प्रकार I का अतिचालक पहली बार समय सममिति को तोड़ता पाया गया

द्वारा संपादित: Svitlana Velhush

भारतीय संस्थान IISER भोपाल की प्रयोगशाला में वैज्ञानिकों ने यिटरबियम डाइएंटिमोनाइड YbSb₂ के क्रिस्टल संश्लेषित किए और एक अप्रत्याशित व्यवहार पाया: यह पदार्थ लगभग माइनस 272 डिग्री सेल्सियस तापमान पर अतिचालक अवस्था में चला गया और साथ ही स्वतः ही अपने भीतर अत्यंत सूक्ष्म चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न कर लिए।

सामान्य अतिचालकों को चुंबकीय क्षेत्र के प्रति उनकी प्रतिक्रिया के आधार पर दो वर्गों में बाँटा जाता है। प्रकार I एक निश्चित सीमा पर अचानक अपनी अतिचालकता खो देता है, जबकि प्रकार II चुंबकीय भँवरों को भीतर घुसने देता है। अब तक समय-उत्क्रमण सममिति का टूटना — अर्थात् समय को उलटने पर भौतिक नियमों का भिन्न रूप में दिखना — केवल अपरंपरागत प्रकार II अतिचालकों का लक्षण माना जाता था।

म्यूऑन स्पिन स्पेक्ट्रोस्कोपी के एक प्रयोग में, बिना किसी बाहरी क्षेत्र के, उपकरणों ने अतिचालक अवस्था में संक्रमण के ठीक क्षण में चुंबकीय क्षेत्रों का स्वतः प्रकट होना दर्ज किया। यह समय सममिति के टूटने का सीधा प्रमाण है, क्योंकि समय उलटने पर चुंबकीय क्षेत्र अपनी दिशा बदल देता है।

ऊष्मा-धारिता और प्रतिरोध के अतिरिक्त मापनों ने पुष्टि की कि YbSb₂ पूर्णतः वर्जित ऊर्जा अंतराल वाला एक चिरप्रतिष्ठित प्रकार I अतिचालक बना हुआ है। इसमें इलेक्ट्रॉन अपरंपरागत त्रिक (ट्रिपलेट) कूपर युग्म बनाते हैं, जिनके स्पिन एक-दूसरे की भरपाई नहीं करते और अपना स्वयं का चुंबकीय आघूर्ण उत्पन्न करते हैं।

सैद्धांतिक गणनाओं से पता चला कि यह पदार्थ टोपोलॉजिकल धातुओं के वर्ग में आता है और अपनी सतह पर अंतराल-रहित मायोराना मोड — ऐसे क्वासिकण जो स्वयं ही अपने प्रतिकण होते हैं — बनाए रख सकता है। ऐसी अवस्थाएँ बाहरी बाधाओं के प्रति स्थिर रहती हैं और क्वांटम संगणन के लिए आशाजनक हैं।

यह खोज दर्शाती है कि असामान्य क्वांटम गुण "साधारण" प्रकार I अतिचालकों में भी छिपे हो सकते हैं, जिससे भावी प्रौद्योगिकियों के लिए पदार्थों का दायरा और विस्तृत होता है।

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स्रोतों

  • Physicists Find a Superconductor That 'Breaks' The Symmetry of Time – A First For Its Kind

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