ایڈیلیڈ کے انجینئروں نے بغیر جنکشن والے لوپس سے SQUID صفوں کو مطلق میگنیٹومیٹر بنا دیا

Physical Review Applied میں شائع تحقیق بتاتی ہے کہ جوزفسن جنکشن کے بغیر سپر کنڈکٹنگ لوپس SQIF سینسرز کے لیے درکار مختلف لوپ سائز کی نقل کر سکتے ہیں اور تیاری کو آسان بناتے ہیں۔

یہ صفحہ انگریزی سے ترجمہ کیا گیا ہے۔ کمپنیوں اور مصنوعات کے نام اور ماخذ کے روابط تبدیل نہیں کیے گئے۔ اصل متن انگریزی میں پڑھیں

جنوبی آسٹریلیا کی ایڈیلیڈ یونیورسٹی (Adelaide University) کے محققین نے سپر کنڈکٹنگ کوانٹم انٹرفیئرنس آلات (SQUID) کی ایسی صفیں بنانے کا آسان تر طریقہ پیش کیا ہے جو مطلق مقناطیسی میدان ناپ سکیں اور وہ حساسیت بھی برقرار رہے جو انہیں پرکشش بناتی ہے۔ ڈاکٹریٹ کے طلبہ راس موناگن اور جوناتھن مارینکووچ اور یونیورسٹی کے کوانٹم اینڈ نینو ٹیکنالوجی گروپ (QuaNTeG) کے ایسوسی ایٹ پروفیسر جوزیپے تیتامانزی کا یہ کام 26 اکتوبر کو Physical Review Applied میں شائع ہوا (جلد 26، مقالہ 044077)، اور مکمل متن arXiv پر بھی دستیاب ہے۔

مسئلہ

SQUID سپر کنڈکٹنگ مادے کے ایسے لوپس ہیں جنہیں جوزفسن جنکشن منقطع کرتے ہیں، اور یہ موجودہ سب سے حساس مقناطیسی میدان شناسوں میں شامل ہیں۔ بہت سے SQUID لوپس کو دو جہتی صف میں جوڑنے سے نہایت طاقتور ریڈیو فریکوئنسی سینسر بنتے ہیں۔ یونیورسٹی کے مطابق مشکل یہ ہے کہ یہ آلات یہ پہچاننے میں دشواری محسوس کرتے ہیں کہ مقناطیسی میدان کب بالکل صفر ہے۔

سپر کنڈکٹنگ کوانٹم انٹرفیئرنس فلٹرز (SQIF) میں استعمال ہونے والا عام حل یہ ہے کہ لوپس کے رقبے جان بوجھ کر غیر مساوی رکھے جائیں تاکہ صف مطلق میگنیٹومیٹر کے طور پر کام کر سکے۔ تحقیق کے مطابق یہ شرط ہر انفرادی لوپ کی اصلاح سے ٹکراتی ہے: لوپ کا سائز بدلنے سے اس کی انڈکٹنس اور ایک اہم ڈیزائن پیرامیٹر بھی بدل جاتا ہے جسے اچھی کارکردگی کے لیے باریکی سے قابو میں رکھنا ضروری ہے۔ یہ سمجھوتہ ایسی صفوں کو اپنی پوری صلاحیت تک پہنچنے سے روکتا ہے، جسے مصنفین صرف معیاری کوانٹم حد سے محدود قرار دیتے ہیں۔ یونیورسٹی کے اعلان میں کہا گیا ہے کہ موجودہ ڈیزائنوں میں مختلف سائز کے سیکڑوں بلکہ ہزاروں لوپس درکار ہو سکتے ہیں۔

تکنیکی تفصیلات

ایڈیلیڈ کی ٹیم نے تمام لوپس کا سائز یکساں رکھا اور اس کے بجائے منتخب لوپس کو جوزفسن جنکشن کے بغیر "خالی" سپر کنڈکٹنگ حصوں سے بدل دیا۔ یہ خالی لوپس سرکٹ میں مقناطیسی فلکس کی تقسیم کا انداز بدل دیتے ہیں، چنانچہ صف ایسے برتاؤ کرتی ہے گویا اس کے لوپس کے رقبے مختلف ہوں۔ مصنفین اسے "مصنوعی رقبہ پھیلاؤ" کہتے ہیں اور ایک تجزیاتی فارمولا اخذ کرتے ہیں جو خالی لوپس کی ترتیب کو طبعی رقبوں کے مساوی پھیلاؤ سے جوڑتا ہے۔

پھر انہوں نے خالی لوپس والی کئی دو جہتی SQIF صفیں تیار کیں اور انہیں نہایت کم درجۂ حرارت پر چلایا۔ محققین کے مطابق ناپے گئے آلات نے نظریے کے مطابق برتاؤ کیا۔

تیتامانزی نے کہا: "احتیاط سے رکھے گئے خالی لوپس شامل کر کے ہم وہی نتیجہ حاصل کر سکتے ہیں اور ساتھ ہی زیادہ سے زیادہ حساسیت کے لیے درکار حالات بھی برقرار رکھ سکتے ہیں۔"

یہ کیوں اہم ہے

اگر یکساں لوپس کافی ہوں تو مینوفیکچررز کو بہت سی مختلف لوپ جیومیٹری والی بڑی صفیں بنانے کی ضرورت نہیں رہے گی، جس سے یونیورسٹی کے مطابق آلات بنانا آسان اور سستا ہو سکتا ہے۔ یونیورسٹی ممکنہ استعمالات میں دماغی نگرانی، زیادہ حساس ریڈیو فریکوئنسی ریسیورز، کم شور والا مواصلات اور برقناطیسی سینسنگ شامل کرتی ہے۔

کن باتوں پر نظر رکھیں

یونیورسٹی کا کہنا ہے کہ ٹیکنالوجی کو تجارتی بنانے سے پہلے مزید تجربات درکار ہیں۔ یہ تصور ایک بین الاقوامی پیٹنٹ درخواست کا حصہ ہے، اور آلات کی کارکردگی بہتر بنانے اور نئے استعمالات تلاش کرنے کے لیے مزید مطالعے پہلے سے جاری ہیں۔ The Quantum Insider نے 2 نومبر کو یونیورسٹی کا اعلان شائع کیا۔