتھ متوازی رہتا ہے،" کہتے ہیں۔ جان برک بیک، اس کام کی وضاحت کرنے والے ایک مقالے کے متعلقہ مصنف۔ یہ خوش قسمتی ہے کیونکہ کوئی بھی جھکاؤ سرنگ کے فاصلے کو بدل دے گا اور اس وجہ سے سطح مرتفع کے ایک طرف سے دوسری طرف طاقت ہو گی۔ برک بیک کا کہنا ہے کہ "یہ سرنگ کے ان راستوں کی مداخلت ہے، جیسا کہ ماپا کرنٹ میں شناخت کیا گیا ہے، جو ڈیوائس کو اس کی منفرد کوانٹم ویو پروبنگ فنکشن دیتا ہے،" برک بیک کہتے ہیں۔

ڈبل سلٹ تجربہ

یہ مداخلت ایک اسکرین پر برقیوں کو فائر کرنے کے اثرات کے مترادف ہے جس میں دو سلٹ ہوتے ہیں، جیسا کہ مشہور ینگ کے ڈبل سلٹ تجربہ، جیسا کہ ایریز برگ وضاحت کرتا ہے برگ، کے ساتھ مل کر ایڈی اسٹرن, بنگھائی یان اور یوول اوریگ نئے آلے کی نظریاتی تفہیم کی قیادت کی۔

اگر آپ پیمائش کرتے ہیں کہ ذرہ کس کٹے سے گزرتا ہے - جیسا کہ اسکیننگ کی دیگر تحقیقاتی تکنیکوں کی پیمائش کے ساتھ کیا ہوتا ہے - لہر کا رویہ ختم ہوجاتا ہے اور آپ صرف ذرہ دیکھتے ہیں۔ تاہم، اگر آپ ذرات کو اس کی کراسنگ پوزیشن کے ساتھ گزرنے کے لیے چھوڑ دیتے ہیں، تو دو دستیاب راستے تعمیری اور تباہ کن مداخلت کا ایک نمونہ پیدا کرتے ہیں جیسا کہ لہریں جو ایک تالاب میں ساتھ ساتھ گرے دو کنکروں سے نکلتی ہیں۔

برگ کا کہنا ہے کہ "چونکہ الیکٹران صرف اس جگہ سرنگ کر سکتا ہے جہاں اس کی رفتار تحقیقات اور نمونے کے درمیان ملتی ہے، اس لیے ڈیوائس براہ راست اس پیرامیٹر کی پیمائش کرتی ہے، جو کہ الیکٹران کے اجتماعی رویے کی وضاحت کرنے والے نظریات کے لیے کلیدی حیثیت رکھتا ہے۔"

درحقیقت ایک الیکٹران کی رفتار کو اس کے دستیاب سرنگ کے راستوں کی مداخلت کا استعمال کرتے ہوئے ماپنے کا خیال اس کے کام کا ہے۔ 1990 کی دہائی میں کیلٹیک میں جم آئزن اسٹائن. تاہم، Weizmann کے محققین نے اس کے بعد سے دو دھماکہ خیز پیش رفت کی بدولت کچھ اہم اختراعات کے ساتھ چیزوں کو کئی گیئرز پر منتقل کیا۔ یہ ہیں گرافین کی تنہائی اسی طرح کے جوہری طور پر پتلے وین ڈیر والز کرسٹل میں تحقیق کو تیز کرنا؛ اور بعد میں ایک موڑ کے تجرباتی طور پر مشاہدہ شدہ اثرات پرتوں والے وین ڈیر والز مواد کی واقفیت میں۔

جب ایک موڑ کے ساتھ تہہ کیا جاتا ہے، تو گرافین جیسے مواد سے ایک موئیر جالی بنتی ہے، اس لیے اس کا نام ٹیکسٹائل کے نام پر رکھا گیا ہے جہاں کپڑے کا جال تھوڑا سا رجسٹر سے باہر ہے اور آپ کی آنکھوں پر مضحکہ خیز اثرات مرتب کرتے ہیں۔ ان moiré 2D مواد میں الیکٹران اس اضافی مصنوعی moiré جالی کی صلاحیت کے تابع ہیں، جس کی مدت موڑ کے زاویہ سے طے ہوتی ہے۔ لہذا کوانٹم ٹوئسٹنگ مائکروسکوپ پر پیزو الیکٹرک روٹیٹر کا استعمال کرتے ہوئے وین ڈیر والز کرسٹل کی دو تہوں کے درمیان رشتہ دار زاویوں کو گھما کر رفتار میں اس سے کہیں زیادہ وسیع رینج کی پیمائش کرنا ممکن بناتا ہے جو پہلے استعمال کیے گئے مقناطیسی شعبوں کے ساتھ ممکن تھا، اور ساتھ ہی بہت سی چیزوں کی تلاش دیگر الیکٹرانک مظاہر بھی. نیٹی ڈیوائس مختلف وین ڈیر والز کرسٹل اور دیگر کوانٹم مواد کی ایک رینج کا مطالعہ کرنا بھی آسان بناتی ہے۔

مسئلے سے حل تک

موڑ کے اثرات کی دریافت کے بعد، لوگ مختلف موڑ کے زاویوں پر مواد کے ساتھ تجربہ کرنے کے خواہشمند تھے۔ تاہم انہیں ہر موڑ کے زاویے کے لیے ہر ڈیوائس کو نئے سرے سے تیار کرنے کے محنت کش عمل سے گزرنا پڑا۔ اگرچہ یہ ممکن تھا کہ زاویوں کے ذریعے موڑنا ایک واحد آلہ ہے، لیکن موڑ بعض زاویوں پر مقفل ہو جاتا ہے جہاں، یہ بنیادی طور پر تجربے کے لیے ختم ہو جاتا ہے۔ کوانٹم ٹوئسٹنگ مائیکروسکوپ میں نوک پر جوہری طور پر پتلا مواد سرے کے اطراف کے ساتھ ساتھ سرے پر بھی مضبوط چپکنے والا ہوتا ہے، تاکہ خالص قوتیں آسانی سے تحقیقات اور نمونے کی دو وین ڈیر وال کرسٹل تہوں کے درمیان کشش سے کہیں زیادہ ہو جائیں، یہاں تک کہ ان کے لیے بھی۔ سب سے پرکشش موڑ زاویہ. یہ اس طرح کے من گھڑت چیلنجز تھے جن سے نمٹنے کے لیے ویزمین کے محققین اصل میں نکلے تھے۔

'جادو زاویہ گرافین' کی دریافت جو اعلی درجہ حرارت والے سپر کنڈکٹر کی طرح برتاؤ کرتی ہے طبیعیات کی دنیا سال 2018 کی پیش رفت

بٹی ہوئی گرافین کا علمبردار کوری ڈینجو اس تحقیق میں شامل نہیں تھا، بیان کرتا ہے کہ کس طرح بٹی ہوئی پرت کے نظام کی کچھ سب سے زیادہ تفصیلی تفہیم ان پر اسکیننگ پروبس سے آ رہی ہے۔ اس طرح سے ہر ایک خطہ اس کے منفرد ہونے کے باوجود بے قابو موڑ کے ساتھ شناخت کیا جا سکتا ہے اور اسے اس کا اپنا آلہ سمجھا جا سکتا ہے۔ کولمبیا یونیورسٹی کے ڈین کہتے ہیں، "وائزمین کے نقطہ نظر میں، انہوں نے یہ قدم واقعی ایک تخلیقی نئی سمت کی طرف اٹھایا ہے جہاں موڑ زاویہ کنٹرول اور سپیکٹروسکوپک تجزیہ کو ایک ہی پلیٹ فارم میں ضم کر دیا گیا ہے۔" "یہ خیال، کہ آلہ بھی ایک آلہ ہے، گاڑھا مادے کے نظام میں ایک نایاب اور دلچسپ مجموعہ ہے۔" وہ اس بات پر بھی روشنی ڈالتا ہے کہ ڈیوائس بٹی ہوئی پرت کے نظام تک محدود نہیں ہے۔

الانی اپنی ٹیم کی ایجاد کے بارے میں کہتے ہیں، "سچ پوچھیں تو ہم ہر ہفتے ایک نئی قسم کی پیمائش دریافت کرتے ہیں جو آپ کوانٹم ٹوئسٹنگ مائیکروسکوپ سے کر سکتے ہیں - یہ ایک بہت ہی ورسٹائل ٹول ہے"۔ مثال کے طور پر، محققین دباؤ کے اثرات کو دریافت کرنے کے لیے ٹپ کو نیچے دبا سکتے ہیں، جس سے وین ڈیر والز تہوں کے درمیان فاصلہ کم ہو جاتا ہے۔ برک بیک کہتے ہیں، "دباؤ کے ساتھ 2D مواد پر تجربات کیے گئے ہیں، جادوئی زاویہ گرافین کے تناظر میں بھی،" برک بیک کہتے ہیں، جیسا کہ وہ کم درجہ حرارت پر ڈوب جانے والے تیل کے چیمبروں میں پسٹن کے تجربات کا حوالہ دیتے ہیں جنہیں ہر دباؤ کی قدر کے لیے شروع سے دوبارہ ترتیب دینے کی ضرورت ہے۔ "ہم کوانٹم ٹوئسٹنگ مائیکروسکوپ کے ساتھ تقابلی دباؤ تک پہنچ چکے ہیں لیکن اب اسے تیزی سے اور مسلسل ٹیون کرنے کی صلاحیت کے ساتھ۔ سائٹ".

میں نتائج کی اطلاع دی گئی ہے۔ فطرت، قدرت.

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹو بلاک چین۔ Web3 Metaverse Intelligence. علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://physicsworld.com/a/scanning-probe-with-a-twist-observes-electrons-wavelike-behaviour/