टोपोलॉजिकल सामग्री

09.04.2025

टोपोलॉजिकल सामग्री

खबरों में क्यों?            

संयुक्त राष्ट्र ने 2025 को क्वांटम विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी का अंतर्राष्ट्रीय वर्ष घोषित किया है, जो क्वांटम सिद्धांत द्वारा विज्ञान में क्रांति लाने के 100 वर्ष पूरे होने का प्रतीक है।

टोपोलॉजिकल सामग्री क्या हैं?

• टोपोलॉजिकल सामग्रियाँ वे पदार्थ हैं जो अपनी सतह और आंतरिक भाग पर भिन्न भौतिक गुण प्रदर्शित करते हैं ।
• ये पदार्थ बाहर से धातु की तरह व्यवहार करते हैं (विद्युत का संचालन करते हैं) लेकिन अंदर से कुचालक की तरह व्यवहार करते हैं (विद्युत का संचालन नहीं करते)।
• "टोपोलॉजिकल" शब्द का तात्पर्य पदार्थ के अद्वितीय ज्यामितीय और क्वांटम गुणों से है , जो पदार्थ का आकार विकृत होने पर भी अपरिवर्तित रहते हैं।
• 20वीं सदी के उत्तरार्ध में खोजे गए ये पदार्थ क्वांटम पदार्थ के एक नए वर्ग का प्रतिनिधित्व करते हैं।
• भौतिकी में नोबेल पुरस्कार (2016) वैज्ञानिकों (डेविड थूलेस, डंकन हाल्डेन और माइकल कोस्टरलिट्ज़) को इस क्षेत्र में उनकी सैद्धांतिक खोजों के लिए दिया गया था।

वे कैसे काम करते हैं ?​

• ये सामग्रियां एक धात्विक सतह (स्वतंत्र रूप से इलेक्ट्रॉनों का संचालन) प्रदर्शित करती हैं जबकि एक इन्सुलेटिंग कोर (इलेक्ट्रॉन स्थानीयकृत रहते हैं) को बनाए रखती हैं ।
• यह विचित्र द्वैत क्वांटम यांत्रिक प्रभावों , विशेष रूप से इलेक्ट्रॉनिक बैंड संरचनाओं की टोपोलॉजी से उत्पन्न होता है ।
• यह व्यवहार क्वांटम यांत्रिकी के सिद्धांतों में गहराई से निहित है , जहां इलेक्ट्रॉन स्पिन और गति स्पिन-ऑर्बिट युग्मन नामक घटना के कारण परस्पर क्रिया करते हैं ।
• प्रकाश और पदार्थ की परस्पर क्रिया , इलेक्ट्रॉनों का सामूहिक व्यवहार और चरण संक्रमण क्वांटम सिद्धांतों द्वारा नियंत्रित होते हैं।
• संयुक्त राष्ट्र ने 2025 को क्वांटम विज्ञान और प्रौद्योगिकी का अंतर्राष्ट्रीय वर्ष घोषित किया है , जो क्वांटम यांत्रिकी की स्थापना के 100 वर्ष पूरे होने का प्रतीक है ।

धातु और इंसुलेटर में अंतर क्यों है ?

• धातुओं में इलेक्ट्रॉन स्वतंत्र रूप से घूमते रहते हैं - आवेश के सूप की तरह , जिससे विद्युत और ऊष्मा का चालन संभव होता है ।
• इन्सुलेटरों में इलेक्ट्रॉन अपने परमाणुओं से कसकर बंधे होते हैं तथा स्वतंत्र रूप से नहीं घूमते , इसलिए वे विद्युत का संचालन नहीं करते ।
• जब प्रकाश (विद्युत चुम्बकीय तरंग) इन पदार्थों से टकराती है:
• धातुओं में इलेक्ट्रॉन सामूहिक रूप से चलते हैं और प्रकाश को परावर्तित करते हैं।
• इन्सुलेटर में इलेक्ट्रॉन अलग-अलग चलते हैं , जिससे प्रकाश गुजर जाता है ।

                                                                                         स्रोत: द हिंदू

टोपोलॉजिकल सामग्रियों के बारे में निम्नलिखित कथनों पर विचार करें:

1.टोपोलॉजिकल सामग्री वे पदार्थ हैं जो अपनी सतह पर और अपने अंदर अलग-अलग भौतिक गुण प्रदर्शित करते हैं।

2.ये सामग्री बाहर से धातु की तरह व्यवहार कर सकती है (बिजली का संचालन करती है) लेकिन अंदर से इन्सुलेटर की तरह (बिजली का संचालन नहीं करती)।

3. "टोपोलॉजिकल" शब्द सामग्री के अद्वितीय ज्यामितीय और क्वांटम गुणों को संदर्भित करता है।

ऊपर दिए गए कथनों में से कितने सही हैं?

A.केवल एक

B.केवल दो

C.सभी तीन

D.कोई नहीं

उत्तर C