క్వాంటం భౌతిక శాస్త్రంలో లోహాల ప్రవృతి   శాస్త్రవేత్తలకు ఒకోసారి అర్ధం కాకుండా ఉంటుంది. అధిక ఉష్ణోగ్రతలు కలిగి ఉండే సూపర్ కండక్టర్లు, కృష్ణ బిలం అంశాలు పరిశోధకుల దృష్టిని ఆకర్షిస్తున్నాయి. 

బెంగుళూరులోని ఇంటర్నేషనల్ సెంటర్ ఫర్ థియరిటికల్ సైన్సెస్‌లో అసోసియేట్ ప్రొఫెసర్ గా పనిచేస్తూ  స్వర్ణజయంతి ఫెలోషిప్ 2020-2021 గ్రహీత అయిన సుభ్రో భట్టాచార్జీ ఈ కొత్త ఇంతవరకు వెలుగు చూడని  క్వాంటం మెటీరియల్‌ రహస్యాన్ని చేధించేందుకు పరిశోధనలు చేపట్టారు. పదార్థంలో ఉండే ఎలక్ట్రానిక్స్ ఎలక్ట్రాన్‌లుగా రూపాంతరం చెంది కలిసి ఎలా పనిచేస్తాయి అన్న అంశంపై పరిశోధన సాగించి దీనికి సంబంధించి  సాధారణీకరించిన నమూనాను అందించడానికి ఆయన  కృషి చేస్తున్నారు. ఎలక్ట్రానిక్స్ ఎలక్ట్రానుల 

పరస్పర చర్య కారణంగా అయస్కాంతాలు, సెమీకండక్టర్లు మరియు సూపర్ కండక్టర్లు రూపుదిద్దుకుంటాయి.

ఇంతవరకు ఈ దశలపై తగినంత సమగ్ర సమాచారం అందుబాటులో లేదు. క్వాంటం భౌతిక శాస్త్రంలో ఈ దశలను ప్రాథమిక దశలుగా పేర్కొంటారు. సాంకేతికంగా కూడా వీటి ఉపయోగం ఎక్కువగా వుంది. అటువంటి సామూహిక ఎలక్ట్రానిక్ ప్రవర్తనను అర్థం చేసుకోవడం శాస్త్రవేత్తలకు సవాల్ గా మారింది.  భవిష్యత్ సాంకేతిక పరిజ్ఞాన అభివృద్ధిలో ఈ అంశం   అత్యంత కీలకంగా ఉంటుంది. ప్రస్తుతం అందుబాటులో ఉన్న  క్వాంటం సిద్ధాంతం ద్వారా అనేక విజయాలను సాధించడం జరిగింది.  పదార్థాల  సామూహిక ఎలక్ట్రానిక్ ప్రవర్తనను వివరించడానికి ప్రస్తుతం అందుబాటులో ఉన్న  సైద్ధాంతిక వ్యవస్థ అనేక  తీవ్రమైన పరిమితులను కలిగి ఉంది. నూతన ఆలోచనల కోసం అందుబాటులో ఉన్న  సైద్ధాంతిక వ్యవస్థలకు మరింత పదును పెట్టి మరిన్ని అంశాలు వెలుగులోకి తీసుకురావలసిన అవసరం ఉంది, 

  ప్రొఫెసర్  భట్టాచార్జీ చేపట్టిన పరిశోధనలు క్వాంటం సిద్ధాంతం ద్వారా ఎలక్ట్రానిక్స్ పనితీరును లోతుగా అర్ధం చేసుకునేందుకు అవకాశం కలిగిస్తాయి. ఇంతవరకు పూర్తిగా వెలుగులోకి రాని .   ఎలక్ట్రానిక్స్ ఎలక్ట్రానుల    పరస్పర చర్యను  ప్రాథమికంగా అర్థం చేసుకునేందుకు వేదిక అందిస్తాయి.   క్వాంటం స్వభావం ఆధారంగా అధునాతన పదార్థ లక్షణాలను  ఉపయోగించుకోవడానికి ఈ అవగాహన ప్రస్తుత పరిస్థితుల్లో  కీలకమైనది. సాధారణ అయస్కాంతాలు, లోహాలు/సెమీకండక్టర్‌లు మరియు సూపర్‌కండక్టర్‌లకు మించిన పదార్థాలలో ఇప్పటివరకు తెలియని ఎలక్ట్రానిక్ ప్రవర్తనపై సైద్ధాంతిక అవగాహనను పెంపొందించుకోవడం పరిశోధనల ప్రధాన అంశంగా ఉంటుంది. 

మన చుట్టుపక్కల ప్రాంతాల్లో ఉండే ప్రాథమిక ఎలక్ట్రానిక్  అంశాల కదలికలను స్థిరీకరించడంలో క్వాంటం ఎంటాంగిల్‌మెంట్ కీలకంగా ఉంటుంది.   క్వాంటం ఎంటాంగిల్‌మెంట్ మన సాధారణ   రోజువారీ అనుభవంతో పోలిస్తే  అసాధారణమైన ప్రతి-స్పష్టమైన లక్షణం కలిగి ఉంటుంది. దీనివల్ల ఎలక్ట్రాన్లలలో  నూతన సామూహిక శక్తి  ఉద్భవించడానికి ఒక కారణంగా ఉంటుంది. దీనివల్ల కలిగే పరిణామాలు ఆశ్చర్యం కలిగించే విధంగా ఉంటాయి. . ఇది ఇతర అంశాలతో  పాటు, బల్క్ ఎలక్ట్రిక్ ఇన్సులేటర్ లో సాంకేతికంగా ముఖ్యమైన ఉపరితల లోహాల అభివృద్ధికి  ఉపకరిస్తుంది. కంప్యూటింగ్ బిట్‌ల క్వాంటం అనలాగ్‌లను రూపొందించడంలో సహాయపడుతుంది.

 ఎలక్ట్రాన్ల  సరికొత్త "క్వాంటం ఆర్డర్" దశల పరిధి, వాటి వర్గీకరణ పై  ప్రొఫెసర్ భట్టాచార్జీ ప్రధానంగా దృష్టి సారించి పరిశోధన ప్రారంభించారు. ఈ పదార్థాల లోపల ఉండే  అనేక-అనేక ఎలక్ట్రాన్ల యొక్క లక్షణాలు మరియు వాటి ప్రవర్తన ను నియంత్రించే సూత్రాల పై  సమగ్ర సైద్ధాంతిక అవగాహనను సాధించాలన్న లక్ష్యంతో ఆయన పనిచేస్తున్నారు.   పదార్థం యొక్క భౌగోళిక  దశలు మరియు వాటి ఉత్తేజితాలు అలాగే గ్రాన్యులర్ ఘనపదార్థాలలో ఉద్భవించే విద్యుదయస్కాంతత్వం వంటి క్వాంటం పదార్థాల  వివిధ అంశాలపై  ప్రొఫెసర్  భట్టాచార్జీ సాగించిన అధ్యయనాలు ఫిజికల్ రివ్యూలో ప్రచురించబడ్డాయి.  ప్రొఫెసర్  భట్టాచార్జీ చేపట్టిన నూతన పరిశోధన ఫలితాలు  మన చుట్టూ ఉన్న ప్రకృతి వినూత్న  ప్రాథమిక లక్షణాలపై అవగాహన కల్పించి  భవిష్యత్తు సాంకేతికతల అభివృద్ధికి అవసరమైన సమగ్ర సమాచారాన్ని  సమిష్టిగా అందిస్తాయి.

కేంద్ర శాస్త్ర సాంకేతిక మంత్రిత్వ శాఖ అందిస్తున్న  స్వర్ణజయంతి ఫెలోషిప్ సహకారంతో సాగుతున్న ఈ  పరిశోధన  లోహాలకు సంబంధించిన  వివిధ అంశాలను  గురించి నియంత్రిత అవగాహనను కల్పించాలన్న  లక్ష్యంతో సాగుతుంది.   "ఈ దశల  సిద్ధాంతం మరియు ప్రయోగాల మధ్య అంతరాన్ని తగ్గించడానికి ఈ పరిశోధన సహాయపడుతుంది మరియు ఈ వింత లోహాలలో ఎలక్ట్రాన్ల యొక్క పరస్పర సంబంధమైన ప్రవర్తనను రూపొందించే క్వాంటం మెకానిక్స్ అతి  చిన్న విషయం.  అయితే, లోహాలఫై  ఎలక్ట్రాన్ల ప్రభావంపై కీలకమైన అంశాలను  వెలుగులోకి తీసుకు వస్తుంది " అని  ప్రొఫెసర్ భట్టాచార్జీ వివరించారు. 

మరిన్ని వివరాల కోసం సుభ్రో భట్టాచార్జీ  (subhro@icts.res.in).ని సంప్రదించవచ్చు. 

****