বিজ্ঞানীরা উচ্চ গতিতে চৌম্বকীয় স্মৃতি পুনরায় লেখার জন্য আলোর একটি ছোট রশ্মি ব্যবহার করেন
কয়েক দশক ধরে, চৌম্বকীয় তথ্য সঞ্চয়স্থান 1s এবং 0s প্রতিনিধিত্বকারী রাজ্যগুলির মধ্যে একটি উপাদানের ছোট অঞ্চলগুলিকে ফ্লিপ করার জন্য একটি চৌম্বক ক্ষেত্র ব্যবহার করার সাধারণ ধারণার উপর নির্ভর করে। যাইহোক, চৌম্বক ক্ষেত্রগুলি শক্তি ব্যবহার করে এবং সেই বিটগুলি কত দ্রুত পরিবর্তন করা যায় তা সীমিত করে।
এখন, ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের প্রকৌশলী, সান দিয়েগো (UCSD) চৌম্বকীয় তথ্য পুনর্লিখনের জন্য বিশেষভাবে ডিজাইন করা আলো ব্যবহার করে একটি ভিন্ন রুট প্রদর্শন করেছেন।
তাদের পরীক্ষাগুলি দেখায় যে অপটিক্যাল স্যুইচিং পূর্বে প্রদর্শিত চৌম্বকীয় পদার্থের তুলনায় অনেক বেশি ঘন চৌম্বকীয় উপাদানে কাজ করতে পারে, চৌম্বকীয়করণের বিপরীতে হেলিসিটি থেকে স্বাধীন। এই পদ্ধতিটি অবশেষে চৌম্বকীয় মেমরিকে দ্রুত, ঘন এবং আরও শক্তি দক্ষ করতে সাহায্য করতে পারে।
চ্যালেঞ্জ হল আলোর সুইচ চুম্বকত্ব তৈরি করা সহজ ছিল না। পূর্ববর্তী পরীক্ষাগুলি শুধুমাত্র চৌম্বকীয় স্তুপে অপটিক্যাল সুইচিং দেখিয়েছে যেখানে তিনটি স্তরের বেশি নয়।
উপাদানটিকে আরও ঘন করা প্রভাবকে দমন করে, স্মৃতির শারীরিক নকশা এবং সম্ভাব্য তথ্য ধরে রাখার ক্ষমতা উভয়কেই সীমিত করে। গবেষকদেরও আলোর একটি নির্দিষ্ট মেরুকরণ ব্যবহার করতে হয়েছিল।
এই বিধিনিষেধগুলি কাটিয়ে উঠতে পারে এমন অন্য উপাদানের সন্ধান করার পরিবর্তে, ইউসি সান দিয়েগো দল আলো পরিবর্তন করেছে। ইউসিএসডি-র প্রধান তদন্তকারী এবং ডক্টরাল ছাত্র মুহাম্মদ ওয়ালিদ খালিদ বলেন, “মাইক্রো-এবং ন্যানোস্কেলে পদার্থে ঘটছে এমন পদার্থবিদ্যাকে পরিবর্তন করতে আমরা আলোকে অপটিক্যালি ইঞ্জিনিয়ার করি।”
সঙ্কুচিত এবং পুনঃআকৃতি আলো
গবেষকরা একটি আল্ট্রাফাস্ট লেজার ব্যবহার করেছেন এবং এর বিম ডিজাইন করেছেন যাতে এর শক্তি একটি অত্যন্ত ছোট অঞ্চলে কেন্দ্রীভূত হয়। যখন ফোকাল পয়েন্ট 1.36 মাইক্রোমিটারের নিচে কমে যায়, তখন সুইচিং হেলিসিটি থেকে স্বাধীন হয়ে যায়।
রশ্মিকে আকার দেওয়ার মাধ্যমে, তারা উপাদানটির উপর কাজ করে স্থানীয় উত্তাপ এবং অপটিক্যাল টর্ক উভয়ই পরিবর্তন করতে পারে, এর চুম্বককরণ কীভাবে আলোকে সাড়া দেয় তা পরিবর্তন করতে পারে।
তারা প্ল্যাটিনাম এবং কোবাল্টের নয়টি পর্যায়ক্রমিক স্তর দিয়ে তৈরি একটি চৌম্বকীয় উপাদানের উপর পদ্ধতির পরীক্ষা করেছে। পূর্ববর্তী পরীক্ষায় দেখা তিন-স্তর সীমানার তুলনায় এটি যথেষ্ট ঘন ছিল।
গবেষকরা খুঁজে পেয়েছেন যে উপাদানটি পূর্ববর্তী পদ্ধতির একটি গুরুত্বপূর্ণ সীমাবদ্ধতা অতিক্রম করে হেলিসিটি থেকে স্বাধীন চুম্বকীয়করণের বিপরীতমুখী হতে পারে।
চৌম্বকীয় সুইচ কিভাবে কাজ করে
স্যুইচিং নিজেই আল্ট্রাফাস্ট লেজার ডাল একটি ক্রম মাধ্যমে ঘটে. প্রথম ডালগুলি একটি ছোট জায়গায় যথেষ্ট শক্তি কেন্দ্রীভূত করে একটি ছোট অঞ্চলকে উত্তপ্ত করে এবং একটি বিপরীত চৌম্বকীয় এলাকা তৈরি করে। অতিরিক্ত ডালগুলি সেই পরিবর্তন করা অঞ্চলটিকে স্থিতিশীল অবস্থায় না পৌঁছানো পর্যন্ত প্রসারিত করে।
“একটি বিশেষ লেজারের সাথে কাজ করার ফলে আমাদের একটি নির্দিষ্ট আকৃতি এবং আকারের জন্য আলোকীয়ভাবে রশ্মিকে ডিজাইন করার অনুমতি দেয়। এটি আমাদেরকে আরও মৌলিক পদার্থবিদ্যা অন্বেষণ করার সুযোগ দিয়েছে, যা প্রচলিত বিম লেজার দিয়ে করা যায় না,” যোগ করেছেন খালিদ।
গবেষকরা অনুমান করেছেন যে অপটিক্যাল সুইচিং বাহ্যিক চৌম্বকীয় ক্ষেত্রগুলি ব্যবহার করে এমন পদ্ধতির চেয়ে 1,000 গুণ বেশি দ্রুত হতে পারে। এছাড়াও, যেহেতু সুইচ করা অঞ্চলটি নির্ধারিত হয় যেখানে ফোকাস করা আলো তার শক্তি জমা করে, তাই রশ্মিকে সংকুচিত করলে চৌম্বকীয় তথ্য আরও ঘনভাবে প্যাক করা যেতে পারে।
ইউসিএসডি জ্যাকবস স্কুল অফ ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের প্রধান তদন্তকারী এবং অধ্যাপক আবদৌলায়ে এনডাও বলেন, “বিমের আকার যত ছোট হবে, অপটিক্যাল মেমরি তত ছোট এবং ঘন হবে।”
অস্বাভাবিক ফলাফল অবিলম্বে প্রতিষ্ঠা করা সহজ ছিল না. দলটি বারবার পরীক্ষা-নিরীক্ষার চেষ্টা করেছিল কারণ গবেষকরা পূর্বে যা দেখেছিলেন তার থেকে প্রভাবগুলি এত আলাদা বলে মনে হয়েছিল।
“আমরা যে প্রভাবগুলি দেখছিলাম তা এতই অভিনব এবং অস্বাভাবিক ছিল যে ক্ষেত্রের অন্যদের বোঝাতে আমাদের কঠিন সময় ছিল যে আমাদের আবিষ্কারটি একটি ফ্লুক নয়। আমরা আমাদের কাজকে অপটিক্স সম্প্রদায়কে কৃতিত্ব দেওয়ার জন্য আমাদের পরীক্ষাগুলি পুনরাবৃত্তি এবং যাচাই করতে অনেক সময় এবং প্রচেষ্টা ব্যয় করেছি,” খালিদ বলেছিলেন।
চুম্বকত্ব নিয়ন্ত্রণ করার একটি নতুন উপায়
অপটিক্যাল স্যুইচিং সম্ভব করার জন্য চৌম্বকীয় উপাদানটিকে পুনরায় ডিজাইন করার পরিবর্তে, গবেষকরা দেখিয়েছেন যে সাবধানে আলোকে আকার দেওয়া উপাদানটির প্রতিক্রিয়ার উপায় পরিবর্তন করতে পারে।
“অপটিক্যাল স্যুইচিং সক্ষম করার জন্য একটি নতুন উপাদান ডিজাইন করার পরিবর্তে, আমরা আলোকে নিজেই পুনরায় ডিজাইন করেছি এবং নতুন বৈশিষ্ট্যগুলি দেখিয়েছি যা আগে সম্ভব বলে মনে হয়নি,” এনডাও নোট করে।
যাইহোক, প্রস্তাবিত প্রযুক্তিটি এখনও বাণিজ্যিক স্টোরেজ ডিভাইসে ব্যবহার করা থেকে অনেক দূরে। বর্তমানে প্রয়োজনীয় বিশেষ অতি দ্রুত লেজার কম্পিউটার চিপগুলিতে একত্রিত করা কঠিন।
অতএব, গবেষকরা চৌম্বকীয় পদার্থগুলি অন্বেষণ করছেন যা লেজারগুলির সাথে অনুরূপ প্রভাব তৈরি করতে পারে যা ইলেকট্রনিক সিস্টেমের সাথে আরও সামঞ্জস্যপূর্ণ।
তারা বীমকে আরও সঙ্কুচিত করতে চায়, সম্ভাব্যভাবে কয়েকশ ন্যানোমিটার পর্যন্ত, অপটিক্যাল স্ট্রাকচার ব্যবহার করে যা আলোকে আরও ছোট জায়গায় সীমাবদ্ধ করতে পারে। সফল হলে, এটি অধ্যয়ন করার একটি উপায় প্রদান করতে পারে এবং শেষ পর্যন্ত প্রচলিত চৌম্বকীয় স্যুইচিংয়ের চেয়ে অনেক ছোট স্কেলে চুম্বকত্ব নিয়ন্ত্রণ করতে পারে।
গবেষণাটি জার্নালে প্রকাশিত হয়েছে প্রকৃতির যোগাযোগ.
