विज्ञानाने प्रत्येक AMD, Intel, Nvidia CPU, GPU मध्ये असलेले शतक जुने रहस्य सोडवले
POSTECH मधील प्रोफेसर डोंग इऑन किम यांच्या नेतृत्वाखालील भौतिकशास्त्रज्ञांच्या चमूने, जर्मनीतील मॅक्स प्लँक इन्स्टिट्यूटमधील सहकाऱ्यांसोबत काम करत असून, क्वांटम मेकॅनिक्सच्या एका शतकाहून अधिक काळ विचित्र कल्पना समजून घेण्यात यश मिळवले आहे: इलेक्ट्रॉन टनेलिंग. फिजिकल रिव्ह्यू लेटर्समध्ये प्रकाशित केलेला त्यांचा अभ्यास, पहिल्यांदाच दाखवतो की जेव्हा इलेक्ट्रॉन सामान्यत: अवरोधित व्हायला हवे अशा अडथळ्यांमधून पुढे जातात तेव्हा प्रत्यक्षात काय होते.
इलेक्ट्रॉन टनेलिंग जो क्वांटम टनेलिंगचा प्रकार आहे हा एक विचित्र परंतु अतिशय वास्तविक परिणाम आहे जिथे इलेक्ट्रॉन्ससारखे कण ऊर्जा अडथळ्यांमधून जातात जे शास्त्रीय भौतिकशास्त्रानुसार ते पार करू शकत नाहीत. ही प्रक्रिया अर्धसंवाहक कसे कार्य करतात, स्मार्टफोन आणि संगणकांना उर्जा देतात आणि ती आण्विक फ्यूजनमध्ये देखील भूमिका बजावते, सूर्याला इंधन देणारी प्रतिक्रिया. आतापर्यंत, शास्त्रज्ञांना फक्त बोगद्याच्या आधी आणि नंतर काय होते हे माहित होते, परंतु अडथळ्याच्या आत काय होते याचा तपशील अज्ञात राहिला.
तपास करण्यासाठी, टीमने इलेक्ट्रॉन्सना बोगद्यात ढकलण्यासाठी शक्तिशाली लेसर डाळींचा वापर केला. त्यांना जे आढळले ते आश्चर्यकारक होते. नुसते सरकण्याऐवजी, इलेक्ट्रॉन्स अडथळ्याच्या आत असतानाच पुन्हा अणु केंद्राशी टक्कर देतात. संशोधकांनी या प्रक्रियेला “अंडर-द-बॅरियर रिकॉलिजन” (UBR) असे नाव दिले. हा शोध बोगदा सोडल्यानंतर इलेक्ट्रॉन केवळ केंद्रकांशी संवाद साधतो या दीर्घकालीन विश्वासाला आव्हान देतो.
लेसर तीव्रतेच्या विस्तृत श्रेणीमध्ये चाचणी केलेल्या सशक्त-फील्ड आयनीकरणामध्ये नॉनडियाबॅटिक टनेलिंग ज्याला म्हणतात त्यावर अभ्यास केंद्रित आहे. UBR मॉडेल डायरेक्ट मल्टीफोटॉन ट्रांझिशनच्या जुन्या कल्पनेच्या पलीकडे जाते, जे टनेलिंगची काही वैशिष्ट्ये स्पष्ट करू शकत नाही. नवीन मॉडेलने दोन प्रमुख परिणामांचा अंदाज लावला: पहिला, फोटोइलेक्ट्रॉन एनर्जी स्पेक्ट्रामध्ये उच्च-ऑर्डर फ्रीमन रेझोनान्सेस (FR) वरच्या थ्रेशोल्ड आयनीकरणावर वर्चस्व गाजवेल आणि दुसरे म्हणजे, लेसर तीव्रतेतील बदलांची पर्वा न करता FR सिग्नल सपाट राहील.
प्रयोगांनी दोन्ही अंदाजांची पुष्टी केली. इलेक्ट्रॉन्स अडथळाच्या आत ऊर्जा मिळवतात आणि नंतर न्यूक्लियसशी पुन्हा टक्कर घेतात, ज्यामुळे फ्रीमन अनुनाद मजबूत होता. यामुळे आयनीकरण पातळी पूर्वीच्या प्रक्रियेत दिसलेल्यापेक्षा खूप जास्त झाली आणि लेसर तीव्रतेबद्दल थोडीशी संवेदनशीलता दर्शविली. हे परिणाम UBR मॉडेलशी जुळले आणि शास्त्रज्ञांना टनेलिंग डायनॅमिक्सचे स्पष्ट चित्र दिले.
प्रोफेसर किम यांनी कामाचे महत्त्व समजावून सांगितले, “या अभ्यासाद्वारे, इलेक्ट्रॉन जेव्हा अणुभिंतीमधून जातात तेव्हा ते कसे वागतात याबद्दलचे संकेत शोधण्यात आम्हाला सक्षम झाले,” आणि पुढे म्हणाले, “आता, आम्ही शेवटी बोगदा अधिक खोलवर समजून घेऊ शकतो आणि आमच्या इच्छेनुसार ते नियंत्रित करू शकतो.”
हे संशोधन शतकानुशतके जुने रहस्य तर सोडवतेच पण व्यावहारिक प्रगतीचे दरवाजेही उघडते. टनेलिंगचे चांगले आकलन त्याच्यावर अवलंबून असलेल्या सेमीकंडक्टर्स, क्वांटम कॉम्प्युटर आणि अल्ट्राफास्ट लेसरसारख्या तंत्रज्ञानामध्ये सुधारणा करण्यात मदत करू शकते. तंत्रज्ञानाच्या उत्साही लोकांसाठी, टेकअवे सोपे आहे: टनेलिंगमध्ये इलेक्ट्रॉन कसे वागतात हे समजून घेतल्याने वेगवान, अधिक कार्यक्षम उपकरणे आणि भौतिकशास्त्रात नवीन शक्यता निर्माण होऊ शकतात ज्यांना एकेकाळी अशक्य वाटले होते.
स्रोत: वृत्ती, APS जर्नल्स
हा लेख AI च्या काही मदतीने व्युत्पन्न केला गेला आणि एका संपादकाने त्याचे पुनरावलोकन केले. अंतर्गत कॉपीराइट कायदा 1976 चे कलम 107या सामग्रीचा उपयोग बातम्यांच्या अहवालासाठी केला जातो. वाजवी वापर हा कॉपीराइट कायद्याद्वारे परवानगी असलेला वापर आहे जो अन्यथा उल्लंघन करू शकतो.
