நூற்றாண்டு கால இயற்பியல் விதிக்குப் புதிய பரிமாணம்

கார்னகி மெலான் பல்கலைக்கழக இயற்பியலாளர்கள், 1879-ல் கண்டறியப்பட்ட ஹால் இபெக்ட் எனும் நிகழ்வின் எதிர்பாராத புதிய வடிவத்தைக் கண்டறிந்துள்ளனர். பொருட்களின் மின், காந்தப் பண்புகளை ஆய்வு செய்யப் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் இந்த நிகழ்வு குறித்த நூற்றாண்டு கால அனுமானத்தை இக்கண்டுபிடிப்பு எதிர்க்கிறது. நேச்சர் மெட்டீரியல்ஸ் இதழில் வெளியான இந்த ஆய்வு, மின்னணுவியல், போக்குவரத்து மற்றும் மருத்துவப் படவியலுக்கான எளிய, நெகிழ்வான காந்தப்புல சென்சார்களை உருவாக்க உதவக்கூடும்.

ஒரு பொருளின் தளத்திற்குச் செங்குத்தாக காந்தப்புலம் செலுத்தப்படும்போது, அதன் வழியாகச் செல்லும் மின்னோட்டத்தில் உள்ள சார்ஜ்கள் விலகி, அளவிடக்கூடிய மின்னழுத்தத்தை உருவாக்குவதே ஹால் இபெக்ட் ஆகும். நூறாண்டுக்கும் மேலாக, காந்தப்புலம் பொருளின் தளத்திற்குச் செங்குத்தாக இருக்கும்போது மட்டுமே இந்த நிகழ்வு வேலை செய்யும் என விஞ்ஞானிகள் நம்பினர். சிம்ரன்ஜீத் சிங் தலைமையிலான கார்னகி மெலான் இயற்பியல் துறை ஆய்வாளர்கள், காந்தப்புலம் தளத்திற்கு இணையாக (in-plane) இருக்கும்போதும் ஒரு பதில் ஏற்படுவதை இப்போது நிரூபித்துள்ளனர்.

இந்த இணையான-தள விளைவை நிரூபிக்க, ஜோதி காடோச்சுடன் இணைந்து பணியாற்றிய இக்குழு, டான்டலம் இரிடியம் டெலூரைடு (TaIrTe4) எனும் பொருளிலிருந்து மிக மெல்லிய சாதனங்களை உருவாக்கியது. இந்தப் பொருள் இந்த விளைவை உருவாக்கத் தேவையான படிக அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது. இதை சில அணு அடுக்குகள் அளவுக்குக் குறைத்து, Cr2Ge2Te6 (CGT) எனும் காந்தப் பொருள் அடுக்குடன் இணைத்தனர். இரு அடுக்குகளும் மிக நெருக்கமாக இருப்பதால், காந்தப் பொருள் அடுக்கிலிருந்து காந்தத்தன்மை காந்தமற்ற அடுக்கிற்கும் பரவுகிறது; அதே நேரம் அந்த அடுக்கு தனது தனித்துவமான மின்னணு பண்புகளையும் தக்கவைக்கிறது.

இந்தச் சாதனங்களுக்குள், வழக்கமான ஹால் சிக்னலையும், பொருளின் தளத்திற்கு இணையான காந்தமயமாக்கலுடன் தொடர்புடைய புதிய வகை சிக்னலையும் ஆய்வாளர்கள் கண்டறிந்தனர். அதாவது, ஒரே மெல்லிய சாதனத்தால் ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட அச்சுகளில் காந்தப்புலங்களை உணர முடியும். முன்பு இதற்கு இரண்டு தனித் தனி சென்சார்கள் தேவைப்பட்டன.

சுபாயு சட்டர்ஜியின் தத்துவார்த்த மாதிரியாக்கம், இரு பொருட்களையும் இணைப்பதால் அவற்றின் கூட்டு சமச்சீர்மை குறைவதைக் கண்டறிந்தது. இது இடைமுகத்தில் கூடுதல் ஸ்பின்-ஆர்பிட் கப்ளிங் ஏற்பட அனுமதிக்கிறது — இது எலக்ட்ரானின் இயக்கத்திற்கும் அதன் குவாண்டம் சுழற்சிக்கும் இடையிலான தொடர்பு. இதன் விளைவாக, CGT அடுக்கு குறைந்த வெப்பநிலையில் காந்தமாக மாறும்போது இணையான-தள விளைவு தோன்றுகிறது.