எலக்ட்ரான் ஏற்றஇறக்கங்கள் படிக அதிர்வுகளை சமச்சீர் விதிகளை மீற வைக்கின்றன: இயற்பியலாளர்கள்

படிகங்களுக்குள் சமச்சீர் கடுமையான விதிகளை அமைக்கிறது; அவற்றுள் ஒன்று, சில கூட்டு அணு அதிர்வுகள் ஒன்றையொன்று பாதிக்காமல் வழக்கமாகத் தடுக்கிறது. இந்த விதிகளைத் தளர்த்த முடியும் என Nature Physics இதழில் வெளியான ஆய்வு காண்கிறது. டெக்சாஸ் பல்கலைக்கழகம் (ஆஸ்டின்) மற்றும் ஹாம்பர்க்கில் உள்ள மேக்ஸ் பிளாங்க் அமைப்பு-இயக்கவியல் நிறுவனம் ஆகியவற்றின் ஆய்வாளர்கள், எலக்ட்ரானிய ஏற்றஇறக்கங்கள், சமச்சீர் வழக்கமாகப் பிரித்துவைக்கும் அதிர்வுகளுக்கு இடையே ஓர் இயங்கு தொடர்பை உருவாக்க முடியும் எனக் காட்டினர்.

அறை வெப்பநிலையிலேயே ஒரு அசாதாரண நிலைக்கு அமையும் அடுக்குப் பொருளை குழு ஆய்வு செய்தது. அந்த நிலையில், அயனிகளும் எலக்ட்ரான்களும் அலை போன்ற ஒரு நிலையான வடிவத்தில் — சார்ஜ்-டென்சிட்டி வேவ் (charge-density wave, CDW) — பூட்டிக்கொள்கின்றன; இது டேவிட் நட்சத்திரம் போன்ற கொத்துகளாகத் தோன்றுகிறது. இந்தக் கொத்துகள் இரண்டு திசைகளில் ஒன்றை நோக்கி அமையலாம்; இதனால் படிகத்துக்கு ஃபெரோஆக்சியல் ஒழுங்கு எனப்படும் ஓர் உள் கைவழக்கம் (இடது/வலது சாய்வு) கிடைக்கிறது. காந்தத்தைப் போலல்லாமல், இந்த ஒழுங்கு மின் அல்லது காந்தப் புலங்களுக்கு எதிர்வினையாற்றாது; அதனால் வழக்கமான ஒளிச் சோதனைகளால் இதை ஆராய்வது மிகக் கடினம். எனினும், இந்தக் கொத்துகள் அலையின் வலிமையை மாற்றும் ஒரு இயக்கத்தில் — ஆம்ப்ளிடூடான் என்பதில் — ஒன்றாக அதிரலாம்.

இதை ஆராய, குறிப்பிட்ட ஹெலிசிட்டி — கடிகார/எதிர்-கடிகார திசையில் சுழலும் துருவமுனைப்பு — கொண்ட ஒளியை ஆய்வாளர்கள் சிதறடித்தனர். ஒளியின் கைவழக்கம் படிகத்தின் கைவழக்கத்துடன் பொருந்தியபோது சில அதிர்வுகள் வலுவாக எதிர்வினையாற்றின; இதனால் தனித்தனி ஃபெரோஆக்சியல் பகுதிகளை வரைபடமாக்க முடிந்தது. வெப்பநிலையை மாற்றி ஆம்ப்ளிடூடானின் ஆற்றலைச் சரிசெய்தனர்; அந்த ஆற்றல் ஒரு சாதாரண படிக அதிர்வுடன் ஒத்தபோது, இடது- வலது-கை எதிர்வினைகளுக்கு இடையிலான வேறுபாடு உச்சத்தை அடைந்தது.

அப்போது, ஆம்ப்ளிடூடான் ஒரு ஒத்ததிர்வுப் பாலமாகச் செயல்பட்டு, அணு இயக்கங்களின் குறைந்த ஆற்றலையும் எலக்ட்ரானியப் பகுதியின் அதிக ஆற்றலையும் இணைத்து, சமச்சீர் வழக்கமாகத் தடுக்கும் அதிர்வுகளைச் சேர்க்கிறது என கோட்பாட்டாளர்கள் விளக்குகின்றனர். இந்த விளைவு அறை வெப்பநிலையிலேயே செயல்படுவதால், மீவிரைவு லேசர் துடிப்புகளைக் குறிப்பிட்ட ஆற்றல்களுக்குச் சரிசெய்வதன் மூலம் இத்தகைய இடைவினைகளை இயக்கலாம் என்றும், ஒளியால் குவாண்டம் நிலைகளைக் கட்டுப்படுத்த இது வழிவகுக்கலாம் என்றும் ஆய்வாளர்கள் கூறுகின்றனர்.